TWI502366B - 雲端叢集系統及其開機部署方法 - Google Patents

Description

雲端叢集系統及其開機部署方法

本發明係有關於雲端叢集系統，尤其更有關於一種可令主機快速開機，並且在要變更主機的角色時，不必令主機重新下載鏡像檔或重新安裝作業系統的雲端叢集系統，以及該雲端叢集系統使用的開機部署方法。

一般來說，要建立一個雲端叢集系統，需要經過相當繁複的程序，因此對於管理人員來說，實相當不易。

舉例來說，當一個新的主機添加至該雲端叢集系統中時，係需為該主機分配一個適當的IP位址，以及適當的主機名稱。當該主機可以使用該IP位址及該主機名稱來連線上網時，還要進一步提供開機檔案(例如作業系統)給該主機下載，並且於下載完成後，引導該主機進行安裝。並且，除了必須視該主機啟動後所要擔任的角色為何，提供對應的該開機檔案供該主機下載之外，該主機安裝完成後，亦需視該主機所要擔任的角色，對該主機進行對應的部署動作，以將該角色所需之應用程式安裝至該主機中。

上述的程序一般都需要由不同的伺服器來實現，並且通過管理人員對該些伺服器的操作，確保整個建構過程的正確性，因此當添加的主機數量過多時，容易帶給管理人員很大的負擔。

再者，上述都是在雲端叢集系統中添加實體機器所需完成之程序，當該雲端叢集系統有需求，需要在該些實體的主機上建立一或多個虛擬機器時，將會使得整個雲端叢集系統更為複雜，並且令管理人員的管理更為不易。

本發明之主要目的，在於提供一種雲端叢集系統及其開機部署方法，係可便於管理人員於雲端叢集系統中添加新的主機，並且更可便於管理人員隨時變更已完成部署的主機之角色。

為達上述目的，本發明揭露了包括有一開機伺服器、一管理伺服器、一系統儲存池及至少一主機的雲端叢集系統。當主機開啟後，依據一網路開機規則進行一網路開機程序。接著，主機可連接至系統儲存池，以取得對應的根目錄檔案系統，並且再向開機伺服器下載鏡像檔來使用，藉以完成網路開機程序。開機完成後，主機係接受管理伺服器所進行之部署動作。管理伺服器主要依據設定來致能主機中的對應內容，藉以令完成部署的主機可以擔任雲端叢集系統中的對應角色。

本發明對照先前技術可達成之功效在於，主機只需在執行了網路開機程序後，下載並執行鏡像檔即可完成開機，不需要安裝完整的作業系統，因此可以有效節省主機啟動並加入雲端叢集系統的時間。

另，管理人員可以依據實際需求來進行設定管理伺服器，再由管理伺服器依據管理人員的設定對開機後的主機進行部署，藉以令部署完成的主機可以直接擔任系統所需之角色。而當管理人員要變更主機的角色時，只需要重新設定，再由管理伺服器依據新的 設定來重新部署主機即可，主機不必重新下載鏡像檔，也不必另外安裝作業系統，因此可以有效縮短主機重新上線的時間。

再者，本案的雲端叢集系統具有一系統儲存池，供主機連接使用系統儲存池中的根目錄檔案系統，當主機開機並部署完成後，可以將與系統相關的資料皆儲存在系統儲存池中，不需存在主機自己的硬碟中。如此一來，當主機毀損時，只要更換一備用主機，並讓該備用主機連接使用該系統儲存池，即可快速地還原主機並加入雲端叢集系統。

1‧‧‧開機伺服器

2‧‧‧管理伺服器

20‧‧‧控制介面

200‧‧‧虛擬資料中心管理模組

3‧‧‧系統儲存池

30‧‧‧檔案夾

301‧‧‧根目錄檔案系統

302‧‧‧配置檔案

303‧‧‧管理檔案

4‧‧‧主機

5‧‧‧硬碟

51‧‧‧鏡像檔

6‧‧‧網路交換機

60‧‧‧機櫃

7‧‧‧應用儲存池

70‧‧‧虛擬機器

8‧‧‧分配伺服器

80‧‧‧對應表

S10~S16‧‧‧步驟

S20~S32‧‧‧步驟

S40~S48‧‧‧步驟

S50~S54‧‧‧步驟

S60~S64‧‧‧步驟

S70~S74‧‧‧步驟

S80~S100‧‧‧步驟

第一圖為本發明之一較佳具體實施例之系統架構圖。

第二圖為本發明之一較佳具體實施例之雲端機房的機櫃示意圖。

第三圖為本發明之一較佳具體實施例之系統方塊圖。

第四圖為本發明之一較佳具體實施例之鏡像檔製作流程圖。

第五圖為本發明之一較佳具體實施例之開機流程圖。

第六圖為本發明之一較佳具體實施例之部署流程圖。

第七圖為本發明之另一較佳具體實施例之系統方塊圖。

第八圖為本發明之一較佳具體實施例之虛擬機器生成流程圖。

第九圖為本發明之又一較佳具體實施例之系統方塊圖。

第十圖為本發明之一較佳具體實施例之分配流程圖。

第十一圖為本發明之另一較佳具體實施例之分配流程圖。

第十二圖為本發明之一較佳具體實施例之開機與部署時序圖。

茲就本發明之一較佳實施例，配合圖式，詳細說明如後。

本發明提供了一種雲端叢集系統(cluster system，下面將於說明書內文中簡稱為該系統)，以及該雲端叢集系統所使用的開機部署方法。通過本發明，在一台空白的主機添加至該系統中時，可以快速地開機完成，並且被部署成為該系統所需之角色，例如管理端點(management node)、運算端點(compute node)、儲存端點(storage node)或網路服務端點(website node)等，不加以限定。並且，當一管理人員欲變更其中一主機之角色時，只需對該主機重新進行部署，即可直接改變該主機之角色，該主機不需重新安裝新角色所需的作業系統與應用程式。如此一來，可有效縮短主機添加到該系統中之時間。

首請參閱第一圖，為本發明之一較佳具體實施例之系統架構圖。本發明的該系統主要包括一開機伺服器(boot server)1、一管理伺服器(management server)2、一系統儲存池(system storage pool)3及至少一主機4。值得一提的是，當該主機4尚未添加至該系統之前，係為一完全空白之主機。

請同時參閱第二圖，為本發明之一較佳具體實施例之雲端機房的機櫃示意圖。如圖所示，該開機伺服器1、該管理伺服器2、該系統儲存池3及該主機4主要係設置在雲端機房的同一機櫃60之中，彼此通過該機櫃60中的一網路交換機(Switch)6來連接。然而，上述僅為本發明之一較佳具體實例，該開機伺服器1、該管理伺服器2、該系統儲存池3及該主機4亦可分別設置於不同的機櫃或是不同的資料中心，並且彼此通過網路來互相連接，並不加以限 定。再者，該系統儲存池3係由該系統中的複數儲存空間(如多台伺服器中的硬碟)所集結而成的一個大型儲存空間，本實施例的圖式中係以單一台伺服器的方式呈現，以方便說明，但該系統儲存池3並非侷限於單一台的伺服器。

請同時參閱第三圖，為本發明之一較佳具體實施例之系統方塊圖。該開機伺服器1係於該主機4被開啟後，第一時間提供該主機4一網路開機規則(netboot policy)，藉此，該主機4可以依據該網路開機規則來執行一網路開機程序，例如一標準的預啟動執行環境(Preboot eXecution Environment,PXE)程序，但不加以限定。

該開機伺服器1還可通過其上的連接埠(圖未標示)，例如通用序列匯流排(Universal Serial Bus,USB)連接埠或外部序列高技術配置(external Serial Advanced Technology Attachment,e-SATA)連接埠等，插接一硬碟5。更具體而言，該硬碟可為一具備熱插拔(Plug and Play)功能的可攜式儲存裝置。該硬碟5中儲存有至少一鏡像檔(Golden image)51，該鏡像檔51中包括完整的作業系統，以及該系統中的所有角色所需之內容，如應用程式(applications)、檔案(files)、系統設定(system configuration)及系統應用程式(system utilities)等，不加以限定。

該主機4執行該網路開機程序至一特定步驟時，即可由該開機伺服器1來下載並直接使用該鏡像檔51，以完成整個網路開機程序。換句話說，該系統不針對該主機4開機後要擔任之角色，進行對應的安裝動作，而是將所有角色所需之內容全部裝在該鏡像檔 51中，並提供給該主機4來使用。如此一來，該主機4不必另外安裝完整的作業系統，因此可以有效地節省該主機4的開機時間。

該系統儲存池3係為該系統中的複數儲存空間所組成，用以提供給該主機4存放資料，該主機4開啟後，可以連接至該系統儲存池3以使用該系統儲存池3的空間。並且，該系統儲存池3中具有至少一根目錄檔案系統(root file system)301，當該主機4連接至該系統儲存池3後，還可取得並使用該根目錄檔案系統301。如此一來，該主機4所執行的所有與該系統相關之資料，皆可儲存於該系統儲存池3中，而不必儲存在該主機4自己的硬碟(圖未標示)中。更具體而言，該主機4主要可通過網路掛載(mount)的方式來連接該系統儲存池3，將該系統儲存池3視為該主機4的一顆本地端硬碟，並且使用該系統儲存池3的空間。

更具體而言，該系統儲存池3主要可分隔出複數的檔案夾30，各該檔案夾30分別提供給不同的該主機4使用。該主機4主要係可連接至該系統儲存池3中的該複數檔案夾30的其中之一，以取得該檔案夾30中的該根目錄檔案系統301，並使用該檔案夾30的空間。如此一來，該系統儲存池3可同時提供給多台主機4來使用，並且各該主機4的資料不會彼此干擾，不會有資料外洩的問題。

使用該系統儲存池3最大的好處在於，該主機4與系統相關的資料都存在對應的該資料夾30中，因此當該主機4毀損時，只要添加一備用主機，讓該備用主機執行相同的該網路開機程序、連接至該系統儲存池3中的同一個該資料夾30，最後再下載並使用該鏡像檔51，即可輕易地還原該主機4。

值得一提的是，該系統中的所有主機4皆下載並使用同一個該鏡 像檔51，因此該些主機4完成開機後，將會具有完全一樣之內容，不會有角色之區別。是以，在該主機4完成開機後，需進一步連接至該管理伺服器2以進行註冊，藉此，該主機4可以接受該管理伺服器2所進行之部署動作(deployment)，令完成部署的該主機4可直接擔任該系統中的對應角色。

如圖所示，該管理伺服器2具有一控制介面20，該控制介面20主要可為一以網路為基礎(web-based)之使用者介面(User Interface,UI)或指令介面(Command Line Interface,CLI)，以供管理人員進行操作。管理人員可通過對該控制介面20之操作，對該主機4進行所需之一角色之設定，藉以，該控制介面20可以依據管理人員之設定內容，產生相對應的一配置檔案(profile)302，其中該配置檔案302記錄了該角色所需之內容。

當管理人員設定完畢後，該管理伺服器2隨即啟動一部署程序，即，該管理伺服器2會自動進入該主機4中，並且依據該配置檔案302，致能(enable)該主機4使用的該鏡像檔51中，對應至該角色之內容。如此一來，該主機4在接受了該管理伺服器2的部署後，即可成為該管理人員所設定之該角色。

如前文所述，該主機4下載並使用的該鏡像檔51中，實包括了該系統中的所有角色所需之內容，該管理伺服器2之部署動作，主要是看管理人員將該主機4設定為什麼角色，即致能該角色的對應內容，而該角色不需要之內容則會被除能(disable)。然而，該主機4中仍然保留有其他角色所需之內容，該些被除能的內容並不會被刪除。也就是說，當管理人員要變更該主機4之角色時，只要重新設定，該控制介面20就會產生新的該配置檔案302， 該管理伺服器2在進行部署動作時，就會依照新的該配置檔案302致能對應的內容，並除能其他的內容。因此，該主機4可以很輕易地被重新部署為其他的角色。

值得一提的是，為了能在該主機4毀損時快速還原該主機4，因此該配置檔案302產生後，該管理伺服器2可將該配置檔案302儲存至該主機4連接使用的該系統儲存池3中的對應檔案夾30中。如此一來，當一備用主機啟動並連接至同一個該檔案夾30後，該管理伺服器2可直接依據該檔案夾30中的該配置檔案302來進行部署，不需要管理人員重新進行設定。

該主機4向該管理伺服器2註冊後，該管理伺服器2即可得知該主機4已完成開機，因此，該系統可通過該管理伺服器2來監控該主機4之運作狀態，例如流量(traffic)、吞吐量(throughput)、CPU使用率、溫度或溼度等。該管理伺服器2會依據該主機4之運作狀態來產生一狀態資訊303，並且定期將該狀態資訊303儲存至該主機4連接使用的該系統儲存池3中的該檔案夾30中。再者，該管理伺服器2還可通過該控制介面20，以文字或圖形方式來顯示上述的該配置檔案302及該狀態資訊303。藉以，管理人員可通過該控制介面20來查看該主機4的各項資訊，進而有益於對於整個系統之管理。

續請參閱第四圖，為本發明之一較佳具體實施例之鏡像檔製作流程圖。首先，管理人員可通過額外的伺服器(圖未標示)，安裝該系統所需的作業系統，以及各種角色所需之各種內容，進而，由該些作業系統及內容來製作該鏡像檔51(步驟S10)。並且，於該鏡像檔51製作完成後，將該鏡像檔51儲存至該硬碟5中(步驟S12) 。接著，判斷是否還需要製作其他的鏡像檔(步驟S14)，若是，則重新執行該步驟S10~該步驟S12，以製作並儲存其他的鏡像檔。若鏡像檔已製作完成，則將該硬碟5插接至該開機伺服器1上(步驟S16)。

上述步驟的目的在於，該硬碟5中不必然只包括一份該鏡像檔51，也可能包括複數的該鏡像檔51。該主機4可以同時下載複數的該鏡像檔51，並且再依據該系統之需求，使用對應之該鏡像檔51。然而以上所述僅為本發明之較佳具體實例，不應以此為限。

參閱第五圖，為本發明之一較佳具體實施例之開機流程圖。當一空白的該主機4添加至該系統中時(例如插入該機櫃60中的一插槽)，係可通過該網路交換機6連接該開機伺服器1、該管理伺服器2及該系統儲存池3。該主機4添加後，主要需先開啟該主機4(步驟S20)，其中，管理人員可按壓該主機4上的一實體開機按鍵(圖未標示)，或是通過在線開機(Wake-On-LAN,WOL)的方式，於遠端控制該主機4開啟，不加以限定。

該主機4被開啟後，係先取得可使用的一IP位址及一主機名稱(步驟S22)，接著使用該IP位址連接至該開機伺服器1，並由該開機伺服器1來取得該網路開機規則(步驟S24)，藉此，該主機4就可以依據該IP位址、該主機名稱及該網路開機規則，執行該網路開機程序。接著，該主機4可連接該至系統儲存池3，請求連接至該系統儲存池3(步驟S26)，藉以取得該根目錄檔案系統301，並使用該系統儲存池3的空間。更具體而言，該主機4係連接至該系統儲存池3中的對應檔案夾30，以取得該檔案夾30中的該根目錄檔案系統301，並使用該檔案夾30的空間。

該主機4取得該根目錄檔案系統301後，即可再次連接到該開機伺服器1，並通過該開機伺服器1來下載並使用該硬碟5中的該鏡像檔51(步驟S28)，藉以，完成該網路開機程序。最後，在該主機4完成開機後，即可對該管理伺服器2進行註冊(步驟S30)，以接受該管理伺服器2之部署動作(步驟S32)，進而於部署完成後，擔任該系統所需之角色。

續請參閱第六圖，為本發明之一較佳具體實施例之部署流程圖。如前文所述，當有複數的該主機4完成開機後，會具有相同之內容，這是因為該些主機4使用的該鏡像檔51中包括了該系統中的所有角色所需之內容。因此，若要讓該主機4能夠擔任該系統中的特定角色，則需要由該管理伺服器2來做進一步的部署動作。首先，該管理伺服器2係提供該管理介面20，藉以，由該管理介面20來接受管理人員的外部操作，以對該主機4來進行所需之該角色的設定(步驟S40)。

接著，該控制介面20會依據該設定來產生上述該配置檔案302(步驟S42)，其中，該配置檔案302記錄了該角色所需之內容。並且，於設定完成後，該管理伺服器2會啟動一部署程序(步驟S44)，藉由該部署程序，該管理伺服器2會自動進入該主機4中，並依據該配置檔案302，致能該主機4使用的該鏡像檔51中對應至該角色之內容(步驟S46)。如此一來，該主機4可以在完成部署後，成為管理人員所設定之該角色(步驟S48)。值得一提的是，該鏡像檔51亦可預設(default)將所有內容全部致能，並且該配置檔案302記錄該角色所不需要之內容，該管理伺服器2再依據該配置檔案302，將該主機4使用的該鏡像檔51中，不屬於該角色的內容全部 除能。然而，以上所述僅為本發明之一較佳具體實施例，不應以此為限。

續請參閱第七圖，為本發明之另一較佳具體實施例之系統方塊圖。本實施例中，該系統更包括有一應用儲存池7，連接該主機4，並且更具體而言，該應用儲存池7係連接該機櫃60中的該網路交換機6，並通過該網路交換機6連接該開機伺服器1、該管理伺服器2及該主機4。該應用儲存池7主要係由該系統中的複數儲存空間(如多台主機4中的空白硬碟)所集結而成的一個大型儲存空間，本實施例的圖式中係以單一台伺服器的方式呈現，以方便說明，但該應用儲存池7並非侷限於單一台的伺服器。

與該系統儲存池3之差異在於，該系統儲存池3係提供該主機4一定之空間，用以存放該主機4中與系統相關之資料；而該應用儲存池7則提供給該主機4更大更具彈性的儲存空間，以令該主機4得以於該應用儲存池7上生成、運用各項之應用程序。

本實施例中，該控制介面20主要可當作該系統中的一實體資料中心管理模組(Physical Data Center Management,PDCM)，用以控制並管理該系統中的所有實體機器(例如該主機4)。而如第七圖所示，該控制介面20上更具有一虛擬資料中心管理模組(Virtual Data Center Management,VDCM)200，用以管理該系統中的所有虛擬機器。

管理人員係可操控該控制介面20，並且進一步使用該控制介面20上的該虛擬資料中心管理模組200。該虛擬資料中心管理模組200係可接受外部操控，以指定該主機4來生成系統所需之一虛擬機器70，並且，將所生成之該虛擬機器70儲存於該應用儲存池7中 。其中，該虛擬機器70主要可依據該主機4所使用的該鏡像檔51來產生，因此該系統不必為了產生該虛擬機器70，額外提供作業系統及應用程式之安裝程序。

通過本發明，管理人員可以通過該虛擬資料中心管理模組200的操作，輕易地控制哪一台主機4要產生該虛擬機器70，要產生幾台該虛擬機器70，以及該虛擬機器70要擔任什麼角色，因此對管理人員來說，本發明實可提供相當強大的便利性。

請同時參閱第八圖，為本發明之一較佳具體實施例之虛擬機器生成流程圖。如上所述，首先，需由該管理伺服器2中的該控制介面20來提供該虛擬資料中心管理模組200(步驟S50)，接著，該虛擬資料中心管理模組200可接受外部操控，以指定該主機4生成該虛擬機器70(步驟S52)。該虛擬機器70係依據該主機4使用的該鏡像檔51來生成該虛擬機器70，並且將所生成的該虛擬機器70儲存於該應用儲存池7中(步驟S54)。其中，該應用儲存池7亦可分隔為多個檔案夾，以分別供不同的該主機4連接使用，其連接/掛載方式與該系統儲存池3相同，在此不再贅述。

參閱第九圖，為本發明之又一較佳具體實施例之系統方塊圖。如圖所示，該系統更包括有一分配(assign)伺服器8，連接該開機伺服器1、該管理伺服器2、該系統儲存池3及該主機4。本實施例中，主要係由該分配伺服器8來分配、管理該系統中的所有主機4的IP位址以及主機名稱。

本實施例中，該主機4係連接該網路交換機6上的其中一個埠(圖未標示)，並且該分配伺服器8亦連接至該網路交換機6，藉以，該主機4可通過該網路交換機6來連接該分配伺服器8，以接受該 分配伺服器8的服務。管理人員可事先對該管理伺服器2進行設定，以令該管理伺服器2內儲存有該系統的拓樸資料(topology)21，該分配伺服器8可連接至該管理伺服器2，並讀取該拓樸資料21。藉此，該分配伺服器8可以依據該拓樸資料21，事先為該網路交換機6上的每一個埠皆分配一個IP位址及一個主機名稱。如此一來，當該主機4連接該網路交換機6上的其中一個埠時，即可向該分配伺服器8請求使用該埠被分配的該IP位址及該主機名稱。

值得一提的是，該分配伺服器8主要可依據該拓樸資料21，為雲端機房中的每一台網路交換機上的每一個埠皆設定一個專屬的IP位址及主機名稱，本實施例中僅以該網路交換機6來舉例說明，但並不以此為限。

前述第五圖的該步驟S22中，該主機4即連接至該分配伺服器8，向該分配伺服器8提出請求，並且於通過請求後，取得並使用該主機4所連接的該埠被分配之IP位址及主機名稱。藉以，該主機4可通過該IP位址及該主機名稱來執行該網路開機程序。更具體而言，該分配伺服器8係依據產生的所有IP位址及主機名稱來產生一對應表80，當該主機4向該分配伺服器8提出請求時，該分配伺服器8係查詢該對應表80，以取得該主機4連接的該埠被分配的該IP位址及該主機名稱。

請同時參閱第十圖及第十一圖，分別為本發明之一較佳具體實施例及另一較佳具體實施例之分配流程圖。首先如第十圖所示，在該系統運作之前，管理人員必須在將該系統的該拓樸資料21設定完成，並儲存至該管理伺服器2中。藉此，該分配伺服器8上線後，即可由該管理伺服器2來取得該拓樸資料21(步驟S60)，進而可 依據該拓樸資料21，對該網路交換機6上的每一個埠皆分配一個IP位址及一個主機名稱(步驟S62)。最後，為了方便查詢，該分配伺服器8會依據該些IP位址及主機名稱來產生該對應表80，並儲存於該分配伺服器8中(步驟S64)。

接著如第十一圖所示，當該主機4被開啟，並且要執行該網路開機程序之前，該主機4係需向該分配伺服器8請求一個IP位址及一個主機名稱(步驟S70)。該分配伺服器8接收該請求後，即依據該請求來查詢該對應表80(步驟S72)。進而，該分配伺服器8可依查詢結果，取得該主機4連接的該埠被分配的該IP位址及該主機名稱，並且將該IP位址及該主機名稱提供給該主機4來使用(步驟S74)。該步驟S74之後，該主機4就可以使用該IP位址及該主機名稱來執行該網路開機程序。

最後請參閱第十二圖，為本發明之一較佳具體實施例之開機與部署時序圖。如圖所示，涉及到本發明的開機部署方法之組件(component)，主要包括了該開機伺服器1、該管理伺服器2、該系統儲存池3、該主機4、該應用儲存池7以及該分配伺服器8。

首先，該主機4係先插入該機櫃60的任一插槽中，與該網路交換機6連接，並通過該網路交換機6來連接該系統中的該些組件1、2、3、7、8。該主機4被開啟後，係先向該分配伺服器8發出請求(步驟S80)。該分配伺服器8接收該請求後，係對該對應表80進行查詢，進而取得可以給該主機4使用的一個IP位址及一個主機名稱，並回覆給該主機4(步驟S82)。該主機4取得了IP位址及主機名稱後，即可向該開機伺服器1請求該網路開機規則(步驟S84)，並且該開機伺服器1接收該請求後，即回覆該網路開機規則給該 主機4(步驟S86)。該步驟S86後，該主機4即可依據該IP位址、該主機名稱及該網路開機規則，執行該網路開機程序。

接著，該主機4連接至該系統儲存池3，請求連接使用該系統儲存池3(步驟S88)，該系統儲存池3接收該請求後，即為該主機4分配一個專屬的該檔案夾30，並且回覆指示該檔案夾30位置的一指標(pointer)給該主機4(步驟S90)。如此一來，該主機4即可依據該指標，連接至該系統儲存池3中，專屬於該主機4使用的該檔案夾30，並且取得該檔案夾30中的該根目錄檔案系統301，並使用該檔案夾30的空間。取得該根目錄檔案系統301後，該主機4即可再次連接至該開機伺服器1，請求下載該鏡像檔51(步驟S92)，並且於該開機伺服器1同意後，下載並使用該鏡像檔51，進而完成整個該網路開機程序(步驟S94)。

當該主機4完成開機後，即可向該管理伺服器2進行註冊(步驟S96)，藉以，接受該管理伺服器2之監控，並且接受該管理伺服器2所進行之部署動作(步驟S98)。該管理伺服器2係依據管理人員設定的角色來對該主機4進行部署，因此該步驟S98之後，該主機4使用的該鏡像檔51中，對應至該角色的內容會被致能，進而該主機4可以在部署後成為管理人員設定的該角色。最後，當管理人員有需求時，該主機4還可連接使用該應用儲存池7，並且依據該虛擬資料中心管理模組200之指定，產生該虛擬機器70，並儲存於該應用儲存池7中。

通過本發明，該主機4添加至該系統後，只需下載該鏡像檔51一次，當管理人員要變更該主機4的角色時，只需通過該管理伺服器2來致能/除能該主機4使用的該鏡像檔51之內容，即可輕易改 變該主機4的角色，該主機4不必重新下載該鏡像檔51，並且也不必進行額外的作業系統或應用程式的安裝動作。因此，可以令整個雲端叢集系統的建構速度更為快速，並且更為簡單。

另外，本發明令該主機4連接使用該系統儲存池3，並將所有與系統相關之資料皆儲存在該系統儲存池3中，因此，當該主機4毀損時，只需要找一個備用主機來連接至該系統儲存池3中的同一個該檔案夾30，即可快速還原該主機4，相當便利。再者，通過該應用儲存池7的連接使用，以及該虛擬資料中心管理模組200的操作，管理人員可以輕易地指定該主機4產生、刪除、移動該虛擬機器70，對於整個雲端叢集系統來說，實具有莫大的幫助。

以上所述僅為本發明之較佳具體實例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明內容所為之等效變化，均同理皆包含於本發明之範圍內，合予陳明。

1‧‧‧開機伺服器

2‧‧‧管理伺服器

20‧‧‧控制介面

3‧‧‧系統儲存池

30‧‧‧檔案夾

301‧‧‧根目錄檔案系統

302‧‧‧配置檔案

303‧‧‧狀態資訊

4‧‧‧主機

5‧‧‧可攜式硬碟

51‧‧‧鏡像檔

6‧‧‧網路交換機

Claims (19)

1. 一種雲端叢集系統，包括：一開機伺服器，連接一硬碟，該硬碟儲存有一鏡像檔(Golden image)，該鏡像檔中包括完整的作業系統；一管理伺服器，連接該開機伺服器；一系統儲存池，連接該開機伺服器及該管理伺服器，該系統儲存池具有一根目錄檔案系統(root file system)；及一主機，連接該開機伺服器、該管理伺服器及該系統儲存池，該主機開啟後向該開機伺服器請求一網路開機規則(netboot policy)，據以執行一網路開機程序，並且該主機連接至該系統儲存池，取得該根目錄檔案系統並使用該系統儲存池之空間，並且再自該開機伺服器下載並使用該鏡像檔，進而完成該網路開機程序；其中，該主機於完成該網路開機程序後接受該管理伺服器之一部署動作，藉以由完成部署的該主機直接擔任該雲端叢集系統中的對應角色。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雲端叢集系統，其中該硬碟為一具熱插拔(Plug and Play)功能之可攜式儲存裝置。
3. 如申請專利範圍第1項所述的雲端叢集系統，其中該鏡像檔包括了該雲端叢集系統中的所有角色所需之內容，該管理伺服器具有一控制介面，係接受外部操作以對該主機進行一角色之設定，該控制介面依據該設定產生一配置檔案(profile)，該管理伺服器係依據該配置檔案致能(enable)該主機使用的該鏡像檔中，對應至該角色之內容，以令該主機成為所需之該角色。
4. 如申請專利範圍第3項所述的雲端叢集系統，其中該系統儲存池分隔出複 數檔案夾，各該檔案夾中分別具有對應的該根目錄檔案系統，該主機係連接至該系統儲存池中的該複數檔案夾的其中之一，以取得該檔案夾中的該根目錄檔案系統，並使用該檔案夾的空間。
5. 如申請專利範圍第4項所述的雲端叢集系統，其中該管理伺服器將該配置檔案儲存於該主機連接使用的該系統儲存池中的該檔案夾中。
6. 如申請專利範圍第4項所述的雲端叢集系統，其中該主機向該管理伺服器註冊，並由該管理伺服器監控該主機之運作狀態，據以產生一狀態資訊，並將該狀態資訊儲存於該主機連接使用的該系統儲存池中的該檔案夾中。
7. 如申請專利範圍第6項所述的雲端叢集系統，其中該管理伺服器通過該控制介面以文字或圖形顯示該主機的該配置檔案及該狀態資訊。
8. 如申請專利範圍第3項所述的雲端叢集系統，其中更包括一分配伺服器，該主機通過一網路交換機上的其中一個埠連接該分配伺服器，該主機係向該分配伺服器請求一IP位址及一主機名稱，並使用該IP位址及該主機名稱來執行該網路開機程序。
9. 如申請專利範圍第8項所述的雲端叢集系統，其中該管理伺服器儲存有該雲端叢集系統的一拓樸資料，該分配伺服器依據該拓樸資料，為該網路交換機上的每一個埠皆分配一個IP位址及一個主機名稱，並且依據該些IP位址及該些主機名稱產生一對應表，該主機對該分配伺服器發出請求時，該分配伺服器係查詢該對應表，以取得該主機連接的該埠被分配的該IP位址及該主機名稱，並提供給該主機使用。
10. 如申請專利範圍第3項所述的雲端叢集系統，其中更包括一應用儲存池，該控制介面上更具有一虛擬資料中心管理模組(Virtual Data Center Management,VDCM)，係接受外部操控以指定該主機生成一虛擬機器，並且該虛擬機器之資料儲存於該應用儲存池中，其中該虛擬機器係依據 該主機中的該鏡像檔所產生。
11. 一種雲端叢集系統使用的開機部署方法，其中該雲端叢集系統包括一開機伺服器、一管理伺服器、一系統儲存池、一主機及一分配伺服器，該主機通過一網路交換機上的其中一個埠連接該分配伺服器，該管理伺服器儲存有該雲端叢集系統的一拓樸資料，並且該開機部署方法包括：a01)該分配伺服器依據該拓樸資料，為該網路交換機上的每一個埠皆分配一個IP位址及一個主機名稱；a02)依據該些IP位址及該些主機名稱產生一對應表；a)該主機開啟；b)該主機向該開機伺服器請求一網路開機規則，據以執行一網路開機程序；c)該主機連接至該系統儲存池，取得該系統儲存池中的一根目錄檔案系統，並使用該系統儲存池的空間；d)該主機自該開機伺服器下載並使用一鏡像檔，以完成該網路開機程序；e)該主機完成該網路開機程序後向該管理伺服器進行註冊；及f)該主機接受該管理伺服器之一部署動作，藉以由完成部署的該主機直接擔任該雲端叢集系統中的對應角色。
12. 如申請專利範圍第11項所述的開機部署方法，其中該開機伺服器連接一具熱插拔功能的可攜式儲存裝置，該鏡像檔儲存於該可攜式儲存裝置中。
13. 如申請專利範圍第11項所述的開機部署方法，其中該鏡像檔包括了完整的作業系統以及該雲端叢集系統中的所有角色所需之內容，該管理伺服器具有一控制介面，並且該步驟f包括下列步驟：f1)該控制介面接收外部操作，以對該主機進行一角色之設定； f2)依據該設定產生一配置檔案，其中該配置檔案記錄了該角色所需之內容；f3)該管理伺服器依據該配置檔案致能該主機使用的該鏡像檔中，對應至該角色之內容。
14. 如申請專利範圍第13項所述的開機部署方法，其中該系統儲存池分隔出複數檔案夾，各該檔案夾中分別儲存有對應的該根目錄檔案系統，該步驟c中，該主機係連接至該系統儲存池中的該複數檔案夾的其中之一，以取得該檔案夾中的該根目錄檔案系統，並使用該檔案夾的空間。
15. 如申請專利範圍第11項所述的開機部署方法，其中該步驟a之後更包括下列步驟：a1)該主機向該分配伺服器請求一IP位址及一主機名稱；a2)該分配伺服器依據該主機之請求查詢該對應表；及a3)取得該主機連接的該埠被分配的該IP位址及該主機名稱，並提供給該主機使用。
16. 如申請專利範圍第14項所述的開機部署方法，其中該雲端叢集系統更包括一應用儲存池，連接該主機，該控制介面上更具有一虛擬資料中心管理模組，並且該開機部署方法更包括下列步驟：g)該虛擬資料中心管理模組接受外部操控以指定該主機生成一虛擬機器，其中該虛擬機器係依據該主機中的該鏡像檔所產生；及h)將該虛擬機器之資料儲存於該應用儲存池中。
17. 一種雲端叢集系統使用的開機部署方法，其中該雲端叢集系統包括一開機伺服器、一管理伺服器、一分配伺服器、一應用儲存池、一系統儲存池及一主機，並且該開機部署方法包括：a)該主機開啟；b)該主機由該分配伺服器取得一IP位址及一主機名稱； c)該主機向該開機伺服器請求一網路開機規則，並依據該IP位址、該主機名稱及該網路開機規則，執行一網路開機程序；d)該主機連接至該系統儲存池，取得該系統儲存池中的一根目錄檔案系統，並使用該系統儲存池的空間；e)該主機自該開機伺服器下載並使用一鏡像檔，以完成該網路開機程序，其中該鏡像檔包括了完整的作業系統以及該雲端叢集系統中的所有角色所需之內容；f)該主機完成該網路開機程序後向該管理伺服器進行註冊；g)該管理伺服器提供一控制介面，該控制介面接收外部操作，以對該主機進行一角色之設定；h)該控制介面依據該設定產生一配置檔案，其中該配置檔案記錄了該角色所需之內容；i)該管理伺服器依據該配置檔案致能該主機使用的該鏡像檔中，對應至該角色之內容，藉以令該主機成為該雲端叢集系統所需之該角色；j)該控制介面提供一虛擬資料中心管理模組；k)該虛擬資料中心管理模組接收外部操作以指定該主機生成一虛擬機器，其中該虛擬機器係依據該主機中的該鏡像檔所產生；及l)將該虛擬機器之資料儲存於該應用儲存池中。
18. 如申請專利範圍第17項所述的開機部署方法，其中該主機通過一網路交換機上的其中一個埠連接該分配伺服器，該管理伺服器儲存有該雲端叢集系統的一拓樸資料，該步驟a之前更包括下列步驟：a01)該分配伺服器依據該拓樸資料，為該網路交換機上的每一個埠皆分配一個IP位址及一個主機名稱；及a02)依據該些IP位址及該些主機名稱產生一對應表。
19. 如申請專利範圍第18項所述的開機部署方法，其中該步驟a之後更包括下 列步驟：a1)該主機向該分配伺服器請求一IP位址及一主機名稱；a2)該分配伺服器依據該主機之請求查詢該對應表；及a3)取得該主機連接的該埠被分配的該IP位址及該主機名稱，並提供給該主機使用。