基于开源云平台的教育云的设计及实现-邱耀雄.docx

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1、学校代码： 10126 学号 : 分类号 ： TP399:F279. 23 编号 : 工程硕士学位论文 基于开源云平台的教育云的 设计及实现 学 院 : 计算机学院 专 业 : 计算机技术 姓 名： 邱耀雄 指导教师 : 周建涛、王振平 2016年 5 月 3 日 W1343168 万方数据 _觀酮 | Y3027528 原 创 性 声 明 本人声明 :桥呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成 果 .除本文已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获 得内璇古太学及 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料 与我一同工作的同 志对本研

2、究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意 学位论文作者签名 :种琳水 指导教师签名 日 期： 日 期 ： 在学期间研究成果使用承诺书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学使备文的规定，即：内蒙古大学有权将 学位论文的全部内容或部分保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允 许编入有关数据库进行检索，也可 以采用影印、 .缩印或其他 制手段保存、汇编学位论文。 为保护学院和导师的知识产权，作者在学期间取得的研究辟果 （ 含计算机软件、程序 ） 属于 内蒙古大学计算机学院。作者今后使用涉及在学期间主要研究内容或研究成果，须征得内 蒙古大学计算机学院就读期间导师的同意

3、：若用于发表论文，版权单位必须署名为内蒙古大 学计算机学院方可投稿或公开发表。 学位论文作者签名 : 指导教师签名 : _ _ 日 期：日 期 : 万方数据 内蒙古大学硕士学位论文 基于开源云平台的教育云的设计及实现 摘要 随着近年来云计算的兴起，各种云平台充斥在我们的世界之中，越来越多 地云应用开始发挥其自身的优势而为我们的生活提供便捷。在传统教育基础之 上发展起来的教育云更是为教育提供了全新的信息化解决方案，实现了教学、 管理、学习等的融合，让教师、学生、家长等都能够通过同一平台完成相应的 工作。因此，将主要通过 CloudStack来构建学校的教育云平台，并通过对其进 行二次开发，为合理

4、利用学校计算机资源提供解决途径。 论文主要完成以下方面的内容： (1) 介绍教育云的选题背景、意义，以及国内外教育云的研究现状，并针 对云计算的关键技术、体系结构、特点和教育云的相关内容进行阐述； (2) 对教育云需求分析进行阐述，结合 CloudStack软件给出相应的功能 需求；设计其视图、拓扑结构和数据库等； (3) 完成平台建设和编码工作，并对关键页面进行展示。 关键词 ：开源云平台；教育云；设计；实现 万方数据 基于开源云平台的教育云的设计及实现 DESIGN AND IMPLEMENTATION OF EDUCATIONAL CLOUD BASED ON OPEN SOURCE C

5、LOUD PLATFORM ABSTRACT With the rise of cloud computing in recent years, a variety of cloud platform filled in our world, more and more cloud applications began to play its own advantages for our lives to provide convenient, like clouds, cloud gaming, meeting cloud, cloud and social and so on. And i

6、n the cloud of education to develop on the basis of the traditional education is education provides new information solutions, to achieve the integration of teaching, management, learning, can complete the work through the same platform to teachers, students and parents. Therefore, it will be mainly

7、 through the CloudStack to build the school education cloud platfomi, and through its two development, in order to provide a reasonable solution to the use of computer resources. This thesis mainly completes the following aspects: (1) this thesis introduces the background and significance of the top

8、ic, and the research status of education cloud at home and abroad, and expounds the key technology, system structure, characteristics and educational cloud of the cloud computing; (2) On the analysis of educational cloud demand, combined with CloudStack software to give the corresponding functional

9、requirements; design of its view, topology and database, etc; (3) Complete platform construction and coding work, and display the key pages. KEYWORDS： Open cloud platform; Education cloud; design; Implementation IV 万方数据 内蒙古大学硕士学位论文 目录 . 1 u . 1 1.2 職 . 1 1.2.1现实意义 . 1 1.2.2理论意义 . 2 1.3 . 2 1.4云计算概述

10、. 4 1.4.1云计算应用模式分类 . 4 1.4.2云计算服务分类 . 4 1.4.3国内外云计算发展现状 . 5 1.5云计算关键技术概述 . 6 1.5.1虚拟化技术 . 6 1.5.2分布式资源管理技术 . 6 1.5.3并行编程技术 . 7 1.5.4分布式计算技术 . 7 1.6本文的主要工作 . 7 二、云计算体系结构及特点 . 8 2.1云计算体系结构 . 8 2.1.1云计算基本原理 . 8 2.1.2云计算体系结构 . 8 2.1.3云计算服务层次 . 9 2.2 S计胃 _ . 9 2.2.1髙扩展性 . J 2.2.2虚拟化 . 10 2.2.3超大规模 . : .

11、1 2.2.4 廉价 . 10 2.2.5高可靠性 . 1 万方数据 V _ 基于开源云平台的教育云的设计及实现 _ _ 2.2.6通用性 . 11 2.2.7随时服务 . 11 2.2.8按需服务 . 11 2.3 11 2.3.1CloudStack . 11 2.3.20penStack . 11 2.3.3Eucalyptus . 11 2.4教育云介绍 . 11 2.4.1教育云简介 . 12 2.4.2教育云实际应用 . 12 2.4.3 13 2.4.4教育云解决方案 . 13 2.5本章小结 . 14 三、 数字校园云平台需求分析 . 15 3.1系统概述及目标 . 15 3.

12、2系统功能性需求 . 15 3.2.1总体需求 . 15 3.2.2云管理员功能 . 18 3.2.3云租户功能 . 21 3.3系统非功能性需求 . 23 3.3.1性能要求 . 23 3.3.2 24 3.4 林 /J、 胃 . 24 四、 教育云的设计 . 25 4.1 雜 _视 . 25 4.2网络拓扑结构设计 . 25 4.3 隨 . 26 4.4数据库设计 . 27 4A1单位信息表 . 27 4.4.2租户类型信息表 . 27 VI 万方数据 _ 内蒙古大学硕士学位论文 _ 4.4.3租户管理信息表 . 27 4.4.4虚拟机规格管理信息表 . 28 4.4.5服务监控管理信息表

13、 . 28 4.4.6资源监控管理信息表 . 28 4.4.7账号管理信息表 . 29 4.4.8镜像管理信息表 . 29 4.4.9快照管理信息表 . 29 4.4.10虚拟机管理信息表 . 29 4.4.11访问设置管理表项 . 30 4.5功能设计 . 30 4.5.1工作流设计 . 30 4.5.2资源监控设计 . 32 4.5.3快照管理设计 . 33 4.5.4镜像共享设计 . 34 4.6 35 4.7 36 五、教育云的实现 . 37 5.1 . 37 5.2平台搭建概述 . 37 5.2.1网络域设计 . 37 5.2.2硬件需求 . 38 5.2.3软件安装 . 38 5.

14、2.4管理平台部署 . 38 5_3功能展示概述 . 38 5.3.1登录教育云系统界面 . 38 5.3.2物理资源管理模块 . 40 5.3.3虚拟资源管理模块 . 41 5.3.4用户管理模块 . 41 5.3.5虚拟机管理模块 . 42 5.3.6系统容量管理模块 . 42 VII 万方数据 _ 基于开湎云平台的教育云的设计及实现 _ 5.3.7镜像 t理模块 . 43 5.3.8 44 5.3.9快照管理模块 . 44 5.3.10访问设置管理模块 . 45 5.4本章小结 . 45 六、总结与展望 . 46 6.1 . 46 6.2 46 . 48 VIII 万方数据 内蒙古大学硕

15、士学位论文 图表目录 图 1.1云计算层次结构 . 3 图 1.2云计算服务分类 . 3 图 2.1云计算技术体系结构 . 1 图 2.3云计算服务体系架构 . 8 图 2.3云计算特点图 . 13 图 3.1总体需求图 . 14 图 3.2物理资源管理图 . 14 图 3.3虚拟资源管理图 . 14 图 3.4平台资源管理图 . 15 图 3.5业务服务管理图 . 15 图 3.6教育云平台功能结构图 . 16 图 3.7单位管理用例图 . 16 图 3.8租户类型管理用例图 . 16 图 3.9租户管理用例图 . .17 图 3.10虚拟机规格用例图 . 17 图 3.11服务管理用例图

16、. 18 图 3.12资源监控管理用例图 . 18 图 3.13账户管理用例图 . 19 图 3.14镜像管理用例图 . 19 图 3.15快照管理用例图 . 20 图 3.16虚拟机管理用例图 . 20 图 3.17访问设置管理用例图 . 20 图 4.1教育云平台整体视图 . 22 图 4.2教育云平台网络拓扑结构设计图 . , . 23 表 4.1系统配置表 . 23 表 4.2节点配置表 . 23 表 4.3单位信息表 . 24 IX 万方数据 _ _ 基于开源云平台的教育云的设计及实现 _ 表 4.4租户类型信息表 . 24 表 4.5租户管理信息表 . 24 表 4.6虚拟机规格管

17、理信息表 . 25 表 4.7服务监控管理信息表 . 25 表 4.8资源监控管理信息表 . 25 表 4.9账号管理信息表 . 26 表 4_10镜像管理信息表 . 26 图 4.3工作流程图 . 27 图 4.4资源监控流程图 . 28 图 4.5快照管理流程图 . 29 图 4.6快照共享流程图 . 30 图 4.7服务器节点安装配置图 . 31 图 5.1网络域设计图 . 32 图 5.2CloudStack 登录界面 . 33 图 5.3CloudStack 向导界面 . 34 S 5.4CloudStack 用户界面 . 34 图 5.5物理资源管理模块 . 35 图 5.6虚拟资源管理模块 . 35 图 5.7用户管理模块图 . 36 图 5.8虚拟机管理图 . 36 S 5.9添加細 .