一个可供参考的面向大型集团公司的云平台架构解析

4)云平台需要支持资源分配策略的自定义.云平台会内置一些常见的资源分配策略,但云平台不可能内置所有的资源分配策略,云平台要允许信息系统的管理员根据其业务需求自定义资源分配策略,因此云平台需要设计一个策略引擎模块,负责策略的定义、解析和执行.这也是设计模式中 Strategy 模式的具体应用.

5)云平台需要与已有的支撑型信息系统集成.云平台本身也属于支撑型信息系统,完整的云平台需要提供监控、身份认证、日志分析等功能,但往往这些功能已经存在于已有的支撑型信息系统中,设计云平台时要充分考虑复用这些已有的支撑型信息系统,保护已有 IT 投资,这就需要云平台预留各种集成接口,以便与这些系统进行数据交换和应用集成.这里面会用到设计模式中的 Adapter 模式.

大型集团公司云平台架构概述

针对大型集团公司的上述云计算业务需求,同时参考工业界云计算平台架构和相关国际标准,本文提出了如图 4 所示的云平台架构.

该云平台架包含资源适配器、资源池、资源管理模块(包括本地资源管理模块和全局资源管理模块)、策略引擎、流程引擎、资源编排模块、服务管理模块、门户模块、运营管理模块、运维管理模块和插件管理模块.下面的资源适配器负责适配、组织、整合底层异构 IT 资源,从而构建出各种资源池,资源适配器为上层资源管理模块提供了统一的资源管理 API.资源管理模块负责对资源池进行管理,按照资源的生命周期对资源池中的资源进行管理,根据用户的需求从资源池中分配、调度资源.

为了更灵活地分配和调度资源,该架构设计了流程引擎、策略引擎和资源编排模块.流程引擎负责将各种操作步骤串接在一起,实现各种自动化流程；策略引擎方便管理员根据业务需求自定义资源分配策略；资源编排模块负责将各种云资源进行编排和对接形成彼此关联的资源组合模板,以实现复杂信息系统的快速部署或扩展.服务管理模块按照云服务的生命周期对云服务进行管理.门户模块为云平台的用户、租户管理员和平台管理员分别提供了统一的操作界面.运维管理模块负责云平台和资源池的技术运维,遵循 ITIL v3 标准,面向机器和系统.运营管理模块负责云平台的业务运营,面向用户和租户.插件管理模块为云平台提供了插件机制,通过各种插件与已有的支撑型信息系统集成.各个业务信息系统根据业务需求识别出所需云服务,在云平台中完成服务的制作和发布,形成服务目录,并通过申请云服务完成信息系统的部署.

图 4 – 云平台架构

大型集团公司拥有大量异构网络、存储、虚拟化和物理机资源.网络资源包括来自各种厂商、各种技术规格的防火墙、负载均衡、网络交换机等；存储资源包括来自不同厂商、不同型号的存储阵列和 SAN 交换机；虚拟化资源包括来自不同厂商、不同版本的 Hypervisor；物理机资源包括来自不同厂商、不同型号的 x86 服务器或小型机.为了给云平台的资源管理模块提供统一的 API 接口,云平台架构中针对每一种类型的资源分别设计一个资源适配器,包括网络资源适配器、存储资源适配器、虚拟化适配器和物理机适配器.这些适配器为资源管理模块屏蔽了底层资源的异构性和复杂性,资源管理模块只需要调用适配器的 API,再由适配器去实际操控底层资源.另外,适配器通过适配各种异构资源对这些资源进行组织、整合、池化,形成网络资源池、存储资源池、虚拟服务器资源池、物理服务器资源池.当然,云平台需要按照一定的规则将具备相同能力和属性的资源放到同一个资源池里面,比如将性能高的存储资源放到金牌存储资源池,性能中等的存储资源放到银牌存储资源池.从资源管理模块的视角,看到的是各种资源池,不会看到底层的异构资源.

资源池之上是资源管理模块,包括本地资源管理模块和全局资源管理模块.本地资源管理模块专注于管理和控制本地数据中心的资源池,将资源池中的资源纳管到云平台,负责执行全局资源管理模块下发的资源部署命令,对所辖资源进行分配、调度、扩展和监控,并将结果反馈给全局资源管理模块,资源分配是指系统部署时为系统选择最佳的资源,资源调度是系统运行期间,按照业务量的增减对资源量进行纵向或横向伸缩.全局资源管理模块收集并汇总各个本地资源管理模块上报的资源信息形成资源的全局视图,可以按照租户、数据中心、资源类型等维度查看全局视图；全局资源管理模块统一监控、分配和调度位于不同数据中心的资源；全局资源管理模块还负责统一处理用户的资源部署请求,给各个本地资源管理模块下发资源分配和调度命令.本地资源管理和全局资源管理构成了两级资源管理体系,实现资源的集中式管控和分布式部署的有效结合.

策略引擎负责资源调配策略的定义、解析和执行,实现基于策略的自动化分配和调度,如果策略仓库中的策略不能满足业务要求,还可以允许管理员定制策略,让某个信息系统按照特定的策略进行资源的分配和调度,并可以将定制的策略存储到策略仓库中给其他信息系统复用.策略包含分配策略和调度策略,分配策略是指信息系统部署时选择最佳资源的策略,调度策略是指系统运行时,根据系统维护的要求或业务量的增减对资源进行调整和迁移的策略.

流程引擎负责将资源分配、调度、配置和运维过程中涉及的实际操作步骤进行串接,以实现操作步骤的自动流转,进一步实现复杂的自动化流程,包括服务器自动化流程、网络自动化流程、存储自动化流程等.流程引擎允许管理员定义和编排流程,在实际资源分配、调度、配置和运维过程中,流程引擎对涉及的流程进行解析并执行,并为自动化流程提供可配置的能力.管理员创建的流程可以存储到流程仓库以实现流程复用.

服务管理按照云服务的生命周期对其进行管理,允许管理员定义云服务的部署模型和功能模型,并为部署模型设置一定的自动化流程和分配策略,允许管理员设置云服务的申请界面和用户输入参数.当用户申请了所需的云服务之后,服务管理模块对其进行服务开通,将服务开通涉及的自动化流程告知流程引擎,由流程引擎对其进行解析和执行,并将服务开通涉及的资源分配策略告知策略引擎,由策略引擎对其进行解析和执行.策略引擎会将资源分配请求发到全局资源管理模块,最后返回给服务管理模块,至此完成服务开通的动作.服务开通之后,云平台要通过规范的运维保障工作确保所交付服务的 SLA 满足用户要求.

（编辑：核心网）

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