CN106209445A - 一种通过网络部署的虚拟化数据中心 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过网络部署的虚拟化数据中心，所述网络环境为Client/Server的网络模式，通过DHCP服务器为每个终端分配IP，DHCP协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动,当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。本发明通过网络部署虚拟化数据中心，省去了所有人为操作。

Description

一种通过网络部署的虚拟化数据中心
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及网络工程，尤其是一种通过网络部署的虚拟化数据中心。
背景技术
传统的部署虚拟化数据中心，需要手动为每台服务器安装操作系统，再安装虚拟化软件来实现，这样效率低下，出错率也比较高。例如，对于一个互联网公司，需要新增一项业务，当应用设计完后，就需要在数据中心部署，首先需要对服务器进行调整。安装操作系统时，往往涉及到数千行的操作命令，如果对设备不了解，还会造成新增业务时对原有业务造成破坏。
经检索，发现若干篇与虚拟化数据中心相关的专利的文献，其中，公开号为CN104301391A的中国专利提出了一种层次化的虚拟化资源映射方法。包含以下步骤：主控制器接收虚拟请求后拆分为数据中心资源请求以及光网络资源请求；对数据中心的存储和计算资源进行预留映射和资源分配；根据虚拟请求中的拓扑结构和链路资源需求对多域光网络进行域间算路；将虚拟请求拆分成多个子虚拟请求发送给各个光域的光控制器；光控制器根据时延敏感程度采取不同的映射策略；映射完成后光控制器下发消息指令修改光节点的物理状态，并将映射结构通过消息反馈给主控制器。本发明降低了资源虚拟化映射的复杂度，弱化了主控制器工作负载压力，提高了映射过程的效率和速度。
公开号为CN 103095834B的中国专利提供一种跨虚拟化数据中心的虚拟机在线迁移方法，包括：步骤1，在广域网上部署多个虚拟化数据中心，每个虚拟机镜像分为模板和用户私有数据文件；步骤2，通过两层桥接模式的虚拟专用网络连接虚拟化数据中心；步骤3，源节点上的虚拟机I/O驱动进程中监控每次写入磁盘的脏块，并为所述驱动进程创建迁移线程，所述迁移线程进行用户私有数据文件的预迁移和脏块监控记录的迁移；步骤4，源节点上所述虚拟机的迁移进程控制所述-预迁移和监控记录的迁移；步骤5，改变所述虚拟机在目的节点恢复进程的执行顺序，为所述恢复进程创建恢复线程，所述恢复线程接收所述预迁移和所述监控记录迁移的信息，并将所述信息写入存储节点中。本发明能在多个虚拟化数据中心之间实现虚拟机和资源的动态映射。
经对比，上述技术方案均为数据虚拟化的一些应用，而并未涉及将网络部署应用在虚拟化数据中心的技术方案。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供了一种通过网络部署所要解决的技术问题是自动化部署的虚拟化数据中心，主要是为了提升信息技术自动化，减少部署虚拟化数据中心的成本。
本发明主要解决该技术问题所采用的技术方案是：
一种通过网络部署的虚拟化数据中心，所述网络环境为Client/Server的网络模式，通过DHCP服务器为每个终端分配IP，DHCP协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动,当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。
上述虚拟化数据中心通过网络部署的步骤是：
第一步：配置DHCP的Range范围，用于为其他裸机分配IP；
第二步：检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息；
第三步：为检测到的裸机分配控制节点、计算节点、网络节点、存储节点的一种；
第四步：证书验证，用于验证客户是否具有使用权限；
第五步：配置Master时间，用于所有节点时间的同步；
第六步：为各节点安装操作系统及虚拟化内核，用于底层虚拟化支持；
第七步：为Master安装虚拟化软件，用于管理虚拟数据中心；
第八步：为Master安装虚拟桌面软件，用于管理虚拟桌面系统配置及用户管理。
而且，在所述第一步中，配置DHCP的Range范围时，DHCP用户分配永久固定的IP地址。
而且，在所述第二步中，检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息后，DHCP服务器向现有的BOOTP终端提供服务。
而且，在所述第六步中，为各节点安装操作系统及虚拟化内核时，终端如果没有操作系统，则启动后会自动通过PXE方式启动，Master提供TFTP服务引导终端加载内存操作系统，内存系统加载完毕用户则可以通过可视化配置每个终端的功能，在完成功能选择后，由Master发出指令让每个终端重新启动系统加载新的引导文件，终端会通过新的引导文件通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持通过网络启动操作系统。
而且，在所述第六步中，所述操作系统安装完成后，通过多线程任务在每个终端安装虚拟化内核。
而且，在所述第六步中，在安装操作系统时，终端会动态生成系统引导文件，通过网络安装操作系统需要在TFTP服务端生成系统引导文件，默认TFTP服务端有Default引导文件，Master节点通过SSH方式读取裸机的硬件配置，在客户安装虚拟内核时，则重新对此终端生成优先级最高的引导文件,通过执行Reboot命令，重新引导终端安装操作系统。
而且，在所述第八步中，用户管理的步骤是：
⑴终端必须创建一对与服务器之间的密匙，并把公用密匙放在需要访问的服务器上；
⑵终端要连接到SSH服务器上，终端软件就会向服务器发出请求，请求用该终端的密匙进行安全验证；
⑶服务器收到请求之后，先在该服务器上该终端的主目录下寻找该终端的公用密匙，然后把服务器和终端发送过来的公用密匙进行比较；
⑷如果两个密匙一致，服务器就用公用密匙加密并把它发送给终端，终端收到之后就可以用该终端的私人密匙解密再把它发送给服务器；
⑸经过一系列的验证机制后，完成安装操作系统及虚拟化软件，从而完成虚拟化数据中心的部署。
本发明的有益效果是：
本发明通过网络部署虚拟化数据中心，省去了所有人为操作，通过内存操作系统获取裸机服务器硬件信息，通过PXE方式部署Linux操作系统，SSH协议安装虚拟化软件，然后与JAVAEE技术的结合为客户提供可视化部署界面，从而来实现全程自动化与传统的方式比较，以100台物理服务器的机房为例，其总耗时仅为传统的方式的1/125，可大大减少人力，提高产品一致性，更安全可靠，更适合大批量生产，降低生产成本，提高部署效率属于本技术领域的首创。
附图说明
图1是本发明中的虚拟化数据中心通过网络部署流程图；
图2是本发明中网络部署的连接框图。
具体实施方式
下面通过附图结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种通过网络部署的虚拟化数据中心，所述网络环境为Client/Server的网络模式，通过DHCP服务器为每个终端分配IP，DHCP协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动,当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。
上述虚拟化数据中心通过网络部署的步骤是：
第一步：配置DHCP的Range范围，用于为其他裸机分配IP；
第二步：检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息；
第三步：为检测到的裸机分配控制节点、计算节点、网络节点、存储节点的一种；
第四步：证书验证，用于验证客户是否具有使用权限；
第五步：配置Master时间，用于所有节点时间的同步；
第六步：为各节点安装操作系统及虚拟化内核，用于底层虚拟化支持；
第七步：为Master安装虚拟化软件，用于管理虚拟数据中心；
第八步：为Master安装虚拟桌面软件，用于管理虚拟桌面系统配置及用户管理。
在第一步中，配置DHCP的Range范围时，需要确认任何IP地址在同一时刻只能由一台DHCP客户机所使用，DHCP用户分配永久固定的IP地址，DHCP应当可以同用其他方法获得IP地址的主机共存(如手工配置IP地址的主机)。
在第二步中，检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息后，DHCP服务器向现有的BOOTP终端提供服务，这样DHCP服务器可以集中管理已经分配的IP用于后续获取硬件信息及安装操作系统提供保障。
在第六步中，为各节点安装操作系统及虚拟化内核时，终端如果没有操作系统，则启动后会自动通过PXE方式启动，Master提供TFTP服务引导终端加载内存操作系统，内存系统加载完毕用户则可以通过可视化配置每个终端的功能，在完成功能选择后，由Master发出指令让每个终端重新启动系统加载新的引导文件，终端会通过新的引导文件通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持通过网络启动操作系统，在启动过程中，终端要求服务器分配IP地址，再用TFTP(trivial file transfer protocol)协议下载一个启动软件包到本机内存中执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端操作系统。操作系统安装完成后通过线程任务在每个终端安装虚拟化内核，从而完成部署。利用多线程提升同时执行安装大量虚拟内核的效率。虚拟数据中心需要依赖大量提供计算的节点，这些节点会被安装虚拟内核来提供虚拟化服务，正是因为数量比较多，所以需要利用多线程并行安装虚拟内核。
在安装操作系统时，终端会动态生成系统引导文件，通过网络安装操作系统也就是PXE方式，则需要在TFTP服务端生成系统引导文件，默认TFTP服务端有Default引导文件，在计算机通过PXE启动时候会远程读取Default引导文件，读取引导文件会有一个优先级如下：
客户端UUID
客户端MAC地址
IP的十六进制
利用这个特点，在Default引导文件中指定终端只能加载引导内存操作系统，这样方便Master节点通过SSH(SecureShell)方式读取裸机的硬件配置，在客户安装虚拟内核时，则重新对此终端生成优先级最高的引导文件,通过执行Reboot命令，重新引导终端安装操作系统。
SSH(SecureShell)协议连接的内存操作系统是精简过的Linux操作系统，本发明SSH协议连接的内存操作系统集成了SSH服务并且需要依靠密匙，也就是终端必须创建一对与服务器之间的密匙，并把公用密匙放在需要访问的服务器上。如果终端要连接到SSH服务器上，终端软件就会向服务器发出请求，请求用该终端的密匙进行安全验证。服务器收到请求之后，先在该服务器上该终端的主目录下寻找该终端的公用密匙，然后把服务器和终端发送过来的公用密匙进行比较。如果两个密匙一致，服务器就用公用密匙加密“质询”(challenge)并把它发送给终端软件，终端收到“质询”之后就可以用该终端的私人密匙解密再把它发送给服务器，经过一系列的验证机制后，完成安装操作系统及虚拟化软件，从而完成虚拟化数据中心的部署。
通过网络部署与传统的方式比较，就好比人工与机械化的比较，我们拿100台物理服务器的机房为例，对比如下表：
部署方式 服务器数量 人力 每台耗时(小时) 总耗时(小时)
传统方式 100 1 1.5 150
网络部署 100 1 1.2 1.2
通过对比可发现，本发明在此部署基数的环境下，其服务效率是传统方式的125倍。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：所述网络环境为Client/Server的网络模式，通过DHCP服务器为每个终端分配IP，DHCP协议采用客户端/服务器模型，主机地址的动态分配任务由网络主机驱动,当DHCP服务器接收到来自网络主机申请地址的信息时，才会向网络主机发送相关的地址配置等信息，以实现网络主机地址信息的动态配置。
2.根据权利要求1所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：所述虚拟化数据中心通过网络部署的步骤是：
第一步：配置DHCP的Range范围，用于为其他裸机分配IP；
第二步：检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息；
第三步：为检测到的裸机分配控制节点、计算节点、网络节点、存储节点的一种；
第四步：证书验证，用于验证客户是否具有使用权限；
第五步：配置Master时间，用于所有节点时间的同步；
第六步：为各节点安装操作系统及虚拟化内核，用于底层虚拟化支持；
第七步：为Master安装虚拟化软件，用于管理虚拟数据中心；
第八步：为Master安装虚拟桌面软件，用于管理虚拟桌面系统配置及用户管理。
3.根据权利要求2所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第一步中，配置DHCP的Range范围时，DHCP用户分配永久固定的IP地址。
4.根据权利要求2所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第二步中，检测DHCP已分配IP且可部署虚拟化裸机的列表，通过内存操作系统查询裸机硬件配置信息后，DHCP服务器向现有的BOOTP终端提供服务。
5.根据权利要求4所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第六步中，为各节点安装操作系统及虚拟化内核时，终端如果没有操作系统，则启动后会自动通过PXE方式启动，Master提供TFTP服务引导终端加载内存操作系统，内存系统加载完毕用户则可以通过可视化配置每个终端的功能，在完成功能选择后，由Master发出指令让每个终端重新启动系统加载新的引导文件，终端会通过新的引导文件通过网络从远端服务器下载映像，并由此支持通过网络启动操作系统。
6.根据权利要求5所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第六步中，所述操作系统安装完成后，通过多线程任务在每个终端安装虚拟化内核。
7.根据权利要求6所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第六步中，在安装操作系统时，终端会动态生成系统引导文件，通过网络安装操作系统需要在TFTP服务端生成系统引导文件，默认TFTP服务端有Default引导文件，Master节点通过SSH方式读取裸机的硬件配置，在客户安装虚拟内核时，则重新对此终端生成优先级最高的引导文件,通过执行Reboot命令，重新引导终端安装操作系统。
8.根据权利要求2所述的通过网络部署的虚拟化数据中心，其特征在于：在所述第八步中，用户管理的步骤是：
⑴终端必须创建一对与服务器之间的密匙，并把公用密匙放在需要访问的服务器上；
⑵终端要连接到SSH服务器上，终端软件就会向服务器发出请求，请求用该终端的密匙进行安全验证；
⑶服务器收到请求之后，先在该服务器上该终端的主目录下寻找该终端的公用密匙，然后把服务器和终端发送过来的公用密匙进行比较；
⑷如果两个密匙一致，服务器就用公用密匙加密并把它发送给终端，终端收到之后就可以用该终端的私人密匙解密再把它发送给服务器；
⑸经过一系列的验证机制后，完成安装操作系统及虚拟化软件，从而完成虚拟化数据中心的部署。
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