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1、有关云架构建设和选型的思考最近在负责公司内部私有云的建设，一直在思考怎么搞云计算，怎么才能够把云架构设计得 好一些。本文尽量全面的列出了云架构建设和选型的考量因素。我们主要从五个层面逐步评估云架构的建设和选型，分别是：1. 行业生态2. 企业需求3. 云计算的能力4. 潜在的挑战5. 如何建设一、行业生态计算机云经过多年的发展，由一开始的概念，慢慢发展成熟并能够推向市场，提供多种多样 的服务，市场空间非常之大。在云的发展过程中，亚马逊经过多年的深耕积累，发展成为了云行业的标杆企业，甚至可以 说是建立了云解决方案的标准。之后，Google、IBM、思科、Oracle、HP、In tel、华为等
2、IT巨头先后参与进来，在软件和硬件方面提供专门的面向企业的解决方案，纷纷打着云计 算、大数据、智能等概念来吸引客户，拓展市场。另外一方面，基于大数据、存储、云服务等，市场上也先后出现一些创新企业，如Dropbox、Rackspace，国内的七牛、青云、UnitedStack等。当前的IT世界有一个常见的现象，就是只要某一个领域有一套成熟的商业软件，就同时也 会有一套开源的解决方案，如Windows之于Linux, Google的MapReduce、GFS、大表 之于Hadoop等。在云领域也存在相应的开源解决方案，目前最为著名的有Openstack和 Cloudstack。开源行业的领导者Re
3、dHat此前在企业操作系统的市场已经做的很好，RHEL的各个版本在企业级系统市场有相当高的市场 份额。现在的RedHat特别重视云的发展，并将云操作系统作为未来10年的发展战略重点， 在最近两年先后收购了 Gluster以及Ceph等存储企业，以壮大自己在云领域的影响力。随着云领域的发展，市场上也逐渐形成了面向企业提供硬件和软件产品的提供商、面向企业 提供服务的提供商、面向市场初创企业提供基础服务的提供商、面向个人提供业务服务的提 供商等一系列行业生态。UfflAPI更件厂商用户XLU而谨件、孜件、黒务、卢品）便用云一 _靠云企业诃|，題屛云企空较件服务商二、企业需求需求是什么，也就是what
4、 people need这个问题。我们所说的people,即人或者公司实体， 该对象的划分并不单纯，可粗浅的从三个角度来进行分类：从企业角度看：1 ）小型企业小型企业的技术储备不多，人员缺乏，没有独立的IT部门，但是在构建自己的IT系统过程 中需要购置各种产品和服务，包括服务器、网络、CDN等等，而要完成这样的工作，需要 投入大量的人力和财力。通过购买云服务可以更加方便快捷，简单的完成系统的搭建。2）中型企业中型企业有一定的规模，需要在信息化、管理方面有所注重，一般内部都设立IT部门，但 是和小型企业一样，IT部门大多数都是为了解决自身需求，很难能够有一个完整的解决方 案。这样在服务器、网络、
5、CDN、企业管理软件等等的需求还是比较大的。3）大型企业大型企业人数规模在万人以上，特别是高新企业，都有一个实力不错的IT支撑部门，通过 部门就可以完善对企业内部信息化建设。从企业性质范围来看:1）传统行业企业传统行业大多数是以服务业、制造业、生产性企业为主，在IT信息化方面相对比较落后， 属于重资产行业。2）互联网企业互联网行业是基于IT作为解决方案的3）IT服务企业以销售软件、硬件、以及技术咨询服务为主的企业。针对市场中存在的企业、个体等的需求特点，市场上一般对软件服务进行如下分类：1. 提供软件的服务，解决企业内部信息化问题，如ERP系统、进销存管理系统、人力资源 管理系统、行政系统、财
6、务系统等等（SaaS）2. 提供平台服务，解决行业共性问题，将SaaS迁移到云端，提供平台类的服务。如淘宝的 开放平台、Facebook的开放平台、基于Salesforce的销售系统、云笔记、云盘等。（PaaS）3. 提供基础设施服务。基础设施包括软件和硬件方面的，包括存储、虚拟机、网络、防火墙、 缓存、负载均衡、数据库等等。（laaS）从企业内部人员角色来看：企业内部，尤其是互联网企业内部，一般将角色分为如下几类：1. 开发2. 测试3. 运维4. DBA5. 产品6. 项目管理人员7. 客服8. 业务人员（销售、市场、BD、人力资源、行政等等）不同的角色对于软件服务的需求也是不同的，下图大
7、致描绘了互联网行业各个角色对云平台 的需求：DBA卅MS片舜年墉 t 7 业溺篇蚪啊削盘丸舱据歳甩X 1 載靳屈耳户孟富检用碇聊山诂ill?熨谅 杵辿讨I.VDI.sk J!li：|i| 嵩咲川礙.崩就、钱I:讹和甘，配拧花忆埠林讥皿丨丨许印住竝计祝筑-njfX样远妳J ft；!,l 熬球计T.和确化 至纨!t伦M K4t 疥純旷軀灵诉.卜地童冀北曲佥井村川助丹费歸、口约血木卫站的如网山亢 血肾快通恢佢 帀统汨町用建说 用川呵制訝“绪构可農砸桝卵小用站川曲丿1爱片临 蝦供酒it前机;K直曲.汗佥逡&休卄左庙川“I齢刘r硝构“I觇优M和林町戕控对卩偎的订如虫郵数据昨.内杯、鑽纸乎 口敢粹做闕便樹
8、述川対応科G脚卅A仲坍川的|发坏总 扭供触州的肌：smsiMiA畀煎瓯出忧臨用诃制査.硝脚可民枕 用用和泰骗i可忡 丙扩烬的计認!曲r数掘阵、内疔、至幡三、云计算的能力云计算能够解决什么，也就是what cloud offer这个问题。目前的云计算在应用中主要提供 了以下八个能力：1. 封装：将计算能力和软件放在云端，可以减少重复建设，将通用的服务封装起来，达到重 用，减少资源的浪费，提高生产效率，并提供成熟的解决方案。在云端，云提供商可以建 立软件的标准，提供发布包的方式，用户可以通过软件包的方式进行购买使用，譬如目前 开源领域的Docker02. 安全：云计算将数据和存储，软件逻辑都集中于
9、云端，更能方便的统一构建安全体系，通 过Iptables实现网络过滤，并在服务端做安全组件实现安全策略，并能够通过海量集群应 对DDOS攻击等。3. 灵活：云计算提供灵活的软件和服务端架构，用户不再需要自己构建应用运行环境，对资 源的使用能够按需购买，并能够升级，并自由组合。举例来说：用户可以选用不同的存储 方式（mysql、oracle，文件系统，kv等等）4. 性能：通过集群的能力和云端的集成能够提高集群的性能处理，通过专业的云解决提供商， 在云端的性能扩展更加方便，技术上更加专业。譬如服务端可以在用户毫不察觉的情况下 完成添加机器、存储扩容等操作。5. 伸缩能力：在存储和计算能力方面提供
10、弹性的资源管理，能够按需使用，在使用过程中， 可以通过动态的添加和减少物理资源，来提高响应能力或节约成本。6. 运维：云计算在IaaS角度来看，重要的是运维，能够将运维更加集中化管理，并完全智 能化，大大降低人力成本7. 充分利用物理资源：通过云建设，能够将物理资源进行虚拟化处理，屏蔽物理硬件底层， 并能够完成物理资源软化进行逻辑管理和分配调度8. 大数据：大数据保存于云端，能够提供数据分析和智能处理当然，云计算还有很多很多好处，给我们带来很多想像空间和IT技术的革命。公有云与私有云行业内将云分为“公有云”和“私有云”。在我们之前的需求分析过程中，大致了解了云的需求， “公有云”和“私有云”的
11、差别最大的是需求的差异，因为需求的差异，导致了技术方案和产品 决策的差异。公有云需求上由于用户多种多样，导致需求存在不一样，特别需要更多的定制化，譬如：1. 存储个性化云存储方面大概分为块存储和对象存储，块存储适合于vm运行环境，对象存储提供了 KV 的访问方式提供了海量扩展存储文件的能力，用户可以根据自己的需求选择不同的存储方 式，选用不同的容量。在存储物理介质方面来说，因为存在不同的物理介质，对性能和安 全的要求，可以采用传统的SATA硬盘，或者SSD存储等。2. 内存使用内存方面，需要提供动态扩展内存的方式，用户能够自由扩展3. 网络的定制化公有云用户需要能够构建自己的内部网络，并能够自
12、动组网4. 数据库使用公有云的用户分属不同的公司团体，各自的技术差异存在，因而有不同的数据库类型，譬 如mysql, sqlserver, oracle等等。并能够定义存储大小，内存运行大小等等。并提供数 据备份、恢复、高可用服务等5. 缓存使用公有云的用户可以选择不同的缓存方式，譬如增加CDN，采用不同的KV缓存方式并选择 容量。6. 安全问题公有云对于云的安全和私有云差别较大，私有云大多数在安全问题上不需要公有云那么严 格，大多数是内部系统之间的交互以上仅限于IaaS层面的考虑，当然对于公有云来说还有很多细化的个性化需求，例如：数 据分析，业务对接服务等等。四、潜在的挑战计算机自从诞生以来
13、，一直按照冯诺伊曼的体系发展在硬件的基础上的操作系统，也分为 网络协议体系的实现、内存管理、文件管理体系等等。大致的抽象图如下：应用操作系统1. 管理问题云计算的实施首先要解决运维的问题，在云环境下后端是大规模数量的物理节点的集群， 对于同时维护数以千计算的计算节点，以及部署结构的复杂，需求的变化，光靠增加人力 也难以解决复杂的问题。从而需要构建高效的计算资源管理系统，能够灵活简单的管理运 系统，并能够及时的发现问题。2. 计费问题（公有云）对于公有云而言，因为是面向公众的，必然产生费用的问题，常用的收费方式多种多样， 也因为产品的不同而计费方式不同，譬如：网络、存储、cpu、数据库容量等等3
14、. 资源隔离问题云计算运行在云端，是通过虚拟化体系建立的，虚拟化是建立在硬件之上，多个虚拟化资 源同时运行于同一节点（host）中，存在着资源的共享争用问题，这样就存在着资源使用的公平性问题，导致同一 Host上的资源使用相互影响。为了使得 彼此资源使用相互独立，我们要建立相应的隔离机制。资源的隔离包括：存储、内存、cpu、 数据库、网络等，其中网络是最难控制的。4. 安全问题在云端的应用和基于客户端的安全，面临的环境不一样，客户端方面大多数是病毒问题引 起的，而在云端，也存在一些服务器攻击的问题，以及数据相互独立相互影响的问题，以 及一些服务端编程的安全问题等。5. 性能问题对于云来说，需要
15、保证云端的性能问题，包括CPU处理性能，10处理能力，资源的就近 访问，资源数据同步的速度，还需要解决系统底层的性能问题，包括文件处理Cache，存 储介质的优化，采用SSD等，或者采用SATA+SSD的混合方式节约资源和降低成本。6. 存储问题对于云来说，由于云端是将客户端的数据和运算转移到云端，必须要有足够的存储能力以 及足够稳定的存储系统，保证用户数据的安全，对于存储来说，有提供VM虚拟机运行环 境的block device（块存储），以及提供KV方式的对象访问存储，这些都需要保证数据 复制、数据读写访问的性能和数据永久可用的能力7. 网络问题对于公有云以及私有云的一些应用场景，需要能够提供网络的逻辑隔离SDN）或物理隔 离，以及对网络的访问灵活问题。构建虚拟化网络，由于物理条件的限制，我们不得不从 L2-L4 层进行处理，我们常用的方式是：bridge，vian, gre，sdn（openflow, opendaylight）, 以及一些厂家的产品等等。8. 高可用问题高可用问题是在分布式系统中必须要处
