CN104572269A - 一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，涉及高性能集群领域，该集群快速部署方法以交互方式的方法，通过分步执行的形式，快速地将系统分发到各个节点上，并以管理节点为中心进行统一管理；按照部署步骤主要分为四个部分：（1）管理节点网络环境搭建，（2）管理节点系统灌装配置，（3）管理节点并行环境搭建以及管理配置，（4）计算节点并行环境搭建。本发明实现了Linux操作系统下集群的网络系统灌装、并行环境搭建、集群管理等功能，可以将复杂的操作放在后台，并且将操作归纳梳理，交互式的呈现在用户面前，降低了集群部署的成本，缩短了集群部署的时间。

Description

一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法

技术领域

本发明涉及高性能集群领域，具体地说是一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法。

背景技术

随着云计算，互联网，大数据的飞速发展，人们对机器的计算能力要求越来越高，一台计算机的配置已经远远不能满足人们的计算能力，特别是物理学，应用数学，应用化学，气象学等学科应用。集群是由一系列独立的计算机，通过高速互联网路连接在一起，通过统一的管理对外提供服务的计算机组。一个客户与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。集群从诞生起到现在，应用范围越来越广泛，也越来越受到人们的关注。但是面对数十台，十几台，甚至百台以上的机器，如何快速部署，如何统一管理成为一个重要问题。

服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。传统的部署方法需要手动设置较为耗时并且在手动设置的容易出现遗忘服务或者配置错误等现象。

发明内容

针对集群部署技术存在的不足之处，本方明提供了一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法。

本发明所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：该集群快速部署方法以交互方式的方法，通过分步执行的形式，快速地将系统分发到各个节点上，并以管理节点为中心进行统一管理。本发明通过Linux操作系统下的分步部署设计，实现Linux操作系统下集群的网络系统灌装、并行环境搭建、集群管理等功能。

本发明所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法，按照部署步骤主要分为四个部分：（1）管理节点网络环境搭建，（2）管理节点系统灌装配置，（3）管理节点并行环境搭建以及管理配置，（4）计算节点并行环境搭建。按照部署步骤进行划分可以贴近用户的实际应用过程，并且在遇到问题时可以回溯追查问题原因，另外，每一步都可以单独执行。集群搭建涉及到管理节点和计算节点的设置，其中管理节点需要设置网络环境、http、tftp、dhcp、配置KS文件、rsh、ssh、nis、nfs、vnc、tentakel等，计算节点需要设置网络环境、系统时间等。

本发明的一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法与现有技术相比具有的有益效果是：本方法可以将复杂的操作放在后台，并且将操作归纳梳理，交互式的呈现在用户面前，降低了集群部署的成本，缩短了集群部署的时间。本方法具有良好的扩展性和实用性，能够根据实际应用随时调整。

附图说明

附图1为所述集群快速部署方法的主界面示意图；

附图2为所述集群快速部署方法的主界面示意图（翻译）。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参考附图，对本发明所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法进一步详细说明。

本发明提出的基于Linux操作系统的集群快速部署方法，以交互方式的方法，通过分步执行的形式，快速地将系统分发到各个节点上，并以管理节点为中心进行统一管理。本发明通过Linux操作系统下的分步部署设计，实现Linux操作系统下集群的网络系统灌装、并行环境搭建、集群管理等功能。按照功能分步执行，清晰明确，且以交互方式，方便用户定制个性安装，另外，开放的接口设计可以对今后新的系统进行方便的融合。

实施例：

本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法，按照部署步骤主要分为四个部分：（1）管理节点网络环境搭建，（2）管理节点系统灌装配置，（3）管理节点并行环境搭建以及管理配置，（4）计算节点并行环境搭建。按照部署步骤进行划分可以贴近用户的实际应用过程，并且在遇到问题时可以回溯追查问题原因，另外，每一步都可以单独执行。主界面如图1、图2所示。SELinux(Security-Enhanced Linux) 是美国国家安全局（NSA）对于强制访问控制的实现，是 Linux的安全子系统。

集群搭建涉及到管理节点和计算节点的设置，其中管理节点需要设置网络环境、http、tftp、dhcp、配置KS文件、rsh、ssh、nis、nfs、vnc、tentakel等，计算节点需要设置网络环境、系统时间等。本实施例通过Linux操作系统下的分步部署设计，实现了Linux操作系统rhel6.4和centOS6.5下集群的网络系统灌装、并行环境搭建、集群管理等功能。

使用本方法的相应脚本，按照既定的步骤进行操作，实现网络系统灌装和并行环境搭建，并实现VNC和tentakel管理。网络系统灌装：通过管理节点设置，与之连接的计算节点可以在开机后直接自动安装系统，无需手动干预。并行环境搭建：实现管理节点与计算节点，管理节点与登陆节点，计算节点与计算节点之间无密码访问，NFS挂载，rsh通信，NIS服务。

本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法中，所述管理节点网络环境搭建，包括如下1、2、3小步：

1.  网络环境配置：对于集群的管理节点，通常情况下需要配置4个网络设备：eth0、eth1、ib0、ipmi；其中eth0一般设置为私网IP，eth1设置为公网IP，ib0设置为管理节点ib网络IP，ipmi为管理节点的BMC管理IP。执行过程为交互式的，既提供默认配置IP，又提供客户输入接口。eth0，eth1，ib0通过修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-xxx实现，ipmi通过安装ipmitool，通过ipmitool指令设置；

2.  主机名配置：通过修改/etc/sysconfig/network中HOSTNAME实现；

3.  关闭防火墙，Network Manager，SELINUX。

本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法中，所述管理节点系统灌装配置，其中又分为4、5、6、7、8小步：

4.  配置HTTP：通过修改/etc/hosts文件实现；

5.  配置TFTP：通过修改/etc/xinetd.d/tftp实现；

6.  配置DHCP：通过修改/etc/dhcp/dhcp.conf实现，涉及到管理节点的私网子网网段，私网路由，dhcp自动分配网段，nis域名等设置；

7.  配置并行环境的RSH、NFS、NIS：

        i.      其中RSH是“remote shell”（远程 shell）的缩写，该命令在指定的远程主机上启动一个shell并执行用户在rsh命令行中指定的命令。通过修改/root/.rhosts和/etc/hosts.equiv文件，并开启rsh、rlogin、rexec实现；

      ii.      NFS是Network File System的简写，即网络文件系统。NFS允许一个系统在网络上与他人共享目录和文件。通过使用NFS，用户和程序可以像访问本地文件一样访问远端系统上的文件。服务端配置通过修改/etc/exports并启动nfs服务实现。客户端在下文KS文件中进行设置；

    iii.      NIS(Network Information Service)是一项目录服务技术（Diretory Service），用来集中控制几个系统管理数据库的网络用品。客户端利用它可以使用中心服务器的管理文件，桌面系统的用户无需建立自己的/etc/passwd，只简单的使用维护在NIS服务器的文件即可。具体实现通过开启ypserv、yppasswdd服务等操作实现；

8.  复制ios镜像，修改TFTP，配置KS文件：验证通过了rhel6.4，centOS6.5两个版本的KS文件，支持这两个系统的部署设置。KS文件为系统灌装时的配置文件，其中涉及到系统分区，软件包安装，脚本添加等安装系统和安装系统后所有的操作步骤，通过读取这个文件可以完全实现计算节点安装自动化。

本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法中，所述管理节点并行环境搭建以及管理配置，其中又分为9、10、11小步：

9.  配置SSH无密码访问：在所有节点安装完毕后，为实现节点之间互相通信、交换数据，必须配置SSH无密码访问；

10.      配置tentakel：tentakel是一种集群管理工具，通过配置tentakel.conf指定以rsh方式还是ssh方式进行集群指令的统一分发操作；

11.      配置VNC：VNC是一种LINUX下远程桌面技术，由于集群部署在指定的机房中，管理者不能每次都去机房进行操作，通过远程可视化桌面VNC技术可以实现远距离操作。

本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法中，所述计算节点并行环境搭建，其中又分为12、13小步：

12.      配置网络环境：与上述网络环境配置不同之处在于，管理节点的网络环境必须搭建，而这里的功能完全作为可选功能，由用户自行选择；

13.      设置系统时间和bios时间。

通过本实施例所述集群快速部署方法的技术方案可知，已经将主要的功能集成到脚本中实现，用户只需要做简单的几步操作就可以实现整个集群的部署。首先将工具包“autoinstall”拷贝到任意位置，通常是/opt下，工具包中包含：host_auto_config.sh（脚本主文件），hosts（配置表，包括ip和对应的主机名），ks目录（包括rhel6.4和centOS6.5的灌装配置文件），ssh目录（包括ssh无密码访问的方法），tentakel目录（包括tentakel工具和tentakel.conf配置表）。

采用本实施例所述集群快速部署方法，实现整个集群的部署需要如下操作步骤：

步骤一、手动挂载系统镜像，对于rhel6.4通过

mount -t iso9660 /dev/sr0 /mnt

对于centOS6.5通过

mount -t iso9660 /dev/cdrom /mnt；

步骤二、手动修改hosts文件，按照样板添加所有集群的IP和主机名，在脚本中会按照这个文件进行配置；

步骤三、手动修改tentakel目录下tentakel.conf文件，该文件主要是对tentakel进行配置，根据个人习惯进行设定。

步骤四、手动设置完后，执行sh host_auto_config.sh。

部署步骤如下：

步骤一、进行管理节点网络环境搭建，执行主界面1、2、3小步（网络环境配置、主机名配置以及关闭防火墙），按照提示执行后重启管理节点；

步骤二、进行管理节点系统灌装配置，执行主界面4、5、6、7、8小步（配置HTTP、配置TFTP、配置DHCP、配置并行环境的RSH、NFS、NIS以及复制ios镜像，修改TFTP，配置KS文件），按照提示执行后即可开启计算节点进行灌装；

计算节点系统自动安装完后，由于已经配置好NFS，共享管理节点的/opt目录，在计算节点直接到/opt下运行脚本执行12小步设置本节点IP，执行2小步设置主机名并重启；

步骤三、在所有计算节点设置重启结束后，进行管理节点并行环境搭建以及管理配置，在管理节点执行脚本9、10、11小步，即配置SSH无密码访问、配置tentakel以及配置VNC，完成整个部署过程。

通过本实施例所述基于Linux操作系统的集群快速部署方法，所部署集群可以通过如下验证方法进行验证：

1.在管理节点执行 ssh cu01可以直接切换到cu01；

2.在管理节点执行 tentakel -g cu ‘date’可以看到所有计算节点反馈信息；

3.使用VNC访问管理节点公网IP（例：192.168.141.11:1）即可打开。

从本实施例所述集群快速部署方法的技术方案和验证方法可知，由于以脚本形式分步实现，具有良好的扩展性，提供接口支持其他系统的扩展，更加直观、清晰，按照功能进行划分可以使用户充分实现自主选择，定制不同的部署方式。本方法可以将复杂的操作放在后台，并且将操作归纳梳理，交互式的呈现在用户面前，降低了集群部署的成本，缩短了集群部署的时间。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，以交互方式的方法，通过分步执行的形式，将系统分发到各个节点上，并以管理节点为中心进行统一管理；该集群快速部署方法按照部署步骤主要分为四个部分：（1）管理节点网络环境搭建，（2）管理节点系统灌装配置，（3）管理节点并行环境搭建以及管理配置，（4）计算节点并行环境搭建。

2.根据权利要求1所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，所述管理节点网络环境搭建，包括网络环境配置、主机名配置以及关闭防火墙三小步：其中网络环境配置：对于集群的管理节点，配置4个网络设备：eth0、eth1、ib0、ipmi；执行过程为交互式的，提供默认配置IP和客户输入接口；主机名配置：通过修改/etc/sysconfig/network中HOSTNAME实现。

3.根据权利要求2所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，eth0，eth1，ib0通过修改/etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-xxx实现，ipmi通过安装ipmitool，通过ipmitool指令设置。

4.根据权利要求3所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，所述管理节点系统灌装配置，包括配置HTTP、配置TFTP、配置DHCP、配置并行环境的RSH、NFS、NIS，以及复制ios镜像，修改TFTP，配置KS文件五小步；其中

配置HTTP：通过修改/etc/hosts文件实现；

配置TFTP：通过修改/etc/xinetd.d/tftp实现；

配置DHCP：通过修改/etc/dhcp/dhcp.conf实现；

配置并行环境的RSH、NFS、NIS：其中RSH：通过修改/root/.rhosts和/etc/hosts.equiv文件，并开启rsh、rlogin、rexec实现；服务端配置通过修改/etc/exports并启动nfs服务实现；NIS具体实现通过开启ypserv、yppasswdd服务操作实现。

5.根据权利要求2所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，所述管理节点并行环境搭建以及管理配置，包括配置SSH无密码访问、配置tentakel、配置VNC三小步；其中

配置tentakel：通过配置tentakel.conf指定以rsh方式或ssh方式进行集群指令的统一分发操作；

配置VNC：通过远程可视化桌面VNC技术可以实现远距离操作。

6.根据权利要求5所述一种基于Linux操作系统的集群快速部署方法，其特征在于，所述计算节点并行环境搭建，包括配置网络环境、设置系统时间和bios时间。