基于OpenStack的大数据实验云平台的设计与实现
发布时间：2021-04-17 11:54
为解决大数据课程教学的上机实验问题,提供管理大数据实验的支撑平台,在基于虚拟化技术的开源云平台OpenStack基础上进行了大数据实验平台的设计与开发。此平台从教学需求出发,设计并实现了实验集群管理模块、教学管理模块和平台监控模块,并通过OpenStack整合多台物理服务器为用户提供虚拟化服务。在实验集群管理模块中,通过构建集群池并使用“预部署实分配”的方法达到一键式快速部署集群的目的,在部署和保存恢复实验环境时借助于OpenStack的函数接口。基于远程传输技术完成实验工具集从服务器端向实验集群的导入。在教学管理模块中,基于OpenStack的权限管理,设计并实现了教学体系下用户的隔离和配额限制。将OpenStack项目和用户的创建及绑定等操作自动化,达到成批处理用户的效果。实现了管理实验教学的整个过程,包括实验发布、资料管理、作业上传和在线审阅等,并集成到Horizon子项目中。在平台监控模块,通过向多节点物理机自动化部署脚本来查询物理资源信息的方式,来分担OpenStack控制节点的监控压力。并将监控服务编写为系统守护进程,让其能开机自启。实现了虚拟机信息收集器和用户实验行为收集...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平台逻辑架构图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文虚拟网络结构如图 2.3 所示。平台上虚拟网络需要管理以下几类网络流量：Management，API，VM，External。集群创建需要 VM 网络和 External 网络中的地址。控制节点和计算节点合并 Management，API，VM 网络，统一用网卡一管理。控制节点的网卡二与外部网络相连，外部网络地址池作为虚拟机的浮动 ip 池。从 Linux Bridge 和 Open Vswitch 两种 VM 网络代理中选取了较为成熟且高效的Linux Bridge 作为平台的虚拟网络管理器。VM 网络类型选择 vxlan，vxlan 网络采用隧道机制，物理交换机无需在 MAC 表中记录虚拟机的相关信息，因此能够避免物理交换机 MAC 表耗尽。
图 2.5 用户关联图角色关联关系色-权限”关联关系如图 2.5 所示。描述了用户与权限、项为三种，管理员，教师，学生。通过“用户-角色-权限”关，从而获取角色相对应的权限，限制用户操作。其中角色略文件来实现，策略文件是 json 格式的，对于计算服务个对应的策略文件，描述角色拥有哪些操作的权限。在用过获取用户角色，再读取策略文件判断此用户的角色与权证通过，否则无权限访问。相应权限过程如下：首先创建角色并命名，其次定义基于规则，并加入到访问资源的具体函数中。再选取一种角色行登录之后，平台通过认证规则限制用户的资源访问权限，否则提示验证错误。资源信息隔离
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据技术原理与应用课程建设经验分享[J]. 林子雨. 大数据. 2018(06)
[2]基于角色的访问控制模型（RBAC）研究[J]. 余杨奎. 计算机技术与发展. 2019(01)
[3]基于华为FusionInsight的《大数据平台建设》课程实验教学探索[J]. 关辉,许璐蕾. 电脑知识与技术. 2018(24)
[4]大数据实验云平台的设计与实现[J]. 原建伟,何玉辉,丁洁. 信息技术. 2018(02)
[5]基于OpenStack的云计算和大数据实验教学平台应用研究[J]. 潘正军,赵莲芬,袁丽娜. 现代计算机(专业版). 2017(31)
[6]基于Nagios的监控数据分析展示平台[J]. 和荣,肖海力. 科研信息化技术与应用. 2017(05)
[7]Mitaka版OpenStack的授权管理分析与研究[J]. 杨灿,李秦伟,叶延婷. 电子科技. 2017(05)
[8]基于CubieBoard的大数据实验平台设计[J]. 韦尧,陈子阳,程静文,高聪硕,张正艳,吕震宇. 华北理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]基于OpenStack的云计算实验平台建设与应用[J]. 金永霞,孙宁. 实验技术与管理. 2016(06)
[10]开源IaaS云服务软件平台的分析与比较[J]. 雷擎. 计算机科学. 2015(S2)
硕士论文
[1]基于OpenStack的多租户数据安全保护技术研究[D]. 袁雪波.电子科技大学 2017
[2]基于Ganglia的云平台监控的研究与实现[D]. 曹东航.电子科技大学 2016
[3]基于Hadoop的大数据处理云平台的研究与实现[D]. 陈梦飞.北京邮电大学 2016
[4]基于OpenStack云平台的用户管理系统设计与实现[D]. 吴登攀.电子科技大学 2015
[5]基于OpenNebula的私有云计算平台的设计与实现[D]. 邢辉星.华南理工大学 2013
本文编号：3143409
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
平台逻辑架构图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文虚拟网络结构如图 2.3 所示。平台上虚拟网络需要管理以下几类网络流量：Management，API，VM，External。集群创建需要 VM 网络和 External 网络中的地址。控制节点和计算节点合并 Management，API，VM 网络，统一用网卡一管理。控制节点的网卡二与外部网络相连，外部网络地址池作为虚拟机的浮动 ip 池。从 Linux Bridge 和 Open Vswitch 两种 VM 网络代理中选取了较为成熟且高效的Linux Bridge 作为平台的虚拟网络管理器。VM 网络类型选择 vxlan，vxlan 网络采用隧道机制，物理交换机无需在 MAC 表中记录虚拟机的相关信息，因此能够避免物理交换机 MAC 表耗尽。
图 2.5 用户关联图角色关联关系色-权限”关联关系如图 2.5 所示。描述了用户与权限、项为三种，管理员，教师，学生。通过“用户-角色-权限”关，从而获取角色相对应的权限，限制用户操作。其中角色略文件来实现，策略文件是 json 格式的，对于计算服务个对应的策略文件，描述角色拥有哪些操作的权限。在用过获取用户角色，再读取策略文件判断此用户的角色与权证通过，否则无权限访问。相应权限过程如下：首先创建角色并命名，其次定义基于规则，并加入到访问资源的具体函数中。再选取一种角色行登录之后，平台通过认证规则限制用户的资源访问权限，否则提示验证错误。资源信息隔离
【参考文献】：
期刊论文
[1]大数据技术原理与应用课程建设经验分享[J]. 林子雨. 大数据. 2018(06)
[2]基于角色的访问控制模型（RBAC）研究[J]. 余杨奎. 计算机技术与发展. 2019(01)
[3]基于华为FusionInsight的《大数据平台建设》课程实验教学探索[J]. 关辉,许璐蕾. 电脑知识与技术. 2018(24)
[4]大数据实验云平台的设计与实现[J]. 原建伟,何玉辉,丁洁. 信息技术. 2018(02)
[5]基于OpenStack的云计算和大数据实验教学平台应用研究[J]. 潘正军,赵莲芬,袁丽娜. 现代计算机(专业版). 2017(31)
[6]基于Nagios的监控数据分析展示平台[J]. 和荣,肖海力. 科研信息化技术与应用. 2017(05)
[7]Mitaka版OpenStack的授权管理分析与研究[J]. 杨灿,李秦伟,叶延婷. 电子科技. 2017(05)
[8]基于CubieBoard的大数据实验平台设计[J]. 韦尧,陈子阳,程静文,高聪硕,张正艳,吕震宇. 华北理工大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]基于OpenStack的云计算实验平台建设与应用[J]. 金永霞,孙宁. 实验技术与管理. 2016(06)
[10]开源IaaS云服务软件平台的分析与比较[J]. 雷擎. 计算机科学. 2015(S2)
硕士论文
[1]基于OpenStack的多租户数据安全保护技术研究[D]. 袁雪波.电子科技大学 2017
[2]基于Ganglia的云平台监控的研究与实现[D]. 曹东航.电子科技大学 2016
[3]基于Hadoop的大数据处理云平台的研究与实现[D]. 陈梦飞.北京邮电大学 2016
[4]基于OpenStack云平台的用户管理系统设计与实现[D]. 吴登攀.电子科技大学 2015
[5]基于OpenNebula的私有云计算平台的设计与实现[D]. 邢辉星.华南理工大学 2013
本文编号：3143409
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