一种服务器集群自动部署的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提出了一种服务器集群自动部署的方法和装置，该方法和装置包括：在镜像节点中预保存计算节点的不同操作系统的安装镜像；管理节点创建部署任务，设置计算节点的互联网协议IP地址并启动镜像节点的预启动执行环境PXE和动态主机配置协议DHCP服务；启动需要部署系统的计算节点，将其第一个启动引导顺序设置为预启动执行环境PXE引导；计算节点通过DHCP服务获取本机IP地址，从而从镜像节点上获取安装镜像；自动完成该计算节点的系统安装。通过本发明实现了云计算集群环境部署过程中的大规模集群节点的自动化配置，实现了大规模集群节点的快速配置，简化了配置流程，提高了配置效率。
【专利说明】一种服务器集群自动部署的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及软件系统架构领域，尤其涉及一种服务器集群自动部署的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 云计算技术经过多年的发展已经日渐成熟，虚拟化、云网络以及云安全等技术在 不断发展，并完善着云计算这个大家族。云计算给社会带来的IT(信息科技）服务按需使 用、IT资源高效利用、绿色节能等巨大的经济效益和社会效益，不仅使美国、欧盟、日本等 发达国家的政府将其列入国家发展战略,甚至亚非拉等广大发展中国家也已经非常重视， 比如孟加拉、老树、赞比亚、马里等多国的国家级数据中心已经在雨后春第般地建设。云计 算大规模应用的技术条件和环境已经具备，云数据中心的建设已经成为业界不可扭转的趋 势。
[0003] 但是目前的云数据中心技术仍然存在着很大的发展空间，目前的云数据中心技术 还在着重解决单个数据中心内部的问题。但随着全球化的深入发展,越来越多的集团企业 有跨地域建立分支机构的需要，各区域、各层级的数据中心也应运而生，各部委、各级政府 的各个部门也都建立自己的数据中心。这些众多的数据中心还是处于烟囱式的建设和管理 状态--各个数据中心之间各自为政。其具体表现为以下几点：
[0004] 总体建设成本高。由于数据中心层级多、站点数量多，数据中心内软件应用与物理 计算和存储设备耦合绑定，必然带来更高的端到端的建设成本，同时L1层的机房供电、制 冷、土建、安防的投资成本相比L2层的IT基础设施投资成本的比重更大，从而降低了总体 数据中心建设的投资收益比效率（R0I)。
[0005] 管理复杂，运营成本高。由于各层级数据中心承载的业务类型不同，软硬件系统运 维管理需求及容灾备份保障策略也各不相同，不利于各层数据中心基础设施资源的统一拉 通与协同管理，降低了拉通各层数据中心实现全局管理的维护效率；同时由于物理资源和 应用强耦合，业务的部署上线，扩容以及升级等生命周期管理操作都会牵一发而动全身，造 成了数据中心管理维护运营复杂化。
[0006]云计算Iaas(基础设施即服务）平台目前的应用已非常广泛，尤其是对大规模集 群的需求不断扩大。如何快速有效地在大量集群节点上进行批量操作系统和应用软件的安 装升级，并能进一步自动化部署包括云计算和云存储节点在内的集群系统一直是困扰系统 管理员的艰巨任务。
[0007]如果只单单解决操作系统的安装问题，现有的技术一般采用网络安装来实现大规 模大批量的操作，通常有两种方式。
[000S] -种是采用PXE(预引导执行环境）方式引导：令待安装节点通过网络自动从远端 管理节点下载映像，并由此支持本地节点的启动过程。启动过程中，管理节点会分配IP(互 联网协议）地址，再用TFTP(简单文件传输协议）服务下载一个启动软件包到本机内存中 并执行，由这个启动软件包完成终端基本软件设置，从而引导预先安装在服务器中的终端 操作系统。
[0009]另-种是NFS(网络文件系统）共享网络安装方式：把网络中的一个节点作为 服务器，并将操作系统映像文件存储在NFS服务器中，待安装节点通过网络启动以'备份/复 制的方式下载镜像文件并完成安装。
[0010]第一种方式配置过程繁琐，而第二种方式需要人为启动待安装节点主机并运行相 应程序才能进行数据接收，不利于大规模环境的管理操作。除此以外，部署云计算集群环境 除了基本的操作系统安装外，还需要做许多其他的配置工作，包括存储配置、虚拟网络以及 软件配置等等。这些操作都需要频繁地在管理节点和计算/存储节点之间进行通信。然而， 面对数千台甚至更多的大规模集群环境，每个节点之间都需要一些权限认证才能建立起数 据传输链路，手动在每台服务器进行配置也是不现实的。
【发明内容】
[0011]为了解决上述问题，本发明提出了一种服务器集群自动部署的方法和装置，实现 了云计算集群环境部署过程中的大规模集群节点的自动化配置，实现了大规模集群节点的 快速配置，简化了配置流程，提高了配置效率。
[0012] 为了达到上述目的，本发明提出了一种服务器集群自动部署的方法，该方法包 括：
[0013] 在镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系统的安装镜像。
[0014] 管理节点创建部署任务，根据集群中计算节点的媒体访问控制MAC地址设置动态 主机配置协议DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到镜像节点，启动镜像节点的预启 动执行环境PXE和DHCP服务。
[0015] 管理节点通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的计算节点，并 用IPMI命令将计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导。
[0016] 计算节点通过DHCP服务获取本机IP地址，根据该IP地址从镜像节点上获取安装 镜像；通过部署任务自动完成对计算节点的系统安装,并在安装结束后向管理节点发送结 束的通知消息。
[0017] 管理节点收到通知消息后，重新将计算节点的PXE引导顺序设置为从硬盘引导， 重启计算节点，在全部所述计算节点完成所述部署任务后，关闭初始化启动的PXE和DHCP 服务。
[0018] 优选地，镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系统镜像是指，镜像节点预 先根据已有的服务器安装需要的操作系统、应用软件和系统配置，并制作指定服务器的镜 像；镜像节点根据不同的需求预先制作不同类型的操作系统安装镜像。
[0019] 优选地，该方法还包括：镜像节点提供所述DHCP服务、简单文件传输协议TFTP服 务和镜像克隆服务。
[0020] 优选地，计算节点通过部署任务自动完成对计算节点的系统安装的步骤为：
[0021 ] 在各个计算节点通过DHCP获取本机的IP地址之后，根据该IP地址以及TFTP服 务从镜像节点启动镜像克隆服务的程序。
[0022]镜像克隆服务的程序从本地计算节点运行，连接到镜像服务器下载并安装的操作 系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向管理节点发送结束的通知消息。
[0023]本发明还提出一种服务器集群自动部署的装置，该装置包括：管理节点、镜像节 点、计算节点。
[0024] 镜像节点，用于预保存用于计算节点的不同操作系统的安装镜像。
[0025] 管理节点，用于创建部署任务，根据集群中所述计算节点的媒体访问控制MAC地 址设置动态主机配置协议DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到镜像节点，启动镜像 节点的预启动执行环境PXE和DHCP服务。
[0026] 通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的计算节点，并用ιΡΜΙ命 令将计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导。
[0027] 计算节点，用于通过DHCP服务获取本机IP地址，根据IP地址从镜像节点上获取 安装镜像；通过部署任务自动完成对计算节点的系统安装，并在安装结束后向管理节点发 送结束的通知消息。
[0028] 管理节点，还用于收到通知消息后，重新将计算节点的PXE引导顺序设置为从硬 盘引导，重启计算节点，在全部计算节点完成部署任务后，关闭初始化启动的PXE和DHCP服 务。
[0029]优选地，镜像节点还用于，预先根据已有的服务器安装需要的操作系统、应用软件 和系统配置，并制作指定服务器的镜像；镜像节点根据不同的需求预先制作不同类型的操 作系统安装镜像。
[0030]优选地，镜像节点还用于，提供所述DHCP服务、简单文件传输协议ΤΡΓΡ服务和镜 像克隆服务。
[0031]优选地，计算节点通过部署任务自动完成对所述计算节点的系统安装的步骤为： [0032]在各个计算节点通过DHCP获取本机的IP地址之后,根据该IP地址以及TFTP服 务从镜像节点启动镜像克隆服务的程序。
[0033]镜像克隆服务的程序从本地计算节点运行，连接到镜像服务器下载并安装的操作 系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向管理节点发送结束的通知消息。
[0034]与现有技术相比，本发明包括：在镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系 统的安装镜像；管理节点创建部署任务，设置计算节点的IP地址并启动镜像节点的PXE和 DHCP服务；启动需要部署系统的计算节点，将其第一个启动引导顺序设置为ΡΧΕ引导；计算 节点通过DHCP服务获取本机IP地址，从而从镜像节点上获取安装镜像；自动完成该计算节 点的系统安装，此安装结束后，管理节点重启计算节点，在全部计算节点都完成安装后，管 理节点关闭初始化启动的所述PXE和DHCP服务。通过本发明实现了云计算集群环境部署 过程中的大规模集群节点的自动化配置，实现了大规模集群节点的快速配置，简化了配置 流程，提高了配置效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]下面对本发明实施例中的附图进行说明，实施例中的附图是用于对本发明的进一 步理解，与说明书一起用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限制。
[0036]附图1为本发明服务器集群自动部署方法流程图；
[0037]附图2为本发明服务器集群自动部署装置的示意图；
[0038]附图3为本发明服务器集群自动部署方法实施例流程图。
【具体实施方式】
[0039] 以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，在此对本发明如何应用 技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程进行了充分说明并据以实施，但不 能用来限制本发明的保护范围。
[0040] 另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系 统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处 的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0041] 首先，本发明提出了一种服务器集群自动部署的方法，如图1所示，该方法包括：
[0042] 步骤S101、在镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系统的安装镜像。
[0043] 优选地，镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系统镜像是指，镜像节点预 先根据已有的服务器安装需要的操作系统、应用软件和系统配置，并制作指定服务器的镜 像；镜像节点根据不同的需求预先制作不同类型的操作系统安装镜像。
[0044] 优选地，镜像节点还提供了动态主机配置协议DHCP服务、简单文件传输协议TFTP 服务和镜像克隆服务。
[0045] 步骤Sl〇2、管理节点创建部署任务，根据集群中所述计算节点的媒体访问控制 MAC地址设置DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到所述镜像节点，启动所述镜像节 点的预启动执行环境PXE和DHCP服务。
[0046] 步骤S103、管理节点通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的所 述计算节点，并用IPMI命令将所述计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导。
[0047] 步骤S104、所述计算节点通过DHCP服务获取本机IP地址，根据所述IP地址从 所述镜像节点上获取所述安装镜像；通过所述部署任务自动完成对所述计算节点的系统安 装，并在安装结束后向所述管理节点发送结束的通知消息。
[0048] 优选地，所述计算节点通过所述部署任务自动完成对所述计算节点的系统安装的 步骤为：
[0049] 在各个所述计算节点通过所述DHCP获取本机的IP地址之后，根据所述IP地址以 及所述TFTP服务从所述镜像节点启动所述镜像克隆服务的程序。
[0050] 所述镜像克隆服务的程序从本地所述计算节点运行，连接到镜像服务器下载并安 装的操作系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向所述管理节点发送结束的通知消息。
[0051] 步骤S105、所述管理节点收到所述通知消息后，重新将所述计算节点的PXE引导 顺序设置为从硬盘引导，重启所述计算节点，在全部所述计算节点完成所述部署任务后，关 闭初始化启动的所述PXE和DHCP服务。
[0052] 本发明还提出了一种服务器集群自动部署的装置〇1，如图2所示，所述装置包括： 管理节点02、镜像节点03、计算节点04。
[0053] 镜像节点03,用于预保存用于计算节点04的不同操作系统的安装镜像。
[0054] 具体地，镜像节点03用于，预先根据已有的服务器安装需要的操作系统、应用软 件和系统配置，并制作指定服务器的镜像；镜像节点〇 3根据不同的需求预先制作不同类型 的操作系统安装镜像。
[0055] 优选地，镜像节点〇3还用于，提供DHCP服务、简单文件传输协议TFTP服务和镜像 克隆服务。
[0056] 管理节点02,用于创建部署任务，根据集群中计算节点04的媒体访问控制MAC地 址设置动态主机配置协议DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到所述镜像节点03， 启动镜像节点03的预启动执行环境PXE和DHCP服务。
[0057] 通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的计算节点04,并用IPMI 命令将计算节点04的第一个启动引导顺序设置为PXE引导。
[0058] 计算节点04,用于通过DHCP服务获取本机IP地址，根据IP地址从所述镜像节点 04上获取安装镜像；通过所述部署任务自动完成对计算节点04的系统安装，并在安装结束 后向管理节点02发送结束的通知消息。
[0059] 具体地，计算节点04通过部署任务自动完成对计算节点04的系统安装的步骤 为：
[0060] 在各个所述计算节点04通过DHCP获取本机的IP地址之后，根据该IP地址以及 TFTP服务从镜像节点03启动镜像克隆服务的程序。
[0061] 该镜像克隆服务的程序从本地计算节点04运行，连接到镜像服务器下载并安装 的操作系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向管理节点02发送结束的通知消息。
[0062] 管理节点02,还用于收到该通知消息后，重新将计算节点04的PXE引导顺序设置 为从硬盘引导，重启计算节点04,在全部计算节点04完成部署任务后，关闭初始化启动的 PXE和DHCP服务。
[0063] 本发明克服了目前云计算集群环境部署过程中大规模集群节点配置效率低下、工 作量大的缺陷。利用本方法能大大提高云服务平台的可用性，与现有技术相比，本发明实现 了云计算集群环境部署过程中的大规模集群节点的自动化配置，实现了大规模集群节点的 快速配置，简化了配置流程，提高了配置效率。实现了在云计算环境下的灵活可扩展性，满 足企业私有云、公有云的构建。
[0064] 下面以具体的实施例来介绍本发明，该实施例主要包括Iaas节点主机操作系统 的安装过程。
[0065] 图3是根据本发明一个实施例的集群服务器部署方法的流程图。
[0066] 如图3所示，集群服务器部署方法包括下述步骤。
[0067] 步骤S110,管理节点创建部署任务，并启动镜像节点的PXE和DHCP服务。
[0068] 在本发明的实施例中，管理节点负责管理对不同计算节点的部署任务，每个计算 节点的部署对应一个部署任务，最多可以有32个任务。
[0069] 步骤S111，根据集群中计算节点的MAC地址设置DHCP获取的IP地址
[0070] 在本发明的实施例中，MAC地址是在系统初始化时已经从计算节点的指定的用于 管理网卡的MAC地址，它是辨别和定位部署辨别和定位部署的唯一标示，在管理节点中有 对应的别名便于记忆。
[0071] 步骤S112,镜像节点挂载安装镜像。
[0072] 在本发明的实施例中，镜像节点中保存用于计算节点的不同操作系统镜像，这些 镜像是事先根据已有的一个服务器安装好需要的操作系统、应用软件、系统配置然后制作 成指定服务器的镜像，根据不同的需求可以事先制作不同类型的操作系统镜像。
[0073] 步骤S113,通过IPMI命令启动所有的计算节点，并设置计算节点PXE引导顺序。
[0074] 在本发明的实施例中，计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导。
[0075] 步骤S114,各计算节点通过DHCP获取本机的IP地址，根据IP地址以及TFTP服务 从镜像节点克隆镜像到计算节点。
[0076] 在本发明的实施例中，各计算节点通过DHCP获取本机的IP地址，根据IP地址以 及TFTP服务从镜像节点启动克隆服务程序。克隆服务程序从本地计算节点运行，连接到镜 像服务器下载安装的操作系统镜像文件，然后开始进行克隆。
[0077] 步骤S115,计算节点开始克隆镜像并将进度实时返回到管理节点，完成之后向管 理节点发送结束通知消息。
[0078] 在本发明的实施例中，克隆的进度信息每分钟返回一次。
[0079] 步骤S116,管理节点收到消息，重新设置计算节点PXE引导顺序，重启节点。
[0080] 在本发明的实施例中，重新将计算节点PXE引导顺序设置为从硬盘引导。
[0081] 步骤S117,等待全部计算节点完成部署任务，关闭初始化启动的PXE和DHCP服务。
[0082] 在本发明的实施例中，部署任务进度显示为1〇〇%。
[0083] 本领域普通技术人员可以理解上述实施例的全部或部分步骤可以使用计算机程 序流程来实现，所述计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在 相应的硬件平台上（如系统、设备、装置、器件等）执行，在执行时，包括方法实施例的步骤 之一或其组合。
[0084] 可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用集成电路来实现，这些步骤可 以被分别制作成一个个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电 路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0085] 上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元可以采用通用的计算装置来实现， 它们可以集中在单个的计算装置上，也可以分布在多个计算装置所组成的网络上。
[0086] 上述实施例中的各装置/功能模块/功能单元以软件功能模块的形式实现并作为 独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的计算机 可读取存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0087] 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或 替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保 护范围为准。
[0088] 需要说明的是，以上所述的实施例仅是为了便于本领域的技术人员理解而已，并 不用于限制本发明的保护范围，在不脱离本发明的发明构思的前提下，本领域技术人员对 本发明所做出的任何显而易见的替换和改进等均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种服务器集群自动部署的方法，其特征在于，所述方法包括： 在镜像节点中预保存用于计算节点的不同操作系统的安装镜像； 管理节点创建部署任务，根据集群中所述计算节点的媒体访问控制MAC地址设置动态 主机配置协议DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到所述镜像节点，启动所述镜像节 点的预启动执行环境PXE和DHCP服务； 管理节点通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的所述计算节点，并 用IPMI命令将所述计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导； 所述计算节点通过DHCP服务获取本机IP地址，根据所述IP地址从所述镜像节点上获 取所述安装镜像；通过所述部署任务自动完成对所述计算节点的系统安装，并在安装结束 后向所述管理节点发送结束的通知消息； 所述管理节点收到所述通知消息后，重新将所述计算节点的PXE引导顺序设置为从硬 盘引导，重启所述计算节点，在全部所述计算节点完成所述部署任务后，关闭初始化启动的 所述PXE和DHCP服务。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镜像节点中预保存用于计算节点的不 同操作系统镜像是指，所述镜像节点预先根据已有的服务器安装需要的操作系统、应用软 件和系统配置，并制作指定服务器的镜像；所述镜像节点根据不同的需求预先制作不同类 型的操作系统安装镜像。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述镜像节点提供所述 DHCP服务、简单文件传输协议TFTP服务和镜像克隆服务。
4. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算节点通过所述部署任务自动完 成对所述计算节点的系统安装的步骤为： 在各个所述计算节点通过所述DHCP获取本机的IP地址之后，根据所述IP地址以及所 述TFTP服务从所述镜像节点启动所述镜像克隆服务的程序； 所述镜像克隆服务的程序从本地所述计算节点运行，连接到镜像服务器下载并安装的 操作系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向所述管理节点发送结束的通知消息。
5. -种服务器集群自动部署的装置，其特征在于，所述装置包括：管理节点、镜像节 点、计算节点； 所述镜像节点，用于预保存用于计算节点的不同操作系统的安装镜像；、、 所述管理节点，用于创建部署任务，根据集群中所述计算节点的媒体访问控制MC地 址设置动态主机配置协议DHCP获取的互联网协议IP地址；发送消息到所述镜像节点，启动 所述镜像节点的预启动执行环境PXE和DHCP服务； 、 通过智能型平台管理接口 IPMI命令启动需要部署系统的所述计算节点，并用IPMI命 令将所述计算节点的第一个启动引导顺序设置为PXE引导； 、 # 所述计算节点，用于通过DHCP服务获取本机IP地址，根据所述1P地址述镜像= 点上获取所述安装镜像；通过所述部署任务自动完成对所述计算节点的系统安装，并在安 装结束后向所述管理节点发送结束的通知消息； 、 所述管理节点，还用于收到所述通知消息后，重新将所述计算节点的PXE引导顺序设 置为从硬盘引导，重启所述计算节点，在全部所述计算节点完成所述部署任务后，关闭初始 化启动的所述PXE和DHCP服务。 I + 利要求5所述的装置，其特征在于，所述镜像节点还用于，预先根据已有的服务 ^女衣面5的操作系统、应用软件和系统配置，并制作指定服务器的镜像；所述镜像节点根 据不同的需求軸獅不__雛·安装镜像。 7_如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述镜像节点还用于，提供所述DHCP服务、 简单文件传输协议TFTP服务和镜像克隆服务。
8.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述计算节点通过所述部署任务自动完 成对所述计算节点的系统安装的步骤为： 在各个所述计算节点通过所述DHCP获取本机的IP地址之后，根据所述IP地址以及所 述TFTP服务从所述镜像节点启动所述镜像克隆服务的程序； 所述镜像克隆服务的程序从本地所述计算节点运行，连接到镜像服务器丁载并安装的 操作系统镜像文件，进行克隆；克隆结束之后向所述管理节点发送结束的通知消息。
【文档编号】H04L12/24GK104219099SQ201410497718
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】刘正伟, 李峰, 陆峰 申请人:浪潮(北京)电子信息产业有限公司