私有云基础架构详细技术设计.docx

? ? ? ? ? ? ? ? 私有云基础架构详细技术设计 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在开始讨论私有云的架构之前我们首先确定一件事情，即没有架构是完美的，总是根据实际业务慢慢优化最终满足或者超越最初需求。 ? ? ? 私有云客户与公有云客户最大的不同是——客户对私有的“云”在管理层面上拥有较大的权限，他（她）可以很放心地把有涉及到公司或者单位隐私的东西放进“云”中，出现意外时自己可以要求管理员随时处理。并且私有云就服务器规模、SLA、防火墙、计费、安全性等级要求等方面而言，与公有云的侧重点不大相同，架构上自然也要区别对待。 ? ? ? 本章会从基本原则、架构安全、“云”化架构三个方面叙述基础架构的设计实现，涉及到的技术细节笔者尽量在后面的基础知识章节部分加以叙述。 ? 1、基本架构原则 ? ? ? 基础设施架构的核心即是整合计算、存储与网络三种资源，而在配置这些时我们需要在扩展性、稳定性及冗余性达到一定要求。 稳定性 ? ? ? 基础架构的稳定性对于一个平台是至关重要的。存储、网络、计算节点自身的稳定性，以及它们之间通信的稳定性，都时时刻刻影响着用户体验。 ? ? ? 即使是稳定性非常好的系统，也应该在平时的运维，即监控以及出现故障时的跟踪、定位、解决上花一定功夫。现在国内很多云平台厂商都没有提供服务状态报告，比如可用性、地域延迟、资源统计等，相比国外的主流平台而言仍有很大差距。 扩展性 ? ? ? 扩展性包含两个方面：横向扩展（scale out/in）和纵向扩展(scale up/down)。 ? ? ? 集群横向扩展主要包括计算节点、存储、网络资源“节点级别”的扩展，比如新添加了服务器、交换机等整机设备。需要注意的是，节点加入集群后，其上的所有业务均能在新节点正常运行；同时，新节点的加入对普通用户来说是透明的，即用户不会感知到集群的横向扩展。 ? ? ? 纵向扩展即是整机中加入例如新的CPU、内存、硬盘、网卡等组件以提高单机性能。 ? ? ? 平台在进行横向扩展时，也可使用其他平台的资源。比如企业内现有国际品牌的虚拟化产品，如果国内厂商的虚拟化产品能够直接使用原平台的虚拟机、虚拟硬盘甚至是虚拟网络的话，那么对企业来说，这个过渡将会非常轻松。现在能够提供云平台API的厂商比较多，而能够作为参考标准的只有Amazon、OpenStack、VMWare等国际化平台。笔者成文时，中国信息技术标准化组织目前尚未制定出“及时”的标准，但已经成立了很多的工作组，比如服务器虚拟化、桌面虚拟化、云存储等，相信他们也很快推出统一标准。 冗余性 ? ? ? 冗余性是稳定性和扩展性的补充。对于私有云而言，成本往往仅能保证稳定性，而在冗余性保障上有较少的支出。当成本不足以满足所有基础资源的冗余性的时候，就要根据具体环境来判断，尽量保持它们不同资源上冗余能力的平衡，最大程度地减少潜在风险。 1.1 合理的存储配置 ? ? ? 私有云中存储配置是整个架构的重点，它承担着整个平台的数据，所以这里一般需要进行重点配置。除了传统存储架构外，也有厂商Nutanix为首提出的超融合架构，即存储与网络一样也可以进行软件定义。目前对多数国内私有云厂商来说，超融合的一般实现即是在虚拟化平台中添加分布式存储的后端与前端管理，可对计算节点资源进行复用，从而降低项目整体成本。 ? ? ? 不管何种形式，它们对平台的提供的功能都是相同的，接下来笔者针对私有云平台的存储基础架构予以介绍，相关的存储知识读者可以阅读本书的第7章。 接入方式 ? ? ? 私有云中的存储配置按照接入平台的方式可分为本地存储和共享存储，而它们本身的组合方式又是自由的，除传统的本地存储和网络存储外，也有NFS存储可以挂载后作为计算节点的本地存储，或者计算节点上的空闲空间组合为分布式存储等方法。图2-1和图2-2分别是本地存储与共享存储的接入方式示例，本地存储即直接使用本地磁盘或者iSCSI、SAS等设备作为镜像存储，虚拟机实例与镜像在同一主机中，而共享存储下虚拟机实例可在任意主机中打开镜像并运行，从而使得虚拟机热迁移成为可能。 图2-1 本地存储接入示例 图2-2共享存储接入示例 ? ? ? 图2-1中有本地硬盘、共享存储/FC/SCSI存储作为本地存储的两种用例；图2-2中节点1直接使用外部存储作为共享存储，节点2和3提供本地硬盘作为Ceph/Glusterfs的存储后端，再使用Ceph/Glusterfs作为共享存储。存储的接入方式对平台性能、稳定性甚至使用体验上都有直接或间接的影响。 当使用共享存储时： 虚拟机可以进行在线迁移，合理利用服务器资源，增加业务连续性； 计算节点宕机不会造成虚拟机单点故障，提高稳定性； 可以更灵活