基于容器技术的科教云平台的设计与实现

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1、分类号学号M201676193学校代码10487密级硕士学位论文基于容器技术的科教云平台的设计与实现学位申请人：姚益阳学科专业：软件工程指导教师：薛志东研究员答辩日期:2018.12.28AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheDesignandImplementationofScientificandEducationCloudPlatformBasedonContainerT

2、echnologyCandidate:YaoYiyangMajor:SoftwareEngineeringSupervisor:ProfessorXueZhidongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaDecember,2018华中科技大学硕士学位论文摘要云计算的发展为各行各业提供了弹性的、高可用的云服务，Docker容器技术的出现为云服务的发布和部署提供了更加灵活的方式，使云更加稳定可靠。相较于传统实验室IT架构设施，引入基于容器技术的云平

3、台能提供更高效的资源利用和更安全的数据管理。以云计算为理论基础，探索了Kubernetes容器管理技术、OpenStack云计算服务以及Ceph分布式存储系统的技术架构，分析了在云上进行科教管理所面临的业务需求和性能需求，并对主要功能模块进行了用例分析，完成了系统的整体设计和数据库设计，提出了一套能为科研教学提供稳定服务的云平台解决方案，底层架构平台利用Docker技术将OpenStack各服务组件封装到容器镜像中，快速部署并构建了一套高可靠的云服务，并将Ceph分布式存储服务与OpenStack服务进行集成，作为Open

4、Stack云平台的存储后端，为数据提供稳定可靠的冗余备份和强一致性的数据安全，最后以Kubernetes容器集群为基础，对运行中的容器进行高效的监控和弹性管理，为应用层提供高可用的资源服务。应用层基于Django框架，通过调用底层架构平台对外提供的服务接口，主要实现了用户管理、虚拟资源管理以及团队管理等三大功能模块，最终实现了一个能为用户弹性分配资源并且满足科研和教学的容器化云平台。基于容器技术的科教云平台将云计算和容器相关技术融入实验室科研和团队合作的场景中，提供了大规模高可靠、弹性可扩展的计算能力以及数据安全存储和管理

5、能力。通过对系统核心功能的测试，平台能够对外提供稳定的服务，符合预期的设计目标。关键词：科教云Kubernertes技术容器技术云计算Ceph技术I华中科技大学硕士学位论文AbstractThedevelopmentofcloudcomputingprovidesflexibleandhighlyavailablecloudservicesforallwalksoflife.TheemergenceofDockercontainertechnologyprovidesamoreflexiblewayforthereleas

6、eanddeploymentofcloudservices,makingthecloudmorestableandreliable.ComparedtotraditionallabITinfrastructure,theintroductionofcontainer-basedcloudplatformscanprovidemoreefficientresourceutilizationandmoresecuredatamanagement.Basedonthetheoryofcloudcomputing,itexplor

7、edthetechnicalarchitectureofKubernetescontainermanagementtechnology,OpenStackcloudcomputingserviceandCephdistributedstoragesystem,andanalyzedthebusinessneedsandperformancerequirementsofscienceandeducationmanagementonthecloudandtheusecasesofthemainfunctionalmodules

8、,completedtheoveralldesignofthesystemanddatabasedesign,whichtoproposeacloudplatformsolutionthatcanprovidestableservicesforscientificresearchandteaching.