基于ZStack的影像工作室私有云服務(wù)器研究與實(shí)現(xiàn)

摘要：本文將采用ZStack私有云平臺(tái)為影像工作室建立基礎(chǔ)設(shè)施，整合資源再按需求劃分云桌面給用戶，做到資源靈活分配，資源利用效率最大化。同時(shí)，利用ZStack提供的云主機(jī)鏡像創(chuàng)建功能可實(shí)現(xiàn)工作桌面環(huán)境的快速部署，告別安裝軟件的難題。用戶可以通過I/O定向虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理GPU設(shè)備和USB設(shè)備掛載到云桌面;利用云資源搭建Seafile私有云網(wǎng)盤服務(wù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)上傳下載調(diào)用資源，PC端用戶可以使用掛載盤客戶端，實(shí)現(xiàn)素材的無縫調(diào)用，解決資源共享復(fù)雜等問題。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;私有云;云網(wǎng)盤;影像工作室

中圖分類號： TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）06-0054-02

私有云是一種革新的IT運(yùn)用模式，它透過硬件的虛擬化將大量的服務(wù)器硬件抽象成為一個(gè)巨大的資源池，可以動(dòng)態(tài)的為影像工作室提供基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和應(yīng)用三種形式的服務(wù)。私有云建立在影像工作室自有設(shè)施的基礎(chǔ)之上的，很多影像工作室已經(jīng)建立了較為完善的硬件設(shè)施，只要進(jìn)行必要的升級和改造，這些硬件資源是可以在私有云的建設(shè)中被充分利用起來的。此外，在私有云環(huán)境下服務(wù)器的利用率的提高將極大地改善影像工作室的工作效能，更靈活的應(yīng)用部署也帶來了管理效能的提升。

本文以影像工作室為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)了影像工作室在日常生活生產(chǎn)環(huán)境中遇見的問題，把影像工作室計(jì)算資源分配不均、資源利用率不高、文件共享復(fù)雜等問題作為需求點(diǎn)，將云計(jì)算私有云平臺(tái)、云桌面、云網(wǎng)盤作為解決問題的途徑，將其應(yīng)用到影像工作室，為其建立私有云服務(wù)。

具體內(nèi)容：基于現(xiàn)有設(shè)備搭建ZStack私有云平臺(tái)，整合資源，再按需求劃分云桌面給用戶，做到資源靈活分配，資源利用效率最大化。同時(shí)，利用ZStack提供的克隆和云主機(jī)鏡像創(chuàng)建功能可實(shí)現(xiàn)工作桌面環(huán)境的快速部署，告別安裝軟件的難題。用戶可以通過I/O定向虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理GPU設(shè)備和USB設(shè)備掛載到云桌面;利用云資源搭建Seafile私有云網(wǎng)盤服務(wù)，用戶可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)上傳下載調(diào)用資源，PC端用戶可以使用掛載盤客戶端，實(shí)現(xiàn)素材的無縫調(diào)用，解決資源共享復(fù)雜等問題。充分考慮到該類群用戶的特點(diǎn)，我們將沿襲大多數(shù)企業(yè)建設(shè)私有云服務(wù)的解決方案，以云計(jì)算平臺(tái)軟件為核心，只需購入少量硬件設(shè)備部署即可部署私有云服務(wù)。在本方案中影像工作室用戶無須采購服務(wù)器等設(shè)備，直接使用現(xiàn)有工作站部署ZStack私有云平臺(tái)，將工作站資源整合到一起，組成云資源池。之后根據(jù)需求劃分用戶，根據(jù)用戶類型靈活劃分資源，創(chuàng)建云主機(jī)部署云桌面環(huán)境，用戶可以通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用終端進(jìn)入云桌面開展工作。此外，影像工作室還可以通過云主機(jī)上運(yùn)行的Seafile云網(wǎng)盤快速傳輸共享素材文件，提升工作效率。

1 項(xiàng)目軟件準(zhǔn)備

1）ZStack鏡像準(zhǔn)備。目前ZStack提供免費(fèi)試用和付費(fèi)使用兩種形式，其中免費(fèi)試用版分為社區(qū)版和企業(yè)單機(jī)版。在本文實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，采用了ZStack 2.6.2版本鏡像。2）Seafile安裝包準(zhǔn)備。在本文實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，采用了Seafile 6.3.3 64bit Linux服務(wù)器端、Seafile 2.2安卓客戶端和Seafile 0.9.5 Windows掛載盤客戶端。3）Windows10鏡像準(zhǔn)備。推薦訪問MSDN網(wǎng)站下載官方Windows鏡像，MSDN網(wǎng)站提供全面的各類Windwos鏡像下載。4）CentOS7鏡像準(zhǔn)備。在本文實(shí)驗(yàn)環(huán)境中采用了阿里云開源鏡像站下載的CentOS7-1708 DVD版本。

2 項(xiàng)目實(shí)施

1）首先我們要保證硬件輔助虛擬化技術(shù)被開啟，以保證云平臺(tái)的虛擬化功能能夠被正常啟用。按下電源鍵啟動(dòng)服務(wù)器，根據(jù)開機(jī)啟動(dòng)提示進(jìn)入服務(wù)器BIOS，將VT-x和VT-d置于可用狀態(tài)。2）在BIOS設(shè)置完成后，重啟電腦并插入系統(tǒng)啟動(dòng)盤，選擇USB引導(dǎo)，此時(shí)會(huì)進(jìn)入ZStack安裝引導(dǎo)界面，默認(rèn)選擇Install ZStack開始安裝ZStack定制的CentOS系統(tǒng)。3）點(diǎn)擊主界面上的SOFTWARE SELECTION進(jìn)入到ZStack模式選擇頁面，在這里，我們選擇ZStack Enterprise Management Node即企業(yè)管理節(jié)點(diǎn)，若存在多臺(tái)服務(wù)器的情況，選擇一臺(tái)服務(wù)器安裝管理節(jié)點(diǎn)，其余服務(wù)器選擇ZStack Compute Node即計(jì)算節(jié)點(diǎn)模式。4）在完成模式選擇后需要配置磁盤分區(qū)，在只有單塊硬盤的情況下，我們只需要選中硬盤，選擇自動(dòng)配置即可，此時(shí)系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)情況，自動(dòng)分配硬盤空間。5）配置網(wǎng)絡(luò)，此處需要選擇網(wǎng)卡配置服務(wù)器的IP地址，為保證服務(wù)的穩(wěn)定性，服務(wù)器都將設(shè)置為靜態(tài)的IP地址，具體選用何種IP地址，應(yīng)根據(jù)路由器提供的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來設(shè)置，保證物理機(jī)IP處于路由器所提供的網(wǎng)絡(luò)地址段，以確保網(wǎng)絡(luò)暢通，同時(shí)請務(wù)必記下網(wǎng)卡名稱。6）網(wǎng)絡(luò)設(shè)置之后，ZStack的基本設(shè)置就已經(jīng)完成，此時(shí)就可以點(diǎn)擊Begin Installation開始進(jìn)行安裝了，在安裝進(jìn)程中，設(shè)置服務(wù)器root密碼。7）在進(jìn)度條讀取完畢之后，系統(tǒng)會(huì)提示重啟進(jìn)入系統(tǒng)，點(diǎn)擊按鈕重啟，待服務(wù)器重啟后即可進(jìn)入ZStack定制的CentOS系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)ZStack安裝程序，進(jìn)行ZStack的部署。8）打開瀏覽器訪問UI管理界面，使用ZStack管理員賬戶，登陸ZStack UI登錄界面。9）在創(chuàng)建完區(qū)域之后進(jìn)入到創(chuàng)建集群的步驟，集群是一組物理機(jī)（計(jì)算節(jié)點(diǎn)）的邏輯集合，在界面定義集群名稱和簡介，點(diǎn)擊下一步即可完成集群的創(chuàng)建。10）在創(chuàng)建完集群之后進(jìn)入到添加物理機(jī)的步驟，物理機(jī)也稱之為計(jì)算節(jié)點(diǎn)，是云計(jì)算平臺(tái)的核心資產(chǎn)，云主機(jī)將會(huì)運(yùn)行在物理機(jī)之上。在界面輸入物理機(jī)的名稱、輸入物理機(jī)的簡介、輸入物理機(jī)IP地址（此處只能鍵入一臺(tái)物理機(jī)的IP地址，如有其他計(jì)算節(jié)點(diǎn)可在完成引導(dǎo)后添加）、輸入物理機(jī)的SSH端口、輸入物理機(jī)的用戶名、輸入對應(yīng)的用戶密碼，然后點(diǎn)擊下一步，ZStack會(huì)調(diào)用后臺(tái)作業(yè)來配置物理機(jī)，該過程會(huì)持續(xù)幾分鐘，請耐心等待，創(chuàng)捷示。11）在添加物理機(jī)之后進(jìn)入到添加鏡像服務(wù)器的步驟，鏡像服務(wù)器是用于保存云主機(jī)的鏡像模板或ISO的存儲(chǔ)服務(wù)器。在界面輸入鏡像服務(wù)器的名稱、輸入鏡像服務(wù)器的簡介、選擇鏡像服務(wù)器的類型、輸入鏡像服務(wù)器IP地址、輸入U(xiǎn)RL、輸入鏡像服務(wù)器的SSH端口、輸入鏡像服務(wù)器的用戶名、輸入對應(yīng)的用戶密碼然后點(diǎn)擊下一步，ZStack會(huì)配置鏡像服務(wù)器，該過程會(huì)持續(xù)幾分鐘，請耐心等待。12）在添加鏡像服務(wù)器之后進(jìn)入到設(shè)置主存儲(chǔ)的步驟，主存儲(chǔ)是用于存儲(chǔ)云主機(jī)磁盤文件的存儲(chǔ)服務(wù)器。在主界面輸入名稱、簡介然后選擇類型，點(diǎn)擊下一步完成主存儲(chǔ)設(shè)置。13）在設(shè)置主存儲(chǔ)之后進(jìn)入到設(shè)置計(jì)算規(guī)格的步驟，在該步驟，我們先創(chuàng)建Seafile的計(jì)算規(guī)格，如有其他需求規(guī)格，可在完成引導(dǎo)后添加。先在主界面輸入名稱、簡介，然后選擇CPU數(shù)量、內(nèi)存大小、物理機(jī)的分配策略，最后是磁盤帶寬、上行網(wǎng)絡(luò)帶寬和上行網(wǎng)絡(luò)帶寬，點(diǎn)擊下一步完成計(jì)算規(guī)格設(shè)置。14）在設(shè)置計(jì)算規(guī)格之后進(jìn)入到添加鏡像的步驟，在該步驟，需要輸入鏡像名稱、簡介、選擇鏡像類型、選擇平臺(tái)類型、選擇鏡像服務(wù)器、選擇鏡像路徑、確認(rèn)是否已安裝 Qemu guest agent點(diǎn)擊下一步完成鏡像添加。15）使用sftp軟件連接ZStack。16）待鏡像傳輸完成后在ZStack私有云主菜單，點(diǎn)擊云資源池>鏡像>添加鏡像，根據(jù)選項(xiàng)和提示將CentOS和Win10鏡像添加，添加完成后可以看到鏡像處于啟用和就緒狀態(tài)。17）在ZStack私有云主菜單，點(diǎn)擊設(shè)置>全局設(shè)置>高級設(shè)置，PCI設(shè)備IOMMU開關(guān)一項(xiàng)，將其設(shè)置為ture。18）在ZStack私有云主菜單，，IOMMU啟用狀態(tài)一項(xiàng)，啟用IOMMU。19）在ZStack私有云主菜單，云主機(jī)控制臺(tái)模式，修改云主機(jī)控制臺(tái)模式為SPICE，且將顯卡類型設(shè)置為qxl。20）Seafile需要在linux環(huán)境下運(yùn)行，所以我們先使用之前準(zhǔn)備好的CentOS鏡像在ZStack上面創(chuàng)建一個(gè)云主機(jī)。在ZStack私有云主菜單，點(diǎn)擊云資源池 > 云主機(jī) > 創(chuàng)建云主機(jī)。云主機(jī)創(chuàng)建完成后開始CentOS的安裝，此處我們選擇最小化安裝進(jìn)行安裝即可。21）Seafile官方提供了自動(dòng)部署腳本，并在腳本名稱后接想要安裝的seafile版本號即可進(jìn)入安裝引導(dǎo)界面，在安裝引導(dǎo)頁面根據(jù)選項(xiàng)選擇合適的版本進(jìn)行安裝，需要注意的是Seafile自動(dòng)部署過程中需要全程聯(lián)網(wǎng)。

3 項(xiàng)目測試

1）使用之前創(chuàng)建的用戶賬戶登錄到ZStack UI，即可看到分配給用戶的云主機(jī)。2）在工作室用戶終端操作系統(tǒng)打開遠(yuǎn)程桌面連接功能，連接到云桌面。3）訪問Seafile，使用管理員賬號登陸，添加用戶，輸入郵箱、名字、密碼即可創(chuàng)建用戶。4）回到Seafile主界面，點(diǎn)擊新建資料庫按鈕，在彈出窗口輸入資料庫名稱，點(diǎn)擊提交即可完成第一個(gè)資料庫的創(chuàng)建。5）使用手機(jī)安裝并打開Seafile APP，連接影像工作室無線網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)入APP歡迎頁面，點(diǎn)擊 添加賬戶>其他Seafile服務(wù)器，輸入服務(wù)器IP地址、用戶名和密碼即可登陸Seafile。6）進(jìn)入資料庫，點(diǎn)擊右上角的“菜單”符號，點(diǎn)擊添加，選擇上傳文件，即可向資料庫上傳素材。7）在云桌面下載并安裝Seafile掛載盤客戶端，在使用前進(jìn)行登錄。8）掛載盤設(shè)置完成之后，云桌面會(huì)添加一個(gè)Seafile掛載盤盤符，用戶可像操作本地磁盤一樣操作Seafile資料庫。9）所有功能測試結(jié)束后，將已經(jīng)部署應(yīng)用的云桌面存為模板鏡像，方便后續(xù)部署多用戶云桌面環(huán)境。使用管理員賬戶登錄ZStack，在私有云界面，點(diǎn)擊 云資源池 > 云主機(jī)，勾選運(yùn)行云桌面的云主機(jī)，點(diǎn)擊更多操作，選擇創(chuàng)建云主機(jī)鏡像，填寫名稱、簡介、選擇鏡像類型為系統(tǒng)鏡像，平臺(tái)選擇Windows，鏡像服務(wù)器選擇預(yù)設(shè)，點(diǎn)擊下一步等待ZStack創(chuàng)建鏡像模板。

4 項(xiàng)目總結(jié)

4.1 存在的問題

1）實(shí)驗(yàn)環(huán)境資源不足，無法完全模擬真實(shí)環(huán)境。2）Seafile的性能受到磁盤讀寫性能的影響，這也是云計(jì)算發(fā)展中的一個(gè)典型問題。3）由于虛擬化技術(shù)的特性，導(dǎo)致其運(yùn)行Windows系統(tǒng)有著可察覺的性能損耗，這導(dǎo)致云桌面體驗(yàn)不佳。4）云桌面并不是解決用戶體驗(yàn)的優(yōu)秀解決方案。

4.2 未來研究的方向

1）SaaS才是解決用戶體驗(yàn)的最好方向，SaaS的市場需求會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展而呈現(xiàn)爆發(fā)式的增加。2）磁盤讀寫性能瓶頸可以通過超融合的方式解決，但是超融合還需進(jìn)一步的發(fā)展。3）云桌面或許不是未來的發(fā)展方向，一種新的概念需要被提出。

云計(jì)算的技術(shù)和發(fā)展在不斷地演進(jìn)、變化，在根源不變的技術(shù)支持的基礎(chǔ)之上創(chuàng)新豐富云端的各類應(yīng)用是現(xiàn)在很多云服務(wù)廠商開始重點(diǎn)關(guān)注的第二階段的問題，我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)有很多專門聚焦于云平臺(tái)SaaS應(yīng)用的廠商，這其實(shí)也代表了未來云計(jì)算技術(shù)將會(huì)以應(yīng)用作為主要的推動(dòng)力，在數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器等傳統(tǒng)硬件平臺(tái)的支撐之上來更加豐富云端的各類應(yīng)用，從而滿足當(dāng)前用戶日趨嚴(yán)苛的數(shù)據(jù)需求和服務(wù)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方梟，吳川東.基于ZStack的私有云計(jì)算平臺(tái)VPC網(wǎng)絡(luò)性能測試[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2018（6）：33-35.

[2] 劉順.基于Linux的私有云及容器部署設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國新通信，2019（21）：18.

【通聯(lián)編輯：唐一東】