总体简介

概括

致云云管理平台是致云科技为了提供高效、简洁的云计算服务而完全自主设计研发的纯软件IaaS平台。

与目前主流的开源云计算产品不同，整套产品采用 极简理念 设计，在充分满足客户需求的前提下，简化系统概念，精简部署过程和使用流程，极大地降低了学习难度，缩短了系统和业务上线时间。

平台使用崭新且友好的Html5纯图形化界面进行管理和控制，提供无人值守图形化安装，用户无需学习繁琐的CLI指令和各种模块安装部署指南。

平台的分布式 Scale-out 架构，能够灵活部署应对从 All In One 最小系统到多地多中心的 公有云运营 等各种业务场景，所有平台组件能够自动发现、自动组网，在部署和迁移时，无需人工干预和管理，极大地提高项目实施效率，降低了维护难度和故障率。

全平台核心组件均为 C++ 开发，最大程度地发挥系统性能，同时杜绝了常见开源组件安全漏洞多，稳定性差的问题。

各组件均为纯软件模块，可以在任意x86服务器上灵活安装，主要组件如下图所示：

_images/01_component_overview.png

主要组件功能

  • 主控节点(Control Server):核心组件，为业务请求提供全栈式服务，实现原子式事务控制，管理资源池，监控平台状态
  • 域服务器(Data Server):提供域管理及通讯模块注册，协助实现工作域发现、模块关联与自动组网
  • 计算资源节点(Node Client):将物理资源虚拟化，作为资源池的一部分，承载云主机实例的组装、运行与控制，同时监控云主机运行状况、采集资源用量
  • 存储服务器(Storage Server):提供ISO镜像、云主机镜像创建、管理等相关功能，支持各种OS及应用快速部署、克隆
  • Http网关(Http Gateway):为平台的web管理端和第三方应用提供Http Restful风格控制接口，开放平台所有业务能力和特性
  • Web管理端(Web Terminal):纯图形化管理界面，无需安装，便于管理员从任意地点对平台进行管理
  • 智能路由(Intelligent Router):对云主机、VPC等业务提供外部网络接入及负载均衡等网络服务，主要用于公有云运营服务
  • 统计服务器(Statistic Server):根据云计算资源用量生成清单，并产生统计报表和优化建议，用于优化资源利用率，提高云计算效能

分层架构

_images/01_system_layer_overview.png

致云云管理平台从下往上，分为基础支撑层、服务层和应用层：

基础支撑层
包括虚拟化、序列化、消息队列和应用消息等平台最底层的支撑技术
服务层
基于基础支撑层，实现了资源池抽象和域节点通讯、事务管理等高级特性，提供镜像、转发器、状态监控等控制和管理功能，对外提供Restful API调用接口
应用层
基于服务层接口包装面向用户的各种业务，包括云主机、VPC、管理终端、运营与计费等

Framework 是致云内部公共库封装实现的各组件共通的高级特性

自动组网

分布式系统架构下，为了保障系统的高可用性，通常将服务模块分开部署在网络中的不同位置，如何正确设置网络，保障关联模块之间互联互通；网络位置迁移后，怎样才能快速恢复服务，这都是分布式架构设计的难点。

致云云管理平台，从一开始就为了应对超大规模的分布式部署而设计，所有平台模块无需人工干预，能够自动识别、关联并组网；单服务节点ip或者网络位置发生变化时，能够自动通知关联模块，并迅速恢复服务，无需重新配置。

自动连接

_images/02_1_component_auto_connection.png

如上图所示，当某组件启动时，依照以下流程完成网络识别和加入

  1. 通过发现协议，寻找到本工作域内域服务器*Data Server*
  2. 向域服务器申请加入域，域服务器校验成功后，会返回与当前组件有关联的组件连接信息
  3. 组件收到加入域成功响应后，自动连接关联组件，完成组网动作

当组件工作异常、承载服务器故障或者关闭时，致云工作域及各关联组件均会自动检测到组件退出，并清理资源。

当组件重新启动时，则重复上述自动连接过程，加入域并恢复服务。

组件关联

致云工作域内，根据组件类型来定义关联关系。

比如 Node Client 类型与 Storage Server / Control Server 类型关联，工作域中已有storage_server_a、control_server_b、intelligent_router_c三个组件，当有node_client_1加入域时，则只与storage_server_a、control_server_b自动连接，忽略intelligent_router_c。

各组件关联关系如下图所示

_images/02_2_component_relationship.png

除开 Storage Server / Node Client 两个组件除了彼此关联之外，所有组件基本上都只与 Control Server 关联。

注意 : Web Terminal 仅使用HTTP的restful API与 Http Gateway 连接，并不使用致云平台通讯协议，也不与其他组件关联。

组件集群

部署高可用系统时，通常需要将某类型组件部署在多个节点上组成集群，保障整体系统可用性、提升整体吞吐能力。

当同一类型组件部署在多个节点上时，各节点的组件依然会遵循上述规则，根据关联类型自动建立连接，形成多对多的集群组网，如下图所示：

_images/02_3_component_cluster.png

Node Client 类型与 Control Server 类型关联，如果域内已有一个工作中的 Control Server 节点，并且与三个 Node Client 节点建立了连接。此时工作域内，再加入新的 Control Server 节点，同样会与已存在的 Node Client 节点建立全连接，形成多对多服务集群。在此种情况下，任一 Control Server 节点故障时，剩余 Control Server 节点会继续提供服务，保障平台运行不中断。

典型部署方式

致云云管理平台是 Scale out 架构的纯软件平台，可以在x86服务器上灵活部署。最小可以集中部署在一台服务器，作为All In One节点提供完整的云计算服务，同样也可以使用分布式多集群的超大规模部署模式，满足多地多中心的公有云运营需要。

对于初次使用或者需要控制项目成本的用户，建议首先采用1+N的模式，从All In One节点开始部署，待熟悉平台基本功能和使用后，再通过增加其他节点，平滑增加资源池规模或者增添各种功能特性。

对于已经熟悉平台设计和部署的用户，建议直接根据项目需要部署方案，直接按照多节点方案进行部署实施。

注意 : 虽然致云云管理平台支持All In One模式部署，但是作为分布式系统，我们依然建议在可以的情况下使用多节点多集群部署模式，以便达到最佳的设计性能和系统可靠性

1+N模式

1+N 模式，指的是用户最初仅需要部署一台 All In One 节点即可获完整的云计算服务，后续可以随着需求的增加，通过添加服务器节点的方式，平滑扩容，获得更多可用资源或者功能特性。

1+N 模式主要推荐在小规模企业私有云和虚拟化场景下使用，因为当所有组件集中部署在一个服务器节点上时，无法通过多节点集群来保障系统可靠性。

All In One 节点内部组件部署情况如下图：

_images/03_1_all_in_one_deployment.png

All In One 节点内置本地存储和主要的致云云管理平台组件，可以提供大部分的功能特性，完全满足小规模的私有云建设和产品试用需要。

当随着用户的业务继续发展，All In One 节点的可用资源或者功能特性不再满足用户需要时，可以通过简单地增加节点来实现资源或者功能特性的扩展。

_images/03_2_all_in_one_extend.png

1+N 模式下，我们提供以下几条扩展路径：

  • 增加计算资源节点(Node Client)来扩展可用资源，以便提供更大的资源池规模和更多的云主机实例
  • 扩充后端共享存储，集中存放云主机镜像，提供高可用以及云主机故障恢复特性
  • 增加智能路由节点(Intelligent Router)，提供浮动IP、负载均衡特性，支持各种地址资源池管理
  • 增加统计服务器(Statistic Server)，实现服务详单记录和统计报表生成，强化对云服务资源的管理及利用

同时，上述资源和功能点的扩展，均无需中断现有服务，直接在线扩充，平滑升级，最大程度保障服务可用性。

私有云部署

私有云部署方案适用于有一定服务器数量规模的用户，该方案能够满足大中型私有云企业用户对于性能、可靠性、功能特性的要求，虽然用户可以基于 All In One 的 1+N方案扩展到本方案，但是我们仍然建议商用用户能够从完整的私有云方案开始设计、部署，以减少后续迁移服务组件的工作量。

典型的私有云部署方案如图所示：

_images/04_private_cloud_deployment.png

本方案除了 1+N 提到的基本特性外，还拥有统计报表、多资源池划分、共享存储等功能特性，能够满足绝大部分形式的私有云建设要求。

用户可以根据自身需要对本典型方案进行调整，我们建议方案设计时考虑以下要点：

  • 尽量确保平台任意组件都能部署在一台独立服务器节点上，以减少单一服务器节点故障对平台的影响。
  • 对于有高可用需求的关键路径节点，可以采用多组件集群方式，避免系统单点故障。
  • 利用后端共享存储保存云主机磁盘，当单个计算节点故障时，系统可以将云主机实例迁移到其他节点，保障服务不中断。
  • 云管理平台接入企业办公网，并采用直连模式创建云主机，此模式生成的云主机能够通过企业原有的路由器/交换机进行管理和配置，无缝兼容现有管理习惯，降低学习成本和维护成本。
  • 可以通过将资源节点集群划分为多个资源池，实现云主机资源的物理隔离，以避免企业内部不同业务相互干扰

公有云部署

致云云管理平台同样可以用于搭建完整的公有云服务平台，并进行服务运营，协助电信运营商、IDC、ICP/ISP等客户升级为云服务供应商。

公有云部署方案拥有完整的多地多中心管理能力，能够对公有云用户提供多节点云服务支持，各节点均支持多链路接入；终端用户能够通过统一门户进行多租户登录，并且提供全图形化的web运营管理界面，能够统一调度各地节点资源、监控服务状态并进行业务管理和发布，充分满足公有云服务平台从部署、运营到维护的全产品周期需要。

典型的公有云部署方案如图所示：

_images/05_public_cloud_deployment.png

设计公有云方案时，首先将每个IDC机房设置为一个 可用域 ，比如bj_1(北京1号机房)、bj_2(北京2号机房)、gz_1(广州1号机房)，终端用户创建云主机时，可以选择承载可用域，既能让用户获得距离最近、响应最快的服务节点，也可以避免单一机房故障影响整个运营服务。

各 可用域 内部部署基本与私有云方案接近，有两点需要注意

  • 各可用域内的智能路由集群(Intelligent Router)通过多链路接入Internet，直接提供云服务接入
  • 通过 Http Gateway 将内部云资源调度控制提供给统一门户控制，便于集中管理和运营

用户登录门户、运营管理模块统一部署在独立的集群，集中进行多租户校验与管理、服务计费、业务发布等操作，并使用公网的专用连接或者VPN，通过各可用域的 Http Gateway 下发控制指令或者监控运行状态。

当仅有一个可用域时，可以将门户节点部署在可用域内部。

本方案同样需要根据客户的具体需求进行调整，我们建议方案设计时考虑以下要点：

  • 智能路由(Intelligent Router)使用多节点集群配置，同时配合多链路接入及物理负载均衡器，保障公有云服务接入的高可用性

  • 针对不同业户/用户类型，划分多计算资源池，以便进行物理隔离，同时提供不同服务策略和质量

  • 开启沙盒模式，避免单个云主机被感染或者劫持后，攻击其他云主机或者云平台，影响整体服务质量

    致云的资源池模式，除了能够划分多个计算资源池进行物理隔离外，同样可以绑定不同的工作模式和业务属性，从而满足同一平台上不同用户需求。比如可以将VIP客户的资源池设置为SSD存储+独享IP，为普通用户的资源池设置为SATA存储+共享IP，用户创建云主机时，只要指定不同的资源池，就可以获得不同特性的云主机，从而获得更高的运营收益。