背景


  云計算由一系列可以動態升級和被虛擬化的資源組成,這些資源被所有云計算的用戶共享并且可以方便地通過網絡訪問,用戶無需掌握云計算的技術,只需要按照個人或者團體的需要租賃云計算的資源?紤]到云計算有很大的潛力提高效率,顯著節省成本,實現可升級的基礎設施和高性能以及高安全性的數據存儲,南京云創大數據科技股份有限公司自主研發了cCloud虛擬化云計算平臺。



cCloud簡介


  cCloud是南京云創大數據科技股份有限公司自主研發的虛擬化云計算平臺。

  cCloud平臺可以加速高伸縮性的公共和私有云IaaS的部署、管理、配置。幫助企業用戶快速而輕松地將虛擬數據中心資源轉入自動化、富于彈性且可自我服務的云平臺中。另外cCloud兼容亞馬遜API接口允許跨cCloud和亞馬遜平臺實現負載兼容。使用cCloud作為基礎數據中心操作者可以快速方便的通過現存基礎架構創建云服務。



cCloud平臺框架


系統框架


  cCloud采用了“框架 + 插件”的系統構架,通過不同的插件來提供對不同虛擬化技術的支持。對于標準的Xen / KVM計算節點,cCloud需要在計算節點上安裝Agent與控制節點進行交互;對于XenServer / VMWare計算節點,cCloud通過XenServer / VMWare所提供的XML-RPC遠程調用接口與計算節點進行交互。

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圖1 cCloud系統框架圖

網絡設計


  cCloud虛擬化云計算平臺是指通過網絡訪問物理/虛擬計算機并利用其計算資源的實踐,cCloud的網絡架構如下:

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圖2 cCloud網絡架構圖

管理架構設計


  cCloud虛擬化云計算平臺通過CloudBridge提供了與Amazon EC2相兼容的云管理接口,對外提供IaaS服務。提供了Admin Console控制管理界面,用戶可以直接通過瀏覽器訪問,并進行管理云平臺,總體架構如下圖:

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圖3 cCloud總體架構圖

擴展性設計


  cCloud系統可以動態的增加集群,結構如下:

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圖4 cCloud增加集群結構圖


產品特性


多虛擬化支持


  cCloud是一個具有高可用性及擴展性的云計算平臺。支持管理大部分主流的虛擬引擎,如KVM,XenServer,VMware,Oracle VM,Xen等。目前主要支持的虛擬化引擎有KVM、VMware、Oracle VM等。


異構存儲


  cCloud存儲包括:主存儲與輔助存儲;

  主存儲:存儲虛機磁盤鏡像,目前支持的主存儲有NFS、iSCSI、FC SAN、本地存儲;

  輔助存儲: 存儲虛機模板,磁盤快照, ISO,目前支持的輔助存儲有NFS、Swift、Caringo。


豐富的網絡功能


  cCloud的網絡服務特性包括2種模式:基本與高級,其中很主要的區別在于對用戶網絡采用的隔離方式;在基本模式下,采用安全組的方式進行格式;而在高級模式下,采用VLAN方式進行隔離。

  對于高級網絡模式來說,存在4種類型的網絡流量:

  公共網絡:一般指Internet公網;

  私有虛擬網絡:直接分配給虛擬機的網絡;

  管理網絡:管理服務器與物理主機、系統虛擬管理地址之間的通信;

  存儲網絡:二級存儲虛擬機SSVM和二級存儲之間的通訊網絡。


強大的擴展能力


  cCloud系統中的資源如:計算節點,存儲,網絡均可以動態擴展。


高可靠性


  虛擬機高可用性:虛擬機可以被設置為具有高可用性。當一個有高可用性性的虛擬機出現問題時,cCloud就會自動檢測到問題并且在同一集群中的可用空間重啟這臺虛擬機。高可用性是不能跨集群執行的。cCloud擁有一個重啟虛擬機的保守方案,這個方案保證了同一時間不會有兩個相同的虛擬機同時運行。

  主機高可用性:主機處于維護模式時,虛擬機自動遷移到其他的虛擬機。


負載均衡


  在cCloud中,可以用外部的Juniper SRX和一個可選的外部的NetScaler或者F5的負載均衡器代替虛擬機路由實現網關和負載均衡服務。

  在一個zone中,Citrix NetScaler作為外部的網絡元素,可以被用于負載均衡。在負載均衡規則設置之前,利用“direct mode”設置好NetScaler。

  F5在cCloud中,起的作用與NetScaler相同,只是F5支持路由選擇域(routing domains)。



cCloud管理系統


控制板


  對內存、cpu、存儲、網絡等系統資源的使用情況進行監控。

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實例


  實例的添加,維護,監控,與刪除等操作。

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存儲


  每個虛擬機的存儲都在存儲列表,每個虛擬機的存儲空間可以通過添加卷的形式進行動態增加。

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網絡


  對網絡進行管理,主要是對網絡的入口規則與出口規則等進行設置,保證用戶網絡的安全可控。

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模板


  模板:為虛擬機的鏡像,創建虛擬機時使用模板,可以快速的創建與模板同樣的虛擬機。

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賬戶


  管理賬戶,添加、修改、刪除賬戶。

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全局設置


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基礎架構


  通過添加zone的方式,把管理節點與計算節點的資源聯系起來,所有虛擬機的資源如cpu、內存、網絡,都來自與計算節點。

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服務方案


  主要包括磁盤方案,網絡方案,系統方案,主要是新創建的虛擬機的cpu、內存、網絡等。

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cCloud與OpenStack比較


OpenStack介紹


  OpenStack是一個美國國家航空航天局和Rackspace合作研發的,以Apache許可證授權,并且是一個自由軟件和開放源代碼項目。

  OpenStack主要包括以下幾個子項目:OpenStack Compute(Nova)、云對象存儲Cloud ObjectStorage(Swift)、鏡像管理 (Glance)、身份識別Identity(Keystone),網絡連接管理Network Connectivity(Quantum)、Web管理界面DashBoard等。目前有超過150家公司參與了Openstack項目,包括HP,Dell,AMD,Intel,Cisco,Citrix等公司,國內有如新浪、華勝天成、H3C等公司也參與了OpenStack項目。此外微軟在2010年10月表示支持OpenStack 與Windows Server 2008 R2的整合,而Ubuntu在11.04版本中已開始集成OpenStack。OpenStack是目前廣受關注與支持的開源云計算平臺之一。

  OpenStack 以Python編寫,這意味著相比其他以C/C++或Java編寫的開源云計算平臺,OpenStack更容易修改與調試等。OpenStack整合了Tornado網頁服務器、Nebula運算平臺,使用Twisted框架,目前OpenStack支持的虛擬機宿主包括KVM,XEN,VirtualBox,QEMU,LXC等。OpenStack至今共有5個版本,很新版本代號為 Essex。


整體比較


比較項
cCloud OpenStack
服務層次
Apache 2.0 Apache 2.0
許可證
不需要 不需要
動態資源調配
主機Maintainance模式下自動遷移VM 無現成功能,需通過Nova-scheduler組件自己實現
VM模板
支持 支持
VM Console
支持 支持
開發語言
Java Python
用戶界面
Web Console,功能較完善 DashBoard,較簡單
負載均衡
軟件負載均衡(Virtual Router)、硬件負載均衡 軟件負載均衡(Nova-network或 OpenStack Load Balance API)、硬件負載均衡
虛擬化技術
XenServer,Oracle VM,vCenter,KVM,Bare Metal XenServer,Oracle VM,KVM,QEMU,ESX/ESXi,LXC(Liunx Container)等
很小化部署
一管理節點,一主機節點 支持All in one(Nova,Keystone,Glance組件必選)
支持數據庫
MySQL PostgreSQL,MySQL,SQLite
組件
Console Proxy VM,Second Storage VM,Virtual Router VM,Host Agent,Management Server Nova,Glance,Keystone,Horizon,Swift
網絡形式
Isolation(VLAN),Share VLAN,FLAT,FLATDhcp
版本問題
版本發布穩定,不存在兼容性問題 存在各版本兼容性問題
VLAN
不能VLAN間互訪 支持VLAN間互訪

實際安裝與運行測試的比較


  1. OpenStack文檔資料數相對于 cCloud較多,且安裝過程等講解較具體。但是因為不同版本間OpenStack可能差異較大,如果實際安裝版本與文檔中使用版本不一致可能會遇到問題。

  2. OpenStack安裝過程較復雜,尤其是網絡配置部分比較麻煩,而這方面資料較少,講解不夠具體。 cCloud安裝過程較簡單,但是后續運行中各種配置等問題相關文檔少有提及。

  3. OpenStack 的Web 管理界面DashBoard目前為止較簡單,可能存在bug也較多,但中文翻譯較好,并提供一些幫助信息; cCloud的Web管理界面功能較多,但中文翻譯不徹底,缺少幫助提示等信息。兩者使用Web界面管理均出現類似刪除虛擬機一直刪除不掉等問題。

  4. 測試發現OpenStack可超載創建虛擬機,但所創建虛擬機經常出現無法啟動的情況。而 cCloud對虛擬機的資源占用管理較嚴格,無法超載創建虛擬機,因此對主機節點的硬件配置要求較高。

  5. cCloud支持通過模板(Template)或ISO創建虛擬機,但上傳模板、ISO及創建虛擬機等過程均耗時較長;OpenStack在實驗過程中為直接從網上下載img文件創建虛擬機,耗時很短即可創建成功。

  兩者創建的虛擬機均可以通過Web管理界面進入管理,但測試中OpenStack創建的虛擬機雖然附加了局域網IP,但網卡實際綁定IP為私有IP,未找到如何通過SSH直接訪問的辦法。 cCloud創建的虛擬機使用了分配的Guest IP,可通過SSH連接訪問。



市場應用


用于學校教學實驗
用于高可靠的需求
用于大規模機器
用于資源動態變化的需求
各大計算機院校在學習云計算時,必然要搭建云計算集群,為每個同學配置一套集群服務器,很不現實,可以通過cCloud系統虛擬出大量的服務器集群,供同學實驗與學習。 cCloud系統具有高可靠性,保證服務器在部分異常情況下也能正常運行。 當大規模機器同時在使用時,每個機器的資源使用率很低,cCloud能把所有機器的資源整合起來,使每個機器的資源利用率達到更高的水平,大大降低了成本。 搭建服務器時,資源配置過高,浪費資源,配置過低有可能資源利用率不足,如果重新增加資源很困難,cCloud中虛擬服務器的資源可動態擴展,提高資源利用率。



服務器虛擬化平臺可以加速高伸縮性的公共和私有云IaaS的部署、管理、配置。幫助企業用戶快速而輕松地將虛擬數據中心資源轉入自動化、富于彈性且可自我服務的云平臺中?芍С諻eb客戶端管理,軟件異常告警,高可靠性和負載均衡等。
項目 技術指標
數量 1套
品牌 服務器虛擬化知名品牌。為成套系列產品,不接受現場組裝的產品。
私有部署 服務器虛擬化軟件可安裝到公司的云存儲服務器集群上,靈活管理整個系統的用戶與文件
動態資源調配 主機Maintainance模式下自動遷移VM
VM模板 支持
最小化部署 一管理節點,一主機節點
虛擬化技術 支持XenServer,Oracle VM,vCenter,KVM,Bare Metal
負載均衡 提供軟件負載均衡(Virtual Router),也可以用外部的Juniper SRX和一個可選的外部的NetScaler或者F5的負載均衡器代替虛擬機路由實現網關和負載均衡服務
界面友好,多語言支持 我們關注用戶體驗,想方設法不放過每一個按鈕,每一個圖標。提供有簡體、英文2種版本2種語言支持
支持數據庫 MySQL
組件 Console Proxy VM,Second Storage VM,Virtual Router VM,Host Agent,Management Server
當前CPU配置 要求虛擬化服務器系統的CPU配置不少于2顆四核(≥2GHz)
網卡 要求虛擬化服務器系統的網卡配置必須是千兆以上,網卡數 (≥2)
性能

測試機配置intelxeon E5606*2,48G內存

1、啟動6臺Centos(2cpu、6G內存)服務器,可流暢運行各種應用

圖形化云盤管理軟件 提供基于Web瀏覽器的管理界面,進行用戶權限管理,配額管理,虛機管理,存儲管理,網絡配置等功能
服務 原廠商質保服務, 三年7×24×4,4小時用戶現場響應服務

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