云平臺(tái)解決方案

伴隨著全球云計(jì)算的發(fā)展契機(jī)，如何實(shí)現(xiàn)新型的、基于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的云IDC，將理論聯(lián)系實(shí)際，使業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而推動(dòng)IT業(yè)務(wù)的發(fā)展，是中興通訊的愿景、也是中興通訊為之努力的動(dòng)力。

 引言

隨著IT技術(shù)的演進(jìn)，基礎(chǔ)架構(gòu)方面也在推陳出新，伴隨虛擬化技術(shù)的不斷成熟，云計(jì)算也發(fā)展到了新的階段。作為IT技術(shù)最為前沿的技術(shù)，云計(jì)算對(duì)IT未來發(fā)展有著舉足輕重的重要意義。云計(jì)算不但改變了企業(yè)的業(yè)務(wù)架構(gòu)，還將改變企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式，轉(zhuǎn)型為云計(jì)算服務(wù)運(yùn)營(yíng)商開展IaaS、PaaS、SaaS模式的云計(jì)算應(yīng)用服務(wù)。伴隨著全球云計(jì)算的發(fā)展契機(jī)，如何實(shí)現(xiàn)新型的、基于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)的云IDC，將理論聯(lián)系實(shí)際，使業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)最終轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而推動(dòng)IT業(yè)務(wù)的發(fā)展，是中興通訊的愿景、也是中興通訊為之努力的動(dòng)力。

傳統(tǒng)IT建設(shè)模式存在的弊端

各業(yè)務(wù)平臺(tái)獨(dú)立建設(shè)，均由相應(yīng)的服務(wù)器資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源等構(gòu)成，各業(yè)務(wù)平臺(tái)重復(fù)建設(shè)以上設(shè)備，導(dǎo)致CAPEX較高。

新業(yè)務(wù)部署成本高、周期長(zhǎng)。由于新的業(yè)務(wù)部署在新的硬件平臺(tái)，各業(yè)務(wù)硬件設(shè)備共享不足，導(dǎo)致部署新業(yè)務(wù)時(shí)經(jīng)歷采購(gòu)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)測(cè)等一個(gè)完整建設(shè)周期，致使新業(yè)務(wù)部署時(shí)間比較長(zhǎng)。

由于技術(shù)選型的需要，存在不同的設(shè)備需求（IBM/ SUN/ HP，UNIX/ LINUX/ WINDOWS/AIX，Oracle/ SYBASE/SQL等）和運(yùn)維手段（B/S, C/S）統(tǒng)一，導(dǎo)致OPEX較高。

據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表明，服務(wù)器日常運(yùn)行中負(fù)荷不均，平均硬件利用率大概在15%左右。大量的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的空閑是一種資源的浪費(fèi)，維持所需要的機(jī)房、供電、制冷等OPEX較高。

一方面為部署新業(yè)務(wù)不斷的增加新的服務(wù)器計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源，另一方面各種設(shè)備資源能力的過剩、利用率過低導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，兩種矛盾的現(xiàn)象并存。需要一種模式來平衡業(yè)務(wù)建設(shè)需求與資源利用率的提升。

云IDC模式的優(yōu)勢(shì)

提高資源利用率，降低能耗：通過引入虛擬化等技術(shù)手段，細(xì)化物理資源分配單元，提高系統(tǒng)分布密度，提高系統(tǒng)使用效率，降低對(duì)物理設(shè)備的需求，進(jìn)一步降低IT設(shè)備投入，降低能耗。

更快速的資源管理。在傳統(tǒng)模式下，如果一個(gè)IT需要提供新的運(yùn)算能力，預(yù)算周期耗時(shí)很長(zhǎng)，需要先得到預(yù)算的批準(zhǔn)，需要討論具體的實(shí)施細(xì)節(jié)，比如存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器群等各個(gè)方面，將會(huì)需要大量的文檔工作。這在私有云系統(tǒng)中，擴(kuò)展流程將會(huì)得到簡(jiǎn)化，實(shí)施部署細(xì)節(jié)變得簡(jiǎn)單，決策周期大為縮短，預(yù)算的重點(diǎn)也將落在根據(jù)業(yè)務(wù)需求而基礎(chǔ)架構(gòu)擴(kuò)展單元數(shù)目上。

私有云帶來的自助式服務(wù)和業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化將減少IT的人工投入：傳統(tǒng)IT環(huán)境和私有云的另外一個(gè)很大的不同是IT流程，這些流程也許會(huì)因?yàn)樗接性贫念^換面，減少人工投入，變得更加簡(jiǎn)單而高效。

“按需而用”的更快速的部署，將把IT和業(yè)務(wù)目標(biāo)結(jié)合得更加緊密，同時(shí)讓業(yè)務(wù)部門變得更加敏捷。相較于如何幫助IT經(jīng)理實(shí)現(xiàn)更方便的基礎(chǔ)架構(gòu)管理，對(duì)于業(yè)務(wù)部門來說，私有云的重點(diǎn)更側(cè)重于實(shí)現(xiàn)資源更快速的供給。

更敏捷的業(yè)務(wù)規(guī)劃：按需使用的的資源池讓業(yè)務(wù)部門可以根據(jù)需要獲得剛好夠用的資源

預(yù)算更加可控：按照使用率付費(fèi)和某一時(shí)間內(nèi)單位價(jià)格固定讓業(yè)務(wù)部門的預(yù)算更加容易預(yù)測(cè)，同時(shí)可以提高資源的利用率。

效率增加：私有云往往提供快照和模板等一些功能，提供了很多好的更好的回滾性，這讓某些業(yè)務(wù)（如開發(fā)測(cè)試、培訓(xùn)和客戶溝通）上效率大為增加。

云平臺(tái)方案

云平臺(tái)由云計(jì)算管理平臺(tái)和各種資源相關(guān)系統(tǒng)或設(shè)備以及連接上述設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)組成。在管理網(wǎng)絡(luò)中重點(diǎn)為管理門戶、管理控制節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)管維護(hù)節(jié)點(diǎn)組成的云管理平臺(tái)。各種資源本身分布在業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。管理網(wǎng)絡(luò)中僅為資源池管理相關(guān)的模塊。

中興云管理平臺(tái)包括管理門戶、管理控制節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)管維護(hù)節(jié)點(diǎn)部署在物理機(jī)上。

資源池系統(tǒng)對(duì)外提供各類IT資源，包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)資源。計(jì)算資源由虛擬機(jī)資源、物理機(jī)資源組成；存儲(chǔ)資源主要由磁盤陣列提供；網(wǎng)絡(luò)資源包括公網(wǎng)IP資源、帶寬資源、虛擬防火墻資源、負(fù)載均衡資源等，由NAT設(shè)備、路由器/交換機(jī)、防火墻、負(fù)載均衡器等設(shè)備提供。計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源、本地備份資源之間相互協(xié)作對(duì)外提供完整的資源使用環(huán)境。

ZXCLOUD iROS云管理平臺(tái)可根據(jù)不同的管理服務(wù)要求和安全等級(jí)，將其中的IT基礎(chǔ)設(shè)施資源劃分為不同的子集合，并在安全、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)等方面進(jìn)行必要的物理或邏輯隔離，形成資源分區(qū)。資源分區(qū)的生命周期管理由運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)完成，包括創(chuàng)建、分配、監(jiān)控、回收；資源分區(qū)的部署、監(jiān)控、回收等具體操作由資源池系統(tǒng)管理平臺(tái)ZXCLOUD iROS負(fù)責(zé)。支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問控制和數(shù)據(jù)隔離，保證數(shù)據(jù)安全。

云平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

圖22云平臺(tái)架構(gòu)圖

中興的云管理平臺(tái)基于Openstack架構(gòu)，采用分層、模塊化設(shè)計(jì)。

在最上層提供了用戶自服務(wù)門戶，用于用戶的登錄、資源的自助申請(qǐng)、訂單查看、計(jì)費(fèi)信息查看等；運(yùn)營(yíng)管理門戶，主要給運(yùn)營(yíng)管理員使用，主要是對(duì)對(duì)外運(yùn)營(yíng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、資源的查看、訂單的審批、用戶的管理等。同時(shí)對(duì)外還提供兼容EC2等API，用戶可以不用登陸門戶直接對(duì)資源進(jìn)行操作。

云管理平臺(tái)的核心是基于Openstack的資源管理層。包括用戶管理、身份認(rèn)證的keystone；用于虛擬機(jī)鏡像管理、查詢、檢索的glance；中興自己研發(fā)的CSS3000對(duì)象存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，保持和swift一樣的接口，并提供電信級(jí)的可靠性，并有大規(guī)模成熟商用；用于計(jì)算資源管理的nova節(jié)點(diǎn)，并通過libvert接口或者插件對(duì)虛擬化資源進(jìn)行控制和管理；存儲(chǔ)管理節(jié)點(diǎn)cinder通過插件可以對(duì)磁陣進(jìn)行管理；網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)Quantum通過原廠提供的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的插件對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行管理。

另外中興的云管理平臺(tái)提供對(duì)平臺(tái)的運(yùn)維功能，提供云平臺(tái)中的設(shè)備包括物理、虛擬機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和告警收集，并提供日志審計(jì)和性能統(tǒng)計(jì)功能。

云管理平臺(tái)功能介紹

圖23云管理平臺(tái)功能模塊圖

用戶自服務(wù)門戶

注冊(cè)管理

用戶可以通過用戶自服務(wù)門戶進(jìn)行自助注冊(cè)，注冊(cè)成功后可以進(jìn)行資源的申請(qǐng)。

訂單管理

用戶可以在用戶自服務(wù)門戶上進(jìn)行資源的申請(qǐng)，包括計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源的申請(qǐng)，提交后形成訂單。用戶可以查詢訂單的狀態(tài)。

實(shí)例管理

用戶訂單批準(zhǔn)后，資源實(shí)例交付給客戶。用戶可以對(duì)實(shí)例進(jìn)行啟動(dòng)、關(guān)閉、登錄等操作。

卷管理

用戶申請(qǐng)卷資源后，可以對(duì)卷資源進(jìn)行掛載、卸載等操作。

網(wǎng)絡(luò)管理

用戶可以查看自己創(chuàng)建的資源，包括創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)、浮動(dòng)IP等。

鏡像管理

用戶可以在用戶門戶上創(chuàng)建自己的鏡像，并進(jìn)行查詢、刪除等操作。

資源統(tǒng)計(jì)

用戶可以對(duì)自己申請(qǐng)的資源使用情況進(jìn)行查詢。

消息管理

用戶可以接受管理員發(fā)出的消息，進(jìn)行查看。

運(yùn)營(yíng)管理門戶

租戶管理

提供用戶注冊(cè)、用戶注銷、修改用戶信息、密碼重置、設(shè)置用戶狀態(tài)、查詢用戶信息、補(bǔ)充用戶資料等用戶管理相關(guān)功能。

訂單管理

管理員可以對(duì)用戶提交的訂單進(jìn)行批準(zhǔn)、拒絕等操作，并且對(duì)歷史訂單進(jìn)行查詢。

審計(jì)功能

管理員可以對(duì)訂單的操作以及用戶提交的情況、審批人的操作等進(jìn)行查看。

資源統(tǒng)計(jì)

管理員可以查看云平臺(tái)中的所有資源，并且可以新增、修改、刪除等操作。并可以查看資源使用情況。

實(shí)例管理

管理員可以查看到權(quán)限內(nèi)的實(shí)例的使用者，實(shí)例的狀態(tài)等信息，并可以進(jìn)行啟動(dòng)、停止等操作

卷管理

管理員可以查看到權(quán)限內(nèi)的卷使用者，，可以對(duì)卷資源進(jìn)行掛載、卸載等操作。

網(wǎng)絡(luò)管理

管理員可以查看到權(quán)限內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源使用這，使用情況，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行修改、刪除等操作。

系統(tǒng)配置

管理員可以設(shè)置租戶的額度、用戶門戶驗(yàn)證碼的開關(guān)、告警服務(wù)器地址等。

進(jìn)程管理

管理員可以查看各個(gè)管理進(jìn)程運(yùn)行的狀態(tài)。

鏡像管理

管理員對(duì)可以提供給客戶的公用鏡像進(jìn)行管理，可以新增、修改、刪除等。

消息管理

管理員可以對(duì)指定用戶發(fā)出消息，或者進(jìn)行消息的廣播。

調(diào)度策略

管理員可以設(shè)定整個(gè)云平臺(tái)的調(diào)度策略，包括負(fù)載均衡策略、節(jié)能策略等。

運(yùn)維門戶

性能統(tǒng)計(jì)

收集云平臺(tái)內(nèi)物理機(jī)、虛擬機(jī)以及存儲(chǔ)、交換設(shè)備的性能信息，供管理員查詢使用。

告警管理

收集云平臺(tái)內(nèi)物理機(jī)、虛擬機(jī)以及存儲(chǔ)、交換設(shè)備的告警信息，并可以通過短信、郵件等方式通知管理員。

日志管理

記錄管理員登陸、操作日志，以便日后審計(jì)。

 統(tǒng)計(jì)報(bào)表

可以按照需求，對(duì)資源使用情況進(jìn)行各個(gè)維護(hù)的統(tǒng)計(jì)，并生產(chǎn)報(bào)表，以excel等格式導(dǎo)出

權(quán)限管理

可以創(chuàng)建、修改、刪除管理員以及權(quán)限，管理員只能在自己的權(quán)限范圍內(nèi)進(jìn)行操作。

虛擬計(jì)算資源功能介紹

虛擬計(jì)算資源池包括X86物理資源進(jìn)行虛擬化后獲得的虛擬計(jì)算資源以及對(duì)這些虛擬計(jì)算資源進(jìn)行適配、管理的虛擬化管理系統(tǒng)。

中興通訊虛擬化軟件ZXCLOUD iECS，采用軟硬件分離架構(gòu)，可部署于機(jī)架式服務(wù)器或刀片服務(wù)器，雙機(jī)熱備；在各物理刀片服務(wù)器上需部署ZXCLOUD iECS虛擬化組件，對(duì)各物理設(shè)備資源進(jìn)行虛擬化以便通過虛擬化管理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的分配和管理。

X86虛擬化資源池北向云管理平臺(tái)提供所有虛擬化資源的資源信息上報(bào)、資源分配、調(diào)度等接口。

虛擬化

服務(wù)器虛擬化

系統(tǒng)支持intel、AMD的32位、64位CPU服務(wù)器虛擬化。

系統(tǒng)支持主流服務(wù)器廠商的主流X86服務(wù)器，包括IBM、HP、DELL、Sun、Intel、NEC, Unisys, cisco, Lenovo, Inspur, Dawning等。

系統(tǒng)不僅支持有Intel VT/AMD-V processors技術(shù)的服務(wù)器，而且支持沒有Intel VT/AMD-V processors的服務(wù)器。

虛擬機(jī)可以實(shí)現(xiàn)物理機(jī)的全部功能，如具有自己的資源（內(nèi)存、CPU、網(wǎng)卡、存儲(chǔ)），可以指定單獨(dú)的IP地址、MAC地址等。

每個(gè)虛擬機(jī)可以支持虛擬多路CPU（vSMP）技術(shù)，以滿足高負(fù)載應(yīng)用環(huán)境的要求。

虛擬機(jī)不但可以通過文件系統(tǒng)訪問存儲(chǔ)設(shè)備，而且支持直接訪問裸設(shè)備。

虛擬機(jī)隔離

系統(tǒng)通過對(duì)虛擬機(jī)的隔離，保證多個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行，虛擬機(jī)之間互不影響。

當(dāng)一臺(tái)虛擬機(jī)發(fā)生故障時(shí)，不會(huì)影響其他的虛擬機(jī)運(yùn)行，繼續(xù)穩(wěn)定的對(duì)外提供服務(wù)。

虛擬機(jī)操作

虛擬機(jī)生命周期管理

通過提供啟動(dòng)、重啟、關(guān)閉虛擬機(jī)操作，使虛擬機(jī)在關(guān)機(jī)、暫停、運(yùn)行狀態(tài)之間進(jìn)行切換，以滿足對(duì)虛擬機(jī)的生命周期管理需要。

虛擬機(jī)實(shí)例網(wǎng)絡(luò)設(shè)置

在FLAT模式下，創(chuàng)建實(shí)例時(shí)，可以從有效的IP地址池中取一個(gè)IP，為虛擬機(jī)實(shí)例分配，并在虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)寫入虛擬機(jī)鏡像中。

文件寫入虛擬機(jī)實(shí)例

在創(chuàng)建實(shí)例是，可以將文件或者傳遞參數(shù)到實(shí)例。

虛擬機(jī)監(jiān)控

可以通過vnc控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的監(jiān)控。

卷管理

可以對(duì)虛擬機(jī)實(shí)例進(jìn)行卷操作，包括卷掛載和去掛載。

在線遷移

熱遷移可以將工作態(tài)的虛擬機(jī)遷移到其他主機(jī)，保持虛擬機(jī)的可用性。

快照

可以對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行快照操作，保存虛擬機(jī)的狀態(tài)。

虛擬機(jī)的管理

設(shè)置管理員密碼

可以設(shè)置虛擬機(jī)的管理員密碼。

查詢主機(jī)/虛擬機(jī)信息

可以查詢主機(jī)/虛擬機(jī)信息，包括cpu、內(nèi)存等。

存儲(chǔ)資源功能介紹

目前中興云平臺(tái)支持iscsi磁陣的管理，具體管理的功能和具體的磁陣設(shè)備相關(guān)。

卷管理

支持卷的創(chuàng)建、刪除、掛載、去掛載等操作。

快照管理

可以支持快照的創(chuàng)建、刪除、列表等操作。

卷復(fù)制

可以支持從快照、鏡像以及卷創(chuàng)建卷

網(wǎng)絡(luò)資源功能介紹

網(wǎng)絡(luò)資源生命周期管理

用戶可以創(chuàng)建一個(gè)隔離的虛擬二層網(wǎng)絡(luò)，除非設(shè)置了共享，否則只有創(chuàng)建者可以使用。

一個(gè)用戶可以創(chuàng)建多個(gè)虛擬二層網(wǎng)絡(luò)。

可以支持網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建、刪除、更新操作　 

子網(wǎng)資源生命周期管理

用戶可以在指定的的二層網(wǎng)絡(luò)下創(chuàng)建子網(wǎng)。

可以支持子網(wǎng)的創(chuàng)建、刪除、更新操作

路資源生命周期管理

用戶可以創(chuàng)建一個(gè)三層邏輯網(wǎng)絡(luò)，在創(chuàng)建時(shí)可以指定路由的外部網(wǎng)關(guān)。

可以支持路由的創(chuàng)建、刪除、更新操作

浮動(dòng)IP生命周期管理

在一個(gè)外部網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)建一個(gè)浮動(dòng)IP，該IP可以指定，也可以在IP池中自動(dòng)分配。

可以支持浮動(dòng)Ip的創(chuàng)建、刪除、更新操作。

IT業(yè)務(wù)在資源池上部署建議

云資源池部署有虛擬機(jī)資源、物理機(jī)資源、小型機(jī)資源池、塊存儲(chǔ)資源(FC或者iSCSI)、分布式文件系統(tǒng)資源池、日志詳單數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池等，未來可以繼續(xù)擴(kuò)展其他的資源池，如分布式緩存資源池、對(duì)象存儲(chǔ)資源池。這些資源池都有各自的特點(diǎn)和要求，所以并不是適合所有軟件或者模塊使用的。根據(jù)中興通訊在云資源池上的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不同資源池的使用場(chǎng)景適合使用的軟件模塊如下：

不同資源池的使用場(chǎng)景適合使用的軟件模塊

使用場(chǎng)景	特點(diǎn)	資源池
Web服務(wù)器、部分應(yīng)用服務(wù)器部署	對(duì)資源占用率不高，對(duì)資源占用的波動(dòng)比較大	虛擬化資源池
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，核心應(yīng)用服務(wù)器部署	對(duì)資源利用率高，資源占用比較平穩(wěn)	物理機(jī)資源池
數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、高性能應(yīng)用服務(wù)器部署	對(duì)服務(wù)器可靠性比較高，必須使用小型機(jī)的軟件	小型機(jī)資源池
高性能數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)	對(duì)存儲(chǔ)性能比較高，必須基于塊創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)	塊存儲(chǔ)（FC或者iSCSI）資源池
海量文件存儲(chǔ)	文件存儲(chǔ)，容量上100T，對(duì)存儲(chǔ)IO要求比較高	分布式文件系統(tǒng)資源池
海量架構(gòu)化日志文件存儲(chǔ)	結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，海量存儲(chǔ)，用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、分析、數(shù)據(jù)挖掘	日志詳單數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)資源池
需要進(jìn)行負(fù)載均衡、NAT、VLAN、帶寬限制等需求