OpenStack存储优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种OpenStack存储优化方法及系统，一方面，本发明专利技术提供了一种OpenStack存储优化方法，该方法包括如下处理步骤：步骤1：OpenStack将Ceph RBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端；步骤2：OpenStack将镜像服务Glance镜像分层存储在Ceph RBD中以形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量备份，以满足不同的用户需求。另一方面，本发明专利技术提供了一种OpenStack存储优化系统。本发明专利技术基于Ceph RBD构建了OpenStack统一块存储系统并且在此基础上实现镜像分层存储，可有效节省存储空间，提高数据存储可靠性，降低维护成本，满足不同的用户需求。

OpenStack storage optimization method and system

The invention discloses a OpenStack storage optimization method and system, on the one hand, the invention provides a OpenStack storage optimization method, the method comprises the following steps: step 1:OpenStack the Ceph RBD Glance, as mirror service computing services Nova and Cinder block storage service unified storage backend; step 2:OpenStack image service Glance the image is stored in the Ceph RBD layer to form a containing system mirror and mirror image software and support system in the pool, mirror and start the virtual machine in the virtual machine for full backup and start the virtual machine software mirroring and incremental backup on a virtual machine, in order to meet the needs of different users. On the other hand, the invention provides a OpenStack storage optimization system. The present invention is constructed based on OpenStack RBD Ceph unified block storage system and on this basis to achieve image hierarchical storage, can effectively save storage space and improve the data storage reliability, reduce maintenance costs, to meet the needs of different users.

【技术实现步骤摘要】
OpenStack存储优化方法及系统
本专利技术涉及云计算领域，尤其涉及一种OpenStack存储优化方法，还涉及一种OpenStack存储优化系统。
技术介绍
云计算是从虚拟化技术和分布式计算发展起来的新型计算模式，云计算发展势头非常迅猛，广泛应用于交通、通讯、工程、教育、医疗和电子商务等领域，从而数据计算及存储“云化”成为新的发展趋势。云计算的架构模型主要分为三层：基础设施即服务(IaaS)、平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)，可以为用户提供一个从IT资源到软件服务、网络应用、数据存储等不同类型服务的交付使用平台。Ceph是开源的统一分布式存储系统，是目前最主流的开源存储项目之一。Ceph具备突出的优势，例如可以提供对象/块/文件系统三种存储访问方式，满足多种应用需求；支持PB级及以上的数据存储、多备份、无中心结构、无单点故障、有良好的可扩展性等。Ceph最大的创新点与优势在于，数据寻址采用CRUSH算法，相比其他存储系统的寻址方式更加高效可靠。近几年，Ceph向云计算方向靠拢，逐渐成为替代云计算环境中传统存储的解决方案。Ceph可以对外提供本地存储接口和高层应用接口，高层应用接口包括RBD、RGW和CephFS，提供抽象层次更高、更方便于应用或客户端使用的上层接口。RBD是块存储设备，支持快照和克隆操作。RBD快照是指保存RBD镜像某个时刻的状态，生成只读的镜像副本。RBD快照实际上只更新镜像的元数据。RBD克隆是指利用写时复制技术(COW)从快照迅速恢复一个新的RBD镜像，原来的快照称为“父镜像”，RBD克隆镜像称为“子镜像”。父子镜像之间存在依赖关系，子镜像一开始并不占用任何存储空间，共享父镜像的所有数据。当进行读操作时，先遍历父镜像查找。当进行写操作时，先从父镜像中拷贝对象到子镜像中，然后再进行修改，不会直接操作父镜像。OpenStack是当前最为活跃的云计算开源项目之一，它可以利用虚拟化技术对硬件资源进行整合和管理，形成一个大的资源池，提供IaaS服务。用户可以基于OpenStack搭建私有云平台向企业内部提供服务，也可以搭建公共云平台向外部提供云服务。OpenStack采用模块化设计，每个模块都具备特有的功能。大部分模块本身并不提供存储功能，依赖于后端存储系统的支持。一般可以把它们看成是存储代理，主要起到服务流程控制与管理作用。为了避免在部署企业或者个人云平台时受到约束，OpenStack设计支持多种后端存储技术，这种设计优化了其本身的适用性和扩展性，却引起了其他诸多问题。例如导致云平台系统维护成本高，组件之间交互性能较差，数据存储可靠性差等。此外，越来越多的用户选择将应用服务部署在云平台中的虚拟机上，而镜像服务组件Glance的镜像存储方式不能很好地支持用户的软件服务需求，具体体现在两个方面：用户需要手动部署所需软件，使用不方便；不同镜像中相同的系统镜像数据重复存储，导致存储空间浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的一是，提供一种OpenStack存储优化方法，可有效节省存储空间，提高数据存储可靠性，降低维护成本，满足不同的用户需求。本专利技术的目的二是，提供该方法的一种系统。为实现该目的一，提供了一种OpenStack存储优化方法，该方法包括如下处理步骤：步骤1：OpenStack将CephRBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端；步骤2：OpenStack将镜像服务Glance镜像分层存储在CephRBD中以形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量备份，以满足不同的用户需求。优选地，在步骤1中，为实现将CephRBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端，具体进行了如下处理：步骤101：部署Ceph集群，使OpenStack可以访问CephRBD存储服务，即将OpenStack计算节点作为RBD客户端；在Ceph集群中创建三个名为第一池imagespool、第二池volumespool和第三池vmspool的Ceph存储池RBDpool，分别用于存储镜像Glanceimage、云硬盘Cindervolume和虚拟机磁盘镜像文件Novadisk；Ceph采用cephx认证方式为Glance、Cinder、Nova创建新的Ceph用户名字分别为新镜像服务glance和新块存储服务cinder，并设置用户的访问权限；步骤102：Glance与RBD集成，为在上传镜像的过程中，镜像服务应用程序编程接口GlanceAPI调用RBD存储后端，创建RBD镜像存储块，并写入镜像数据，还对glance配置文件进行修改使其支持RBD存储；步骤103：Cinder与RBD集成，为在创建云硬盘的过程中，新块存储的卷cindervolume调用RBD后端存储，创建RBD镜像存储块；如果是可启动云硬盘，则向RBD镜像块中写入镜像数据；如果是数据云硬盘，在将它挂载到虚拟机上时，读取RBD镜像块信息，并挂载到相应的虚拟机上，在用户写入数据时再进行写操作；还对cinder配置文件进行修改使其支持RBD存储；步骤104：Nova与RBD集成，为在创建虚拟机的过程中，Nova计算功能模块Novacompute调用RBD后端存储，创建RBD镜像存储块，将Glance镜像数据进行克隆快速恢复虚拟机disk文件，并写入相应的RBD存储块中；还对Nova配置文件进行修改使其支持RBD存储。优选地，在步骤101中，Ceph采用cephx认证方式为Glance、Cinder、Nova创建新的Ceph用户分别为新镜像服务glance和新块存储cinder中Glance对应的Ceph用户名字为glance，Cinder、Nova对应共用一个Ceph用户名字cinder。优选地，在步骤2中，为实现将镜像服务Glance镜像分层存储在CephRBD中，形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量备份，具体进行了如下处理：步骤201：将系统镜像存储在imagespool中，在imagespool中的系统镜像中启动虚拟机，将虚拟机的disk文件存储在vmspool中，实现全量备份，满足对虚拟机备份要求较高的情况；步骤202：将软件镜像存储在volumespool中，从可启动云硬盘中创建虚拟机、部署软件服务、创建虚拟机快照实现软件镜像；步骤203：将OpenStack的快照方式通过CephRBD的快照和克隆特点进行优化，实现增量快照；步骤204：在实现增量快照的基础上，逐层完成软件镜像，实现glance镜像链式存储；步骤205：从软件镜像启动虚拟机，可以实现虚拟机增量备份。优选地，步骤203中，实现增量快照的过程为先从镜像池创建云硬盘，从云硬盘启动虚拟机；然后创建虚拟机disk的快照Snapshot；再通过克隆Clone快照生成新的disk；创建新的disk的Ceph存储快照RBDSnapshot并且存储到相应的volumespool中。优选地，在步骤205中，从软件镜像启本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种OpenStack存储优化方法，其特征在于,该方法包括如下处理步骤：步骤1：OpenStack将Ceph RBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端；步骤2：OpenStack将镜像服务Glance镜像分层存储在Ceph RBD中以形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量备份，以满足不同的用户需求。

【技术特征摘要】
1.一种OpenStack存储优化方法，其特征在于,该方法包括如下处理步骤：步骤1：OpenStack将CephRBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端；步骤2：OpenStack将镜像服务Glance镜像分层存储在CephRBD中以形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量备份，以满足不同的用户需求。2.根据权利要求1所述的一种OpenStack存储优化方法，其特征在于：在步骤1中，为实现将CephRBD作为镜像服务Glance、计算服务Nova和块存储服务Cinder的统一存储后端，具体进行了如下处理：步骤101：部署Ceph集群，使OpenStack可以访问CephRBD存储服务，即将OpenStack计算节点作为RBD客户端；在Ceph集群中创建三个名为第一池imagespool、第二池volumespool和第三池vmspool的Ceph存储池RBDpool，分别用于存储镜像Glanceimage、云硬盘Cindervolume和虚拟机磁盘镜像文件Novadisk；Ceph采用cephx认证方式为Glance、Cinder、Nova创建新的Ceph用户名字分别为新镜像服务glance和新块存储服务cinder，并设置用户的访问权限；步骤102：Glance与RBD集成，为在上传镜像的过程中，镜像服务应用程序编程接口GlanceAPI调用RBD存储后端，创建RBD镜像存储块，并写入镜像数据，还对glance配置文件进行修改使其支持RBD存储；步骤103：Cinder与RBD集成，为在创建云硬盘的过程中，新块存储的卷cindervolume调用RBD后端存储，创建RBD镜像存储块；如果是可启动云硬盘，则向RBD镜像块中写入镜像数据；如果是数据云硬盘，在将它挂载到虚拟机上时，读取RBD镜像块信息，并挂载到相应的虚拟机上，在用户写入数据时再进行写操作；还对cinder配置文件进行修改使其支持RBD存储；步骤104：Nova与RBD集成，为在创建虚拟机的过程中，Nova计算功能模块Novacompute调用RBD后端存储，创建RBD镜像存储块，将Glance镜像数据进行克隆快速恢复虚拟机disk文件，并写入相应的RBD存储块中；还对Nova配置文件进行修改使其支持RBD存储。3.根据权利要求2所述的一种OpenStack存储优化方法，其特征在于：在步骤101中，Ceph采用cephx认证方式为Glance、Cinder、Nova创建新的Ceph用户分别为新镜像服务glance和新块存储cinder中Glance对应的Ceph用户名字为glance，Cinder、Nova对应共用一个Ceph用户名字cinder。4.根据权利要求2所述的一种OpenStack存储优化方法，其特征在于：在步骤2中，为实现将镜像服务Glance镜像分层存储在CephRBD中，形成包含系统镜像和软件镜像的镜像池，同时支持系统镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行全量备份和软件镜像中启动虚拟机并且对虚拟机进行增量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东，郑泽丹，李宜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44