CN110275719B - 基于国产cpu和操作系统的云物理主机操作系统部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，属于云计算技术领域，本发明所述基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，基于最小磁盘空间占用的国产操作系统镜像，pxe技术启动物理服务器过程中通过在启动内核内置agent完成操作系统部署，系统部署过程中可通过扫描待部署的操作系统镜像分区表，得到操作系统镜像的分区列表，通过从操作系统的镜像维护的元数据中获取根分区以及数据分区的相关信息；通过循环遍历获取的分区列表，逐个对待部署基于国产CPU的物理服务器的系统盘进行分区，并对重新预置磁盘大小的根分区及数据分区的文件系统进行扩容操作。

Description

基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法

技术领域

本发明涉及云计算技术，尤其涉及一种基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法。

背景技术

随着云计算技术的发展，云物理主机相关服务也蓬勃发展，各大云厂商相继推出了自己的云物理主机产品，为用户提供高性能、高稳定性、安全隔离的计算服务，并可以支持分钟级的交付，相对传统的交付模式，大大缩短了物理服务器的交付时间。同时，用户独享物理主机计算资源，可以对物理主机进行开启、停止、重启、重装系统等操作，且对于用户来说，属于轻资产，无需用户配备专门的运维人员对其进行运维，为用户节省了大量的采购IT基础设施的资金成本。

与此同时，随着国产软硬件技术的发展，目前很多国产服务器已经支持ipmi、pxe相关技术。基于国产基础软硬件的云计算技术也飞速发展，涌现了一大批云计算产品。

但是，目前基于国产基础软硬件的云物理主机产品，还相对缺乏。

由于目前主流的国产CPU，其指令集架构与目前主流的CPU一般有所不同，比如国产龙芯CPU采用了mips指令集，国产飞腾CPU采用了arm指令集，这就导致对于云物理主机产品来说，其启动内核也有所不同，如对于基于国产龙芯CPU的物理服务器和基于国产飞腾CPU的物理服务器，需要适应自身CPU架构的系统启动内核。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提出了一种基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，能够有效的提高基于国产CPU和操作系统的云物理主机产品操作系统的部署速度，缩短云物理主机产品的交付时间。

本发明的技术方案是：

基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，基于国产CPU的云物理主机操作系统镜像采用满足系统安装的最小化磁盘分区方式，通过启动内核内部内置agent来实现待部署操作系统镜像的下载和自动化部署；通过预先设置系统根分区及数据分区的序号、大小及文件系统类型来对待部署云物理主机的根分区及数据分区按照预置大小分区；分区后通过文件系统工具，对重新设置分区的大小的根分区及数据分区的文件系统进行扩容操作。

进一步的，通过对应自身服务器指令集架构的国产操作系统启动内核，启动国产物理服务器；启动内核内置了agent，通过agent将待部署物理服务器的操作系统镜像下载到内存中，而后将其镜像格式转换为裸磁盘镜像；通过扫描操作系统镜像分区表，获取待部署操作系统镜像的分区表，并同时将其保存到分区列表中。

进一步的，通过循环遍历待部署操作系统镜像的分区列表，同时对待部署物理主机的系统盘进行进行分区操作，分区操作对于部署前预置大小的根分区及数据分区需按照预置的大小进行分区；最后操作系统部署完成后，通过文件系统工具，将预置大小的根分区及数据分区进行扩容操作。

进一步的，操作系统镜像采取压缩的操作系统镜像格式，另外，操作系统的镜像内的根分区，以操作系统安装的最小空间对其进行分区。

进一步的，

主要流程如下：

1)部署基于国产CPU和OS的云物理主机操作系统之前，首先需要预置操作系统的根分区及数据分区的大小、分区序号、文件系统类型，以便后续部署云物理主机操作系统时能够按照其大小进行重新分区，满足云物理主机操作系统的生产环境运行要求，预置的数据以操作系统镜像元数据的形式保存；

2)通过pxe技术将云物理主机的操作系统启动内核下载到待部署云物理主机本地，并以此启动内核启动云物理主机；

3)操作系统启动内核内置agent程序，agent会随操作系统自动启动，它会将待部署的操作系统镜像下载到云物理主机内存中，并将其镜像格式转换为裸磁盘镜像；

4)镜像格式转换之后，agent程序扫描待部署操作系统磁盘镜像分区表，获取其分区信息，并同时保存于分区列表中，分区列表中需要记录分区序号、分区的大小、分区的类型，并同时将根分区及数据分区的大小替换预置的分区大小；

5)循环遍历遍历所述步骤4)中获取的操作系统分区列表，依次在待部署基于国产CPU的云物理主机的系统磁盘上根据磁盘大小、类型进行分区，并同时将待部署操作系统镜像内相应分区的内容通过拷贝到分区内，对于部署前重新指定了分区大小的系统分区，需执行步骤6)，对分区进行扩容；

6)使用文件系统工具将待部署云物理主机系统磁盘提前预置大小的根分区及数据分区文件系统进行扩容。

所述待部署操作系统镜像的制作首先在基于国产CPU的物理服务器上安装操作系统，操作系统的安装采用自定义分区的方式，根分区的大小需要设置为满足该操作系统安装的最小磁盘空间需求；

然后，对前述步骤1)中安装的操作系统进行定制化安装，部署相关的应用系统及其他系统服务；

定制化安装完成后，利用镜像制作工具从定制化安装的系统磁盘将操作系统导出为裸磁盘镜像，再使用镜像格式管理工具将其转换为压缩系统镜像格式。

进一步的，启动内核内置的agent主要实现下载待部署操作系统镜像、从服务端获取根分区及数据分区大小、序号及文件系统、待部署操作系统镜像的解压以及操作系统的部署。

agent自服务端下载待部署操作系统镜像的过程：

启动内核启动物理服务器，启动内核内置agent程序完成操作系统镜像的下载后，首先需要判断系统根目录空闲磁盘空间与待部署操作系统镜像转换为裸磁盘镜像后所占磁盘空间的大小：

如果根目录空闲磁盘空间小于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则结束本次操作系统部署流程；

如果根目录空闲磁盘空间大于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则使用磁盘镜像管理工具将待部署操作系统镜像格式转换为裸磁盘镜像。

本发明的有益效果是

1)基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统镜像采用满足操作系统安装的最小化分区方式，可以有效的减少镜像下载的时间，提高云物理主机操作系统部署的效率；

2)通过扫描操作系统镜像分区表，获取待部署系统镜像的分区表信息，并支持可以动态指定某些数据分区的大小和文件系统类型，操作系统部署方式更加灵活，可以更好的适应生产环境云物理主机操作系统部署的需求；

3)支持基于国产CPU的云物理主机服务器的操作系统的部署，可有效的提高基于国产CPU的物理服务器的管理和系统部署效率；

4)系统镜像可提前定制制作，支持在待部署操作系统内部定制安装应用系统及其他软件系统，可有效提高基于国产CPU和操作系统环境下操作系统和应用系统的部署效率。

附图说明

图1是本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前基于国产CPU和操作系统的云物理主机技术方案，基于ipmi远程控制技术，已具备对基于国产CPU的物理服务器的启动、停止、重启等生命周期管理功能；pxe技术可通过物理网卡从远程主机下载操作系统启动内核，启动物理服务器，而后通过定制化启动内核内置的agent完成云物理主机操作系统的部署。云物理主机的操作系统以镜像的方式存储在服务器端，部署时可以通过磁盘克隆或其他方式将镜像文件系统通过网络拷贝到云物理主机本地硬盘上，从而达到在国产物理服务器上部署操作系统的目的。

本发明基于最小磁盘空间占用的国产操作系统镜像，pxe技术启动物理服务器过程中通过在启动内核内置agent完成操作系统部署，系统部署过程中可通过扫描待部署的操作系统镜像分区表，得到操作系统镜像的分区列表，通过从操作系统的镜像维护的元数据中获取根分区以及数据分区的相关信息；通过循环遍历获取的分区列表，逐个对待部署基于国产CPU的物理服务器的系统盘进行分区，并对重新预置磁盘大小的根分区及数据分区的文件系统进行扩容操作。

本发明通过pxe技术从物理网卡下载一个对应自身服务器指令集架构的国产操作系统启动内核，启动国产物理服务器；启动内核内置了agent，通过agent将待部署物理服务器的操作系统镜像下载到内存中，而后将其镜像格式转换为裸磁盘镜像；通过扫描操作系统镜像分区表，获取待部署操作系统镜像的分区表，并同时将其保存到分区列表中；通过循环遍历待部署操作系统镜像的分区列表，同时对待部署物理主机的系统盘进行进行分区操作，分区操作对于部署前预置大小的根分区及数据分区需按照预置的大小进行分区；最后操作系统部署完成后，通过文件系统工具，将预置大小的根分区及数据分区进行扩容操作。

因一般操作系统的裸磁盘镜像与原始磁盘大小相同，占用磁盘空间很大，本发明所述方法，操作系统镜像采取压缩的操作系统镜像格式，如qcow2格式的镜像文件，以减少镜像在下载至待部署物理服务器的时间；另外，操作系统的镜像内的根分区，以操作系统安装的最小空间对其进行分区，以尽可能减少操作系统镜像的大小，减少操作系统的下载时间，加快操作系统的部署速度。

待部署操作系统镜像可支持在系统内部定制化安装应用系统及其他软件系统，从而达到在基于国产CPU和操作系统环境下快速部署操作系统、应用系统及其依赖环境的目的。

本发明所述的基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，操作系统部署过程主要有以下步骤：

1)在部署基于国产CPU和OS的云物理主机操作系统之前，首先需要预置操作系统的根分区及其他数据分区的大小、分区序号、文件系统类型等分区信息，以便后续部署云物理主机操作系统时能够按照其大小进行重新分区，满足云物理主机操作系统的生产环境运行要求，预置的数据可以以操作系统镜像元数据的形式保存；

2)通过pxe技术将云物理主机的操作系统启动内核下载到待部署云物理主机本地，并以此启动内核启动云物理主机；

3)操作系统启动内核内置agent程序，agent会随操作系统自动启动，它会将待部署的操作系统镜像下载到云物理主机内存中，并将其镜像格式转换为裸磁盘镜像。

4)镜像格式转换之后，agent程序扫描待部署操作系统磁盘镜像分区表，获取其分区信息，并同时保存于分区列表中，分区列表中需要记录分区序号、分区的大小、分区的类型等信息，并同时将根分区及数据分区的大小替换预置的分区大小；

5)循环遍历遍历步骤4中获取的操作系统分区列表，依次在待部署基于国产CPU和操作系统的云物理主机的系统磁盘上根据磁盘大小、类型进行分区，并同时将待部署操作系统镜像内相应分区的内容通过拷贝到分区内，对于部署前重新指定了分区大小的系统根分区及数据分区，需执行步骤6，对分区进行扩容；

6)使用文件系统工具将待部署云物理主机的系统磁盘上的分区文件系统进行扩容。

其中，

1)制作待部署操作系统镜像：待部署操作系统镜像的制作首先在基于国产CPU的物理服务器上安装操作系统，操作系统的安装采用自定义分区的方式，根分区的大小需要设置为满足该操作系统安装的最小磁盘空间需求；

然后，对如前所述步骤中安装的操作系统进行定制化安装，部署相关的应用系统及其他系统服务，比如应用系统、数据库、中间件等，当然也可以对安装的操作系统按照需求进行配置，以满足生产环境对操作系统的需求；

定制化安装完成后，利用镜像制作工具从定制化安装的系统磁盘将操作系统导出为裸磁盘镜像，再使用镜像格式管理工具将其转换为压缩系统镜像格式，比如qcow2格式的操作系统镜像。

2)启动内核内置的agent主要实现下载待部署操作系统镜像、从服务端获取根分区及数据分区大小、序号及文件系统等镜像分区信息、待部署操作系统镜像的解压以及操作系统的部署。

agent自服务端下载待部署操作系统镜像的过程：

启动内核启动物理服务器，启动内核内置agent程序完成操作系统镜像的下载后，首先需要判断系统根目录空闲磁盘空间与待部署操作系统镜像转换为裸磁盘镜像后所占磁盘空间的大小：

如果根目录空闲磁盘空间小于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则结束本次操作系统部署流程；

如果根目录空闲磁盘空间大于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则使用磁盘镜像管理工具将待部署操作系统镜像格式转换为裸磁盘镜像；

基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统的部署安装步骤，具体可参照技术方案中关于操作系统部署过程的相关描述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.基于国产CPU和操作系统的云物理主机操作系统部署方法，其特征在于，

基于国产CPU的云物理主机操作系统镜像采用满足系统安装的最小化磁盘分区方式，通过启动内核内部内置agent来实现待部署操作系统镜像的下载和自动化部署；通过预先设置系统根分区及数据分区的序号、大小及文件系统类型来对待部署云物理主机的根分区及数据分区按照预置大小分区；分区后通过文件系统工具，对重新设置分区的大小的根分区及数据分区的文件系统进行扩容操作；

主要流程如下：

1）部署基于国产CPU和OS的云物理主机操作系统之前，首先需要预置操作系统的根分区及数据分区的大小、分区序号、文件系统类型，以便后续部署云物理主机操作系统时能够按照其大小进行重新分区，满足云物理主机操作系统的生产环境运行要求，预置的数据以操作系统镜像元数据的形式保存；

2）通过pxe技术将云物理主机的操作系统启动内核下载到待部署云物理主机本地，并以此启动内核启动云物理主机；

3）操作系统启动内核内置agent程序，agent会随操作系统自动启动，它会将待部署的操作系统镜像下载到云物理主机内存中，并将其镜像格式转换为裸磁盘镜像；

4）镜像格式转换之后，agent程序扫描待部署操作系统磁盘镜像分区表，获取其分区信息，并同时保存于分区列表中，分区列表中需要记录分区序号、分区的大小、分区的类型，并同时将根分区及数据分区的大小替换预置的分区大小；

5）循环遍历遍历所述步骤4）中获取的操作系统分区列表，依次在待部署基于国产CPU的云物理主机的系统磁盘上根据磁盘大小、类型进行分区，并同时将待部署操作系统镜像内相应分区的内容通过拷贝到分区内，对于部署前重新指定了分区大小的系统分区，需执行步骤6），对分区进行扩容；

6）使用文件系统工具将待部署云物理主机系统磁盘提前预置大小的根分区及数据分区文件系统进行扩容。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

通过对应自身服务器指令集架构的国产操作系统启动内核，启动国产物理服务器；启动内核内置了agent，通过agent将待部署物理服务器的操作系统镜像下载到内存中，而后将其镜像格式转换为裸磁盘镜像；通过扫描操作系统镜像分区表，获取待部署操作系统镜像的分区表，并同时将其保存到分区列表中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

通过循环遍历待部署操作系统镜像的分区列表，同时对待部署物理主机的系统盘进行进行分区操作，分区操作对于部署前预置大小的根分区及数据分区需按照预置的大小进行分区；最后操作系统部署完成后，通过文件系统工具，将预置大小的根分区及数据分区进行扩容操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

操作系统镜像采取压缩的操作系统镜像格式，另外，操作系统的镜像内的根分区，以操作系统安装的最小空间对其进行分区。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述待部署操作系统镜像的制作首先在基于国产CPU的物理服务器上安装操作系统，操作系统的安装采用自定义分区的方式，根分区的大小需要设置为满足该操作系统安装的最小磁盘空间需求；

然后，对前述步骤1）中安装的操作系统进行定制化安装，部署相关的应用系统及其他系统服务；

定制化安装完成后，利用镜像制作工具从定制化安装的系统磁盘将操作系统导出为裸磁盘镜像，再使用镜像格式管理工具将其转换为压缩系统镜像格式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

启动内核内置的agent主要实现下载待部署操作系统镜像、从服务端获取根分区及数据分区大小、序号及文件系统、待部署操作系统镜像的解压以及操作系统的部署。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

agent自服务端下载待部署操作系统镜像的过程：

启动内核启动物理服务器，启动内核内置agent程序完成操作系统镜像的下载后，首先需要判断系统根目录空闲磁盘空间与待部署操作系统镜像转换为裸磁盘镜像后所占磁盘空间的大小：

如果根目录空闲磁盘空间小于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则结束本次操作系统部署流程；

如果根目录空闲磁盘空间大于操作系统裸磁盘镜像磁盘空间，则使用磁盘镜像管理工具将待部署操作系统镜像格式转换为裸磁盘镜像。

Images