背景


  云计算由一系列可以动态升级和被虚拟化的资源组成,这些资源被所有云计算的用户共享并且可以方便地通过网络访问,用户无需掌握云计算的技术,只需要按照个人或者团体的需要租赁云计算的资源。考虑到云计算有极大的潜力提高效率,显著节省成本,实现可升级的基础设施和高性能以及安全的数据存储,南京云创大数据科技股份有限公司自主研发了cCloud虚拟化云计算平台。



cCloud简介


  cCloud是南京云创大数据科技股份有限公司自主研发的虚拟化云计算平台。

  cCloud平台可以加速高伸缩性的公共和私有云IaaS的部署、管理、配置。帮助企业用户快速而轻松地将虚拟数据中心资源转入自动化、富于弹性且可自我服务的云平台中。另外cCloud兼容亚马逊API接口允许跨cCloud和亚马逊平台实现负载兼容。使用cCloud作为基础数据中心操作者可以快速方便的通过现存基础架构创建云服务。



cCloud平台框架


系统框架


  cCloud采用了“框架 + 插件”的系统构架,通过不同的插件来提供对不同虚拟化技术的支持。对于标准的Xen / KVM计算节点,cCloud需要在计算节点上安装Agent与控制节点进行交互;对于XenServer / VMWare计算节点,cCloud通过XenServer / VMWare所提供的XML-RPC远程调用接口与计算节点进行交互。

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图1 cCloud系统框架图

网络设计


  cCloud虚拟化云计算平台是指通过网络访问物理/虚拟计算机并利用其计算资源的实践,cCloud的网络架构如下:

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图2 cCloud网络架构图

管理架构设计


  cCloud虚拟化云计算平台通过CloudBridge提供了与Amazon EC2相兼容的云管理接口,对外提供IaaS服务。提供了Admin Console控制管理界面,用户可以直接通过浏览器访问,并进行管理云平台,总体架构如下图:

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图3 cCloud总体架构图

扩展性设计


  cCloud系统可以动态的增加集群,结构如下:

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图4 cCloud增加集群结构图


产品特性


多虚拟化支持


  cCloud是一个具有高可用性及扩展性的云计算平台。支持管理大部分主流的虚拟引擎,如KVM,XenServer,VMware,Oracle VM,Xen等。目前主要支持的虚拟化引擎有KVM、VMware、Oracle VM等。


异构存储


  cCloud存储包括:主存储与辅助存储;

  主存储:存储虚机磁盘镜像,目前支持的主存储有NFS、iSCSI、FC SAN、本地存储;

  辅助存储: 存储虚机模板,磁盘快照, ISO,目前支持的辅助存储有NFS、Swift、Caringo。


丰富的网络功能


  cCloud的网络服务特性包括2种模式:基本与高级,其中最主要的区别在于对用户网络采用的隔离方式;在基本模式下,采用安全组的方式进行格式;而在高级模式下,采用VLAN方式进行隔离。

  对于高级网络模式来说,存在4种类型的网络流量:

  公共网络:一般指Internet公网;

  私有虚拟网络:直接分配给虚拟机的网络;

  管理网络:管理服务器与物理主机、系统虚拟管理地址之间的通信;

  存储网络:二级存储虚拟机SSVM和二级存储之间的通讯网络。


强大的扩展能力


  cCloud系统中的资源如:计算节点,存储,网络均可以动态扩展。


高可靠性


  虚拟机高可用性:虚拟机可以被设置为具有高可用性。当一个有高可用性性的虚拟机出现问题时,cCloud就会自动检测到问题并且在同一集群中的可用空间重启这台虚拟机。高可用性是不能跨集群执行的。cCloud拥有一个重启虚拟机的保守方案,这个方案保证了同一时间不会有两个相同的虚拟机同时运行。

  主机高可用性:主机处于维护模式时,虚拟机自动迁移到其他的虚拟机。


负载均衡


  在cCloud中,可以用外部的Juniper SRX和一个可选的外部的NetScaler或者F5的负载均衡器代替虚拟机路由实现网关和负载均衡服务。

  在一个zone中,Citrix NetScaler作为外部的网络元素,可以被用于负载均衡。在负载均衡规则设置之前,利用“direct mode”设置好NetScaler。

  F5在cCloud中,起的作用与NetScaler相同,只是F5支持路由选择域(routing domains)。



cCloud管理系统


控制板


  对内存、cpu、存储、网络等系统资源的使用情况进行监控。

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实例


  实例的添加,维护,监控,与删除等操作。

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存储


  每个虚拟机的存储都在存储列表,每个虚拟机的存储空间可以通过添加卷的形式进行动态增加。

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网络


  对网络进行管理,主要是对网络的入口规则与出口规则等进行设置,保证用户网络的安全可控。

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模板


  模板:为虚拟机的镜像,创建虚拟机时使用模板,可以快速的创建与模板同样的虚拟机。

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账户


  管理账户,添加、修改、删除账户。

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全局设置


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基础架构


  通过添加zone的方式,把管理节点与计算节点的资源联系起来,所有虚拟机的资源如cpu、内存、网络,都来自与计算节点。

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服务方案


  主要包括磁盘方案,网络方案,系统方案,主要是新创建的虚拟机的cpu、内存、网络等。

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cCloud与OpenStack比较


OpenStack介绍


  OpenStack是一个美国国家航空航天局和Rackspace合作研发的,以Apache许可证授权,并且是一个自由软件和开放源代码项目。

  OpenStack主要包括以下几个子项目:OpenStack Compute(Nova)、云对象存储Cloud ObjectStorage(Swift)、镜像管理 (Glance)、身份识别Identity(Keystone),网络连接管理Network Connectivity(Quantum)、Web管理界面DashBoard等。目前有超过150家公司参与了Openstack项目,包括HP,Dell,AMD,Intel,Cisco,Citrix等公司,国内有如新浪、华胜天成、H3C等公司也参与了OpenStack项目。此外微软在2010年10月表示支持OpenStack 与Windows Server 2008 R2的整合,而Ubuntu在11.04版本中已开始集成OpenStack。OpenStack是目前广受关注与支持的开源云计算平台之一。

  OpenStack 以Python编写,这意味着相比其他以C/C++或Java编写的开源云计算平台,OpenStack更容易修改与调试等。OpenStack整合了Tornado网页服务器、Nebula运算平台,使用Twisted框架,目前OpenStack支持的虚拟机宿主包括KVM,XEN,VirtualBox,QEMU,LXC等。OpenStack至今共有5个版本,最新版本代号为 Essex。


整体比较


比较项
cCloud OpenStack
服务层次
Apache 2.0 Apache 2.0
许可证
不需要 不需要
动态资源调配
主机Maintainance模式下自动迁移VM 无现成功能,需通过Nova-scheduler组件自己实现
VM模板
支持 支持
VM Console
支持 支持
开发语言
Java Python
用户界面
Web Console,功能较完善 DashBoard,较简单
负载均衡
软件负载均衡(Virtual Router)、硬件负载均衡 软件负载均衡(Nova-network或 OpenStack Load Balance API)、硬件负载均衡
虚拟化技术
XenServer,Oracle VM,vCenter,KVM,Bare Metal XenServer,Oracle VM,KVM,QEMU,ESX/ESXi,LXC(Liunx Container)等
最小化部署
一管理节点,一主机节点 支持All in one(Nova,Keystone,Glance组件必选)
支持数据库
MySQL PostgreSQL,MySQL,SQLite
组件
Console Proxy VM,Second Storage VM,Virtual Router VM,Host Agent,Management Server Nova,Glance,Keystone,Horizon,Swift
网络形式
Isolation(VLAN),Share VLAN,FLAT,FLATDhcp
版本问题
版本发布稳定,不存在兼容性问题 存在各版本兼容性问题
VLAN
不能VLAN间互访 支持VLAN间互访

实际安装与运行测试的比较


  1. OpenStack文档资料数相对于 cCloud较多,且安装过程等讲解较具体。但是因为不同版本间OpenStack可能差异较大,如果实际安装版本与文档中使用版本不一致可能会遇到问题。

  2. OpenStack安装过程较复杂,尤其是网络配置部分比较麻烦,而这方面资料较少,讲解不够具体。 cCloud安装过程较简单,但是后续运行中各种配置等问题相关文档少有提及。

  3. OpenStack 的Web 管理界面DashBoard目前为止较简单,可能存在bug也较多,但中文翻译较好,并提供一些帮助信息; cCloud的Web管理界面功能较多,但中文翻译不彻底,缺少帮助提示等信息。两者使用Web界面管理均出现类似删除虚拟机一直删除不掉等问题。

  4. 测试发现OpenStack可超载创建虚拟机,但所创建虚拟机经常出现无法启动的情况。而 cCloud对虚拟机的资源占用管理较严格,无法超载创建虚拟机,因此对主机节点的硬件配置要求较高。

  5. cCloud支持通过模板(Template)或ISO创建虚拟机,但上传模板、ISO及创建虚拟机等过程均耗时较长;OpenStack在实验过程中为直接从网上下载img文件创建虚拟机,耗时很短即可创建成功。

  两者创建的虚拟机均可以通过Web管理界面进入管理,但测试中OpenStack创建的虚拟机虽然附加了局域网IP,但网卡实际绑定IP为私有IP,未找到如何通过SSH直接访问的办法。 cCloud创建的虚拟机使用了分配的Guest IP,可通过SSH连接访问。



市场应用


用于学校教学实验
用于高可靠的需求
用于大规模机器
用于资源动态变化的需求
各大计算机院校在学习云计算时,必然要搭建云计算集群,为每个同学配置一套集群服务器,很不现实,可以通过cCloud系统虚拟出大量的服务器集群,供同学实验与学习。 cCloud系统具有高可靠性,保证服务器在部分异常情况下也能正常运行。 当大规模机器同时在使用时,每个机器的资源使用率很低,cCloud能把所有机器的资源整合起来,使每个机器的资源利用率达到更高的水平,大大降低了成本。 搭建服务器时,资源配置过高,浪费资源,配置过低有可能资源利用率不足,如果重新增加资源很困难,cCloud中虚拟服务器的资源可动态扩展,提高资源利用率。



服务器虚拟化平台可以加速高伸缩性的公共和私有云IaaS的部署、管理、配置。帮助企业用户快速而轻松地将虚拟数据中心资源转入自动化、富于弹性且可自我服务的云平台中。可支持Web客户端管理,软件异常告警,高可靠性和负载均衡等。
项目 技术指标
数量 1套
品牌 服务器虚拟化知名品牌。为成套系列产品,不接受现场组装的产品。
私有部署 服务器虚拟化软件可安装到公司的云存储服务器集群上,灵活管理整个系统的用户与文件
动态资源调配 主机Maintainance模式下自动迁移VM
VM模板 支持
最小化部署 一管理节点,一主机节点
虚拟化技术 支持XenServer,Oracle VM,vCenter,KVM,Bare Metal
负载均衡 提供软件负载均衡(Virtual Router),也可以用外部的Juniper SRX和一个可选的外部的NetScaler或者F5的负载均衡器代替虚拟机路由实现网关和负载均衡服务
界面友好,多语言支持 我们关注用户体验,想方设法不放过每一个按钮,每一个图标。提供有简体、英文2种版本2种语言支持
支持数据库 MySQL
组件 Console Proxy VM,Second Storage VM,Virtual Router VM,Host Agent,Management Server
当前CPU配置 要求虚拟化服务器系统的CPU配置不少于2颗四核(≥2GHz)
网卡 要求虚拟化服务器系统的网卡配置必须是千兆以上,网卡数 (≥2)
性能

测试机配置intelxeon E5606*2,48G内存

1、启动6台Centos(2cpu、6G内存)服务器,可流畅运行各种应用

图形化云盘管理软件 提供基于Web浏览器的管理界面,进行用户权限管理,配额管理,虚机管理,存储管理,网络配置等功能
服务 原厂商质保服务, 三年7×24×4,4小时用户现场响应服务

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