Korkeasti käytettävän yksityisen pilvipalvelun toteuttaminen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä toteutettiin tietojenkäsittelyn koulutusohjelman laboratorioverkon yksityisen pilvipalvelun asennusten purkaminen ja uudelleenasennus vikasietoisesti korkean käytettävyyden mukaisesti. Lisäksi pilveen asennettiin uutena toiminnallisuutena itsepalveluportaali, jonka avulla pilveen on mahdollista tehdä virtuaalikoneita. Pilvipalvelu mahdollistaa opiskelijalähtöisten virtuaalisten ympäristöjen toteutus sekä WPK-verkon toiminnallisuuksien haltuunoton.

Työ toteutettiin asentamalla kahdelle palvelimelle yhteensä neljä palvelinklusteria. Kolme näistä klustereista koostuu kukin kahdesta virtuaalipalvelimesta, ja yksi klusteri koostuu kahdesta fyysisestä palvelimesta. Virtuaalipalvelimille asennettiin kaikki käyttöjärjestelmistä lähtien, mutta fyysisille palvelimille oli tehty valmiiksi vaaditut ohjelmistoasennukset ja verkkoasetukset. Näistä asennuksista poistettiin kaikki pilven rakentamiseen liittyvät ohjelmat. Jokaiselle virtuaalipalvelinklusterille asennettiin yksi rooli, joista pilvipalvelun vaatimat toiminnallisuudet rakentuvat. Fyysisten koneiden muodostama klusteri toimii pilvipalvelun resurssina, ja kaikki itsepalveluportaalin kautta asennettavat virtuaalikoneet asennetaan sinne. Itsepalveluportaali asennetaan virtuaalikoneelle pilveen, jolloin kaikki työssä tehdyt asennukset toteuttavat korkeaa käytettävyyttä. Ohjelmistoasennusten lisäksi työssä rakennettiin virtuaaliverkkoja, jotka liitettiin alla olevaan fyysiseen WPK-verkkoon. Tehtyjen asennusten lisäksi työhön kuului suunnittelua ja suunnittelun avuksi tehty testiympäristö.

Työhön liittyvä tiedonhaku tehtiin pääasiassa sähköisesti, ja suurin osa materiaaleista ja ongelmakohtien ratkaisuista löytyi Internetistä. Ongelmia ei ollut paljon ja ne selvisivät kohtuullisen nopeasti. Osa ratkaisuista löytyi blogikirjoituksista, mutta nämäkin kirjoitukset ohjasivat yleensä johonkin Microsoftin omaan artikkeliin, jossa käsiteltiin kyseistä ongelmaa. Tuloksena valmistunut pilvipalvelu täyttää sille asetetut vaatimukset. Vikasietoisuus testattiin toimivaksi simuloimalla erilaisia verkkokatkoksia ja laiterikkoja. Itsepalveluportaali toimii halutulla tavalla, ja sitä testattiin opiskelijoiden avulla. Itsepalveluportaalin toimivuus erilaisessa projekti- ja laboratoriokäytössä selviää vasta, kun sitä aletaan käyttää laajemmin ja kun selviää, kuinka pilvipalvelu skaalautuu useille käyttäjille.

This thesis describes the process of building a highly available private cloud service after the discontinuation of a previously installed cloud service. The thesis was commissioned by the Business Information Systems degree programme of TAMK, and implemented to the lab network of the programme. Besides the cloud, this thesis provides a service for the users of WPK lab network to enable them, most of whom are students, to deploy their personal virtual machines to the cloud. This was achieved by installing a Microsoft program called App Controller that allows users to connect to the cloud and use their virtual machines via a browser.

After a test run the programs used for virtualization, high availability and the building of a cloud were installed on four separate failover clusters. Three of the clusters were built with virtual machines, with one node on each physical server, and the fourth cluster was built from the physical servers. The App Controller is installed on a virtual machine in the cloud, which makes all of the components of this cloud highly available.

Information about the techniques used was not hard to come by on the Internet, but it was scattered to various websites and blogs. A small amount of troubleshooting and problem solving was required, but the solutions were found online. The high availability was tested by simulating device and network failures, during which the cloud continued working. The results were as intended and the cloud service works as required. Students can create their own virtual machines to the cloud via App Controller and they can be deployed to different VLANs in the WPK-network. How the cloud will scale for future projects is left to be seen and only time will tell the potential final utilization of the cloud.