电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
数据库技术Database Technology智血
叶远清
(广州市第十二人民医院广东省广州市510620 )
摘要：本文基于O p e n S t a c k平台，利用其提供的R E S T f u l A P I接口，结合微服务、J a v a W e b等技术实现更加丰富的云计算管理功能。 关键词：云平台；云管理；O p e n S t a c k；虚拟化
现代化智慧医院需要部署众多信息系统，为充分利用物理
服务器资源，通常采用虚拟化平台创建虚拟机进行部署，但商业
的虚拟化平台费用高昂，一种替代方案是采用开源虚拟化平台
O p e n S t a c k。O p e n S t a c k的基础核心服务如虚拟机管理、虚拟网络
构建、块存储管理等都很成熟稳定，但平台自带的控制面板服务
H o r i z o n功能过于简陋，其W e b操作界面并不能满足生产环境的使
用要求，如缺乏灵活的权限配置、缺乏订单计价体系、监控体系不
完整等⑴。为了解决以上问题，本文基于O p e n S t a c k设计了一套云
管平台，通过O p e n S t a c k的R E S T f l U A P I接口，将底层云化管理的
工作依托于O p e n S t a c k实现，而上层的业务相关操作控制台则重新
搭建。
1O p e n S t a c k技术体系分析
O p e n S t a c k是由美国国家航天局N A S A和R a c k s p a c e共同发
起的开源云计算软件，由O p e n S t a c k社区共同维护，提供IaaS
(InfrastructureasaService)层服务，常用于企业搭建私有云平台。
通过O p e n S t a c k，可以对计算、存储、网络等基础设施物理资源进
行虚拟化管理[21，并以服务的形式提供给用户或者P aaS(Platform as
a Service)层服务使用。
经过开源社区多年发展，O p e n S t a c k软件日趋完善，目前己经
发布22个稳定版本，核心服务都己非常稳定。各核心服务的逻辑
关系131如图1所示。
N o v a：计算虚拟化管理服务，管理虚拟机的整个生命周期；
N e u t r o n：网络虚拟化管理服务，为其它服务提供网络连接：
Cinder：块存储管理服务，为虚拟机提供块存储：S w i f b对象存储
管理服务，为其它服务提供对象存储管理，如为G l a n c e提供镜像
存储服务，为C i n d e r提供卷备份管理服务；K e y s t o n e：认证管理服 务，为平台提供身份认证和访问策略；Ceilometer：测量管理服务，为计费和监控以及其它服务提供数据支撑；G l a n c e：镜像管理服务，提供虚机镜像上传、检索、管理服务；H o r i z o n：控制面板服务，为其它服务提供W e b界面管理，简化用户操作。
2系统设计
经过对需求的收集和甄别，确定整个云管系统需要如下子系统：权限子系统.•灵活地对用户、角赋权，管控资源访问；用户 子系统：按部门、角管理用户；计费子系统：对各用户和部门的
图2：云管平台系统设计
资源使用计费；价格子系统：对资源标定价格，对订单做总价核算；订单子系统：对资源创建形成订单，加入审批流程；搜索子系统：对资源、订单、日志、监控信息检索和分类；安全子系统：接入安 全产品，如W A F、防火墙、日志审计等；设备子系统：方便地添 加物理服务器，扩容平台计算节点；V P N子系统：提供V P N接入 服务•，镜像子系统：管理系统镜像；监控子系统：管理各种监控信 息；日志子系统：收集分析各类服务日志。幸福事小
在用户层面，提供浏览器和手机A P P两种使用方式，同时管
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Electronic Technology & Software Engineering 图3：云管平台架构设计
理员和租户分别使用管理端控制台和租户端控制台。整个云管系统 设计如图2所示。
3架构设计
鉴于整个系统较复杂，功能繁多，本系统采用分层与微服务相 结合的架构[4i，设计如图3。
整个系统分为界面表示层、接口汇聚层、应用业务层、数据层 和云化层。
界面表示层是用户入口，处理界面展示和操作相关功能，采用 V U E框架实现；接门汇聚层是网关，统•管理与前端的A P丨接「丨。应用业务层实现具体的业务逻辑，包含各个子业务的具体实现，架 构设计上采用微服务架构，基r S p r i n g C l o n d微服务框架，各微服 务通过基于http协议的R P C(R e m o t e Procedure C a l l远程过程调用）进行交互。
应用业务层包括多个微服务，每个微服务实现•个对应的子系 统，如：A c c o u n t Service实现用户子系统，Order Service实现订单 子系统，Search Service实现搜索丫系统，Monitor Service实现监控 子系统，Device Service实现设备f•系统，Security Service实现安全子系统等等。
其中特别的是C l o u d Service，该微服务位j•其它Service Lj O p e n S t a c k平台之间，作为其它Service与O p e n S t a c k的沟通桥梁。
C l o u d Service微服务通过R E S T f u l A P丨接口与O p e n S t a c k交互。为了明确云管平台与O p e n S t a c k的技术边界，方便后续开发维护，只有C l o u d S e r v i c e才与O p e n S t a c k交互，其它微服务通过Clo u d Service与O p e n S t a c k交互。通过这种隔离设计，在系统内构建…层 云化抽象层，只高调整C l o u d Service即可应对O p e n S t a c k的接口变 动。
应用数据层负责业务数据的存储和管理，采用M y s q丨负责持久 化存储，R e d i s负贵缓存管理，ElasticSearch则处理需要检索的各类 数据，如日志、监控数据、资源明细等等。应用数据层只负责应用 业务数据的存储和处理，不包括O p e n S t a c k平台的数据。
云化层是独立部署的O p e n S t a c k平台，为整个系统提供计算、网络、存储等资源的虚拟化管理，相关功能都通过丰富的R E S T f u l A P I接丨】提供给C l o u d S e r v i c e调用。4结论
本云管平台在系统功能层面添加了账户、订单、计价、权限、
搜索、安全等功能，己能满足大部分生产环境需求。在架构设计上
采用了分层+微服务的模式，带来如下好处：
(1)界面表示层与接U汇聚层分离：界面表示层独立开发、部署、测试，降低了开发期团队内的沟通成本，与接口汇聚层通过
A P丨交互，在浏览器和手机端共用一套A P I接口，减少开发工作量，
也便于后期维护；
(2)应用业务层与云化层分离：隔离了 O p e n S t a c k技术栈的 复杂性。后续O p e n S t a c k平台做版本升级，云管平台只需要根据
O p e n S t a c k新版本的接口变动，对C l o u d S e r v i c e做适配修改即可；
(3)各微服务功能明确，任务单一，降低构建整体系统的复置换贴图
杂性；
(4)采用微服务的开发模式，开发团队管理上可围绕业务功 能组建小幵发团队，更加符合企业的分工和
组织结构；小开发团队
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更加关注自d的成果，方便管理；
(5)微服务横向扩展方便，微服务实例是无状态的，状态信 息保存在应用数据层，灵活地增减微服务实例即可扩展/缩小系统
的处理能力，弹性应对实际使用环境；
(6)微服务结合docker，方便容器化[51，结合K8S平台，统 一编排，更加方便运维。
采用分层+微服务架构，小版本更新不影响业务连续性，只需
要启动新版本微服务，再关闭老版本微服务即可。随着系统实施，
功能增多，微服务间调用关系越来越复杂，如何让调用关系更可控
合理，是下来要优化考虑之处。
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作者简介
叶远清（1981-)，男，广东省梅州市人。硕士学位，毕业于电子
科技大学。研究方向为计算机系统结构、云计算平台、网络安全，
现工作于广州市第十二人民医院科教信息科。
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