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【6h】

一种适合高校的云服务器架构的设计与实现

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 课题研究内容

1.3 论文组织结构

2 云服务器的相关介绍

2.1 云服务器的优点

2.2 云服务器的构成

2.3 云服务器相关技术

2.4 高校云服务器的特点

3 存储架构设计与实现

3.1 云服务器平台

3.2 实验机房场景

3.3 应用服务器场景

3.4 综合的场景

4 网络架构设计与实现

4.1 DHCP服务架构

4.2 NAT服务架构

4.3 网络配置流程

5 安全架构设计与实现

5.1 安全性分析

5.2 元数据初始化服务

6 部署与应用

6.1 平台部署

6.2 运行效果

6.3 应用实例

结论

参考文献

附录 相关源码

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

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摘要

随着云计算优势逐步显现，其在高校中的应用也越来越广泛。目前，我国高校拥有的云计算环境主要是基于大型机构建起来的，这种云计算模式造价昂贵、操作系统单一、操作难度大，其主要目的是用于大规模科学计算，不适用于高校诸如课程实验和应用服务部署等常见场景。为此，本文将探讨如何设计和实现一种基于集群的适合高校的云服务器架构，并基于这种架构开发出安全可用的高校云服务器平台系统。
　　通过阅读相关文献和调研，在构建适合高校的云服务器的过程中存在三个亟需解决的问题，依次是云服务器的存储架构、网络架构和安全架构。针对存储架构，本文根据高校云服务器常用的两种应用场景：实验机房场景和应用服务器场景，分别设计和实现了适合各自应用场景需求的存储架构。其中，在实验机房场景中采用了服务层和存储层共享物理服务器的架构，在应用服务器场景中使用了服务层的物理服务器共享存储层的存储服务器的架构。最后通过对比这两种存储架构的优缺点，本文提出一种能够同时满足两种应用场景需求的高校云服务器的混合存储架构。针对网络架构中云服务器要能被校园网用户访问的目标，设计和实现了DHCP服务架构和NAT服务架构，以分别解决为云服务器分配局域网IP地址和为云服务器分配校园网访问地址的问题。其中，DHCP服务架构采用固定IP地址池的方式，解决了传统方式需要循环等待的问题。NAT服务架构采用构建基于NAT的WEB服务的方式，解决了传统硬件网关无法通过软件控制的问题。针对云服务器中存在的安全漏洞，面对一些典型的攻击手段，本文设计了一种可以个性化配置元数据的元数据初始化服务架构。由于元数据初始化服务拥有云平台的最高权限，因此本文又研究了如何安全地认证元数据初始化服务请求者的身份以对其进行安全的代码实现。
　　经过一年在实验课程中的使用证明：本文设计的适合高校的云服务器架构以及实现的云服务器平台系统是安全可靠的，同时也能够为云计算相关的研究课题提供平台支撑；此外，该平台的使用能节省大量硬件资源和能耗资源，具备充分的灵活性和可扩展性。

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