淺談基于OpenStack的車聯(lián)網(wǎng)云平臺體系架構研究論文
淺談基于OpenStack的車聯(lián)網(wǎng)云平臺體系架構研究論文
車聯(lián)網(wǎng)技術是物聯(lián)網(wǎng)技術在智能交通領域的具體應用,大力發(fā)展車聯(lián)網(wǎng)技術對提升交通管理水平,提高交通效率有著重大的意義。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)承載的信息量越來越大,車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的工作負載越來越重。如何保證車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息的實時傳播,如何解決車聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)信息的處理及存儲,如何確保車聯(lián)網(wǎng)資源的高效安全管理,成為人們重點關注的問題。以下是學習啦小編為大家精心準備的：淺談基于OpenStack的車聯(lián)網(wǎng)云平臺體系架構研究相關論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談基于OpenStack的車聯(lián)網(wǎng)云平臺體系架構研究全文如下：
車聯(lián)網(wǎng)來源于物聯(lián)網(wǎng)， 是以車輛為基本信息單元， 以提高交通運輸效率、改善道路交通狀況、拓展信息交互方式為目的， 進而實現(xiàn)交通智能化管理。云計算(Cloud Computing)，是一種基于分布式計算、資源虛擬化等技術且具有易擴展性動態(tài)性的計算方式。它的計算任務在大量計算機構成的虛擬資源池上分布， 使需求者可以按需獲取計算能力、存儲空間等資源。
重點研究面向智能交通服務的車聯(lián)網(wǎng)云計算平臺， 提出車聯(lián)網(wǎng)云計算平臺的體系架構和系統(tǒng)模型， 建立車聯(lián)網(wǎng)云計算平臺， 為建立智能交通云奠定理論和技術基礎。
1 概念
車聯(lián)網(wǎng)(Internet of Vehicles) 概念來自于物聯(lián)網(wǎng)(Internetof Things)， 根據(jù)行業(yè)背景不同， 對車聯(lián)網(wǎng)概念的描述也不一樣。車聯(lián)網(wǎng)的一般定義是指利用傳感器、無線網(wǎng)絡、計算機控制、智能技術， 對道路交通情況進行感知， 使交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)能夠進行傳輸與交互， 它可以對汽車進行交通全面控制， 對道路的交通情況進行監(jiān)控， 從而提升交通效率和安全。從系統(tǒng)層次化架構來說， 車聯(lián)網(wǎng)是智能交通系統(tǒng)(ITS) 的重要組成部分， 是未來綜合交通運輸體系不可缺少的通信與信息交互平臺。而如何處理、分析大量的交通信息數(shù)據(jù)， 將會是以后信息化交通需要解決的關鍵問題， 車聯(lián)網(wǎng)技術將成為解決這一問題的重要技術手段云計算(Cloud Computing) 是分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡、熱備份冗余等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產(chǎn)物。云計算通過使計算分布在大量的分布式計算機上， 而非本地計算機或遠程服務器中，企業(yè)數(shù)據(jù)中心的運行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似。這使得企業(yè)能夠?qū)①Y源切換到需要的應用上， 根據(jù)需求訪問計算機和存儲系統(tǒng)。車聯(lián)網(wǎng)與云計算的融合成為了交通信息化成功的關鍵。
在云框架下， 綜合信息采集處理、道路交通狀況監(jiān)測、車輛監(jiān)管與疏導、信號控制、系統(tǒng)聯(lián)動以及預測預報、信息發(fā)布與誘導等， 都必須做到與整體情報系統(tǒng)的融合、共享和統(tǒng)一決策。
2 網(wǎng)絡架構設計
由于車聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)時刻處在快速移動的通信環(huán)境中，為了增加車載單元的消息交互的實時性和可靠性， 減少網(wǎng)絡時延等造成的信息延誤， 因此本系統(tǒng)將設計成三層架構的模式。即在傳統(tǒng)的客戶端-服務器(C/S) 結(jié)構的通信系統(tǒng)基礎上增加了一個路側(cè)單元接入層。
車聯(lián)網(wǎng)移動云系統(tǒng)在網(wǎng)絡層次上分為3 層：中心云、路側(cè)接入層和車載移動終端。
車載移動終端： 指的是具有車與路側(cè)單元通信功能的通信終端， 它不僅可以收集車輛的信息， 感知車輛行進的狀態(tài)與路況， 然后把采集數(shù)據(jù)上傳到控制中心， 為交通的分析和決策提供支持; 另外它也接收云中的服務和資源。
路側(cè)接入層： 指的是信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡通道， 解決車與車(V2V)、車與路(V2R)、車與云(V2C)、車與人(V2H) 等的互聯(lián)互通。路側(cè)設施包括區(qū)域服務器和路側(cè)單元RSU， 區(qū)域服務器用于進行基于車載單元OBU 的位置數(shù)據(jù)的存儲和調(diào)度管理工作， 同時也可以通過虛擬化等技術統(tǒng)籌到云中， 用于分布式計算和服務。
中心云： 中心云可以看成由大量服務器集合而成的控制中心， 它是一個基于云計算技術的交通信息化平臺。路側(cè)接入層通過采集車輛行駛過程中獲取的信息和道路實時交通信息， 然后上傳到中心云， 中心云對采集來的數(shù)據(jù)進行分析和處理， 然后通過有線通信或廣域無線通信為路測及車輛發(fā)布各種交通參考信息。車載終端、路側(cè)云、中心云三級網(wǎng)絡有以下優(yōu)點： (1)能最大化利用整個網(wǎng)絡中的資源， 從車載終端、路側(cè)設施到大型計算中心， 利用虛擬化技術統(tǒng)一融合到云中， 按需提供計算、存儲和帶寬資源， 大大提高了資源的利用率和高效性。(2) 減少網(wǎng)絡延遲， 提高服務的快捷性。
3 OpenStack
OpenStack 是由美國宇航局NASA 和Rackspace 合作推出的一個開源項目， 其目標是制定一套開源軟件標準， 任意組織和個人都可以搭建自己的云計算環(huán)境(IaaS)。OpenStack是一個社區(qū)， 也是一個開源項目， 它為云計算平臺的部署提供了一種方式， OpenStack 是一種基于云計算的基礎設施， 即服務(IaaS) 解決方案。它的宗旨是， 為虛擬計算或存儲服務的云， 為公有云、私有云， 提供易擴展的、靈活的云計算架構。
OpenStack 有眾多版本， 以Folsom 版本為例做說明。其架構包括以下幾個主要組件： 計算模塊(Nova) 、對象存儲( Swift) 、塊存儲( Cinder) 、網(wǎng)絡模塊(Neutron) 、儀表板(Horizon) 、身份驗證服務(Keystone) 、鏡像服務( Glance)等。這些組件每一個都有自己獨立的功能， 如提供虛擬化、云存儲和鏡像等服務， 同時也可以把它們聯(lián)合起來協(xié)同工作，提供完整的云計算基礎設施服務。
(1) Nova (計算模塊)， 在OpenStack 環(huán)境中虛擬機的添加、調(diào)度和回收等管理工作均是Nova 負責。是OpenStack 開發(fā)早、運行成熟的核心組件。
(2) Swift (對象存儲)， 主要負責大規(guī)模非結(jié)構數(shù)據(jù)對象管理。是OpenStack 兩大存儲模塊之一。
(3) Cinder (塊存儲)， 相對于Swift 提供對象存儲， Cinder為實例運行提供塊存儲。它的驅(qū)動架構為可插拔， 這種架構對塊存儲設備的管理有利。
(4) Neutron (網(wǎng)絡模塊)， 為OpenStack 其他模塊提供網(wǎng)絡服務， 是OpenStack 的網(wǎng)絡中樞。
(5) Horizon (儀表板)， 為用戶和OpenStack 提供UI 服務。
(6) Keystone (身份驗證服務)， 為OpenStack 其他模塊服務提供安全機制服務。
(7) Glance (鏡像服務)， 是OpenStack 的鏡像存儲模塊，為用戶提供鏡像存儲功能。
4 OpenStack 云系統(tǒng)部署方法
面向智能交通服務的車聯(lián)網(wǎng)移動云系統(tǒng)， 其網(wǎng)絡中心將采用分布式的中心云架構。其架構將由處于網(wǎng)絡中心區(qū)域的控制節(jié)點， 以及基于位置分布的區(qū)域服務器節(jié)點構成。車聯(lián)網(wǎng)移動云系統(tǒng)計劃采用基于IaaS (基礎設施服務) 的資源管理平臺OpenStack 進行管理。
在網(wǎng)路中心區(qū)域部署OpenStack 的控制節(jié)點， 它可以是一臺或者多臺的服務器組成， 布置著數(shù)據(jù)庫管理服務器、網(wǎng)絡控制器、調(diào)度器、鏡像管理器等功能單元。
在路側(cè)單元部署基于位置的服務器單元， 運行著Open-Stack 平臺的計算單元， 負責對虛擬機實例進行創(chuàng)建、終止、遷移等操作。
面向智能交通服務的車聯(lián)網(wǎng)移動云系統(tǒng)， 根據(jù)系統(tǒng)的特性， 可以采取的網(wǎng)絡部署方式進行服務器資源的部署。
5 結(jié)語
將車聯(lián)網(wǎng)技術和云計算結(jié)合起來， 采用車載終端、路側(cè)云、中心云三級網(wǎng)絡體系結(jié)構， 提出了基于OpenStack 的車聯(lián)網(wǎng)云計算平臺， 為實現(xiàn)各種基于云計算、云存儲的智能交通服務提供了高效的IaaS 方案。
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