云计算资源池建设方案

资产管理层
系 统 监 控
TCloud –基础设施即服务（IaaS）
• 虚拟化 • Hypervisor基于Xen • 进行增强开发，重点提高高可用性和虚拟机迁移功能 • 虚拟化层和资产管理层独立 • 虚拟化层和物理层松散耦合，支持绝大多数现有主机
分布式资源管理层 基础设施 即服务 虚拟化及管理层（Xen）
基于web的API，便于整合和后期开发
开放式TCloud云平台架构
开放式应用
计费系统
业务流程分析和集成
平台即服务 服务管理层 分布式资源管理层 基础设施 即服务 虚拟化及管理层（Xen）
物理层 资产管理层
系 统 监 控 和 故 障 报 警 平 台
安 全
防 护 系 统
TCloud –基础设施即服务（IaaS）
TCloud平台主要特性
运营商级的云计算平台 可以提供IaaS、PaaS服务 基于通用x86平台 提供弹性计算资源和弹性存储资源 高可用性：防止single point of failure，快速灾难恢复 提供高弹性计算能力，满足高峰时段的需求 多语言应用程序运行环境 全面的安全防护，包括主机/网络/数据安全 提供自动部署工具批量安装系统
郑州高新区云计算资源池 建设方案
北京天云融创科技有限公司
SkyCloud Technology Ltd.
传统平台的问题
基于传统平台部署的IT资源配置模式-- “烟囱式”结构
部门B 应用2 应用3 部门Z 应用n
部门A 应用1
服务器1
服务器2
服务器3 。。。。。。。。。。。
服务器n
数据网络和存储网络 机房设施
系 统 监 控
2012/5/29
20
TCloud – 平台即服务（PaaS）
业务流程分析和集成
– 提供API供计费系统和业务系统整合
业务流程分析和集成 平台即服务 服务管理层
系 统 监 控
TCloud的功能架构
管理与调度系统
部署

Hosting services 外包软件服务 邮件服务 虚拟桌面服务 面向用户的应用服务 PaaS（开放的软件开发平台） SaaS （基于独有的接口开发)
VMs Hypervisor 用户
……
S3
S3
S3
TCloud对象存储系统
…… TCloud 分布式文件系统
实现新一代数据中心的关键因素
传统数据中心 高成本 烟囱式IT 关键支持因素
系统平台和支持 服务
• 工业标准 • 高伸缩性 • IT支持服务
新一代数据中心 低成本 共享IT资 源池 7x24自动运行
电源和冷却
• 高能效比的
统一管理
• 统一的基础
安全
• 内置安全机
虚拟化
• 资源的池化
自动化
• 根据业务需要
弹性化计算: - 高资源利用率，节能减排 - 能够满足高峰期的资源请求 低成本: - 不需要特殊硬件设备 容易部署和管理 高可用性: - 适合运行关键应用 高伸缩性 -能够处理大规模业务
很难部署和管理大规模，高可用性 的云计算中心 很难保证应用程序的伸缩性和高可用 性
封闭式系统，只能使用特定厂家的解决 开放式Web API，易于与现有系统整合和 方案 进行二次开发
• 物理层 • 主机 普通主机到高性能服务器均可采用 • 存储 既可用现有主机的存储也可兼容各种SAN/NAS存储设备 • 网络 单数据中心组网，跨数据中心组网
• 资产管理层 • 提供现有设备的登记，清点及注销
分布式资源管理层 基础设施 即服务 虚拟化及管理层（Xen）
物理层
2012/5/29 17
物理层
2012/5/29 18
资产管理层
系 统 监 控
TCloud –基础设施即服务（IaaS）
• 自主开发的分布式资源管理层 • 跨虚拟机和物理机分布式文件系统
• CephFS 通用分布式文件系统(开源+功能修补)
• 资源的管理，分配和高可用性 • 分布式资源管理层和虚拟化层松散耦合，既可以管理分配物理资源也可 以管理分配虚拟资源
本身没有计算能力，每次计算 都需要从远程读取数据 几TB至几十TB，并需要和原有 系统同品牌的专用硬件
大部分存储节点具备计算能力， 尽量保证计算在本地进行 几百TB至PB级，可以用任意x86服 务器进行扩展
扩展性和开放性
TCloud云存储系统架构
Clients(enduser or client app) SMB NFS FTP DNS or L4 load balance S3 API via HTTP JDBC
分布式资源管理层 基础设施 即服务 虚拟化及管理层（Xen）
物理层
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资产管理层
系 统 监 控
TCloud – 平台即服务（PaaS）
服务管理层
– 自主开发 – 服务开通，运维保障，服务管理 – 完全兼容Amazon EC2/S3 标准
业务流程分析和集成 平台即服务 服务管理层
基本工作流程
1
启动虚拟机
4
启动虚拟机
3 2
26
读取虚拟机镜像
分配到某一个 Hypervisor
Copyright 2010 TCloud Computing Inc. 26
虚拟机负载优化---启动时
1
启动 VM
Cluster Controller 负载优化引擎
2
检测hypervisor 负 载
3
计算方式
设施管理
制和主动式 安全防护
和优化，容 易共享
自动调整资源 分配
超云服务器 云存储 分布式文件系统 分布式数据库
天云专业电 源和冷却解 决方案
SkyCloud 云计算环境
（ Cloud Computing Environment）
TCoud云平台介绍
TCloud产品Roadmap
社交 网络 电子 书店 应用 商店 商业 应用 挖掘 和分析 游戏 广告, 市场活动
AD/LDAP
Meta Server Cluster
NFS
NFS
FTP
SMB
HTTP
HTTP
HTTP
HIVE
SMB SMB SMB
File Server Cluster S3 API Server Cluster
SQL Cluster
Storage Cluster
NAS NAS 磁盘阵列
TCloud 云存储系统功能 文件存储 • File Server Cluster提供文件存储服务 • 支持POSIX/CIFS/NFS/FTP接口 非结构化数据存储 • S3 Server Cluster提供对象存储服务，兼容Amazon S3 结构化数据存储 • SQL Cluster提供数据库服务 • HIVE提供分布式数据库服务
数字 内容
云应用平台开放接口 开发 部署 动态负载配置及优化 自适应配比及 加速 云 安 全 监测 发布
云间互操作开放接口 供给
多客户共享
配置
优化
存储
安全
网络
计算
低总体拥有成本(TCO)
集中物理服务器，进行资源整合
– – – – – – – 可以利旧现有设备 资源充分利用，资源使用的优化 节省机房电力、空间和制冷方面的投入 更少的硬件和维护费用 提升系统的运作效率 提升IT支撑系统性能和响应能力 加快新业务创新、孵化和部署速度，降低投入
3 2
一个hypervisor 不可用
分配新虚拟机用来运行 已崩溃的Hypervisor持
TCloud 支持使用第三方虚拟化软件，包括： VMWare vSphere,Cirtix XenServer,Redhat KVM,Microsoft Hyper-v，Xen等。 第三方虚拟化方案以集群的方式集成到TCloud中，接受管理。 用户可以决定使用不同的集群来提供虚拟化服务。
高性能
– – – – – –
提供高弹性计算能力，满足高峰时段的需求 高效，可靠的数据传输交换和事件(event)处理 随系统规模扩大，总吞吐量近线性增加 采用MapReduce并行计算框架,海量数据处理能力 服务等级设定，基于业务策略实现自动化供应 根据节点资源状态对任务进行分发，并动态调整负载 均衡
开放式架构，无厂商绑定
基于通用x86平台 基于web的API，便于整合和后期开发 开放式编程接口，提供分布式应用开发和运行平台
传统平台 vs. TCloud平台
传统计算中心／数据中心的问题 TCLOUD平台的优点
资源利用率太低：据IDC统计，现有 服务器 资源利用率只有15%-20% 海量数据单位存储成本过高
云存储应用---为平台自身提供存储
VMs
Hypervisor
VM Images
……
VM Images
…… TCloud 分布式文件系统
云存储应用---提供通用存储
VMs Hypervisor 用户
共享目录
……
共享目录
NFS
FTP
SMB
TCloud网络文件系统
…… TCloud 分布式文件系统
云存储应用---提供对象存储（S3)
配置

优化
Provisioning 监控
……
虚拟化平台 分布式文件系 统 分布式数据库 分布式计算
云 安 全
TCloud – 云操作平台
计算 存储 网络
虚拟化平台：主机虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化，将服务器、存储、网络等资源全面形成一个巨大的资 源池，消除资源物理边界，提升资源利用率，统一资源池分配。 分布式文件系统：将文件切片分布在磁盘上存储，通过副本方式备份,数据平均分布,负载均衡,支持标准化的 API调用接口 分布式数据库：大容量半结构化数据的分布式存储 分布式计算：海量数据的并行处理,提高系统容量，具备弹性扩展业务的能力 PaaS:开放式编程接口，提供分布式应用开发和运行平台 SaaS:按需定制和快速部署的应用软件
传统“烟囱式” 数据中心的缺陷
资源利用率低下的原因
• 为应付少量峰值负载而过度配置服务器
需要的CPU数量 时间 • 用户发展迅速，流量快速增加 • 用户自定义内容、大规模数据处理迅速增加 • 业务发展不平衡，资源利用不平衡
“冰山模式”-- 传统数据中心的成本支出结构
看的见的花费：
30% 预算用于新基础 设施建设和新应用开 发
云存储
TCloud 云存储系统
基于分布式文件系统，扩展灵活，稳定高效
为TCloud 提供基础数据存储服务 为现有的应用提供存储服务
为用户提供网络存储服务
TCloud分布式文件系统优点
扩展性 – PB 级别的分布式文件系统 – 在线缩放 可靠性 – 可配置备份级别 – 服务器自动恢复 – 无单点故障 负载均衡 – 文件分块存储于多台服务器之上 – 添加删除文件服务器后自动平衡 易用性 – 标准访问接口，多种协议支持 – 权限控制，容量控制
Classification 5/29/2012 3 5
传统存储 vs. 云存储
传统存储 云存储
性能
随机读写性能较好 批量写入性能一般 批量读取性能较差
随机读写性能较差 批量写入性能一般 批量读取性能较好
接口
光纤或iSCSI接口
Gb-E/10Gb-E/Infiniband 网络接口
与计算能力的整合
TCloud 功能详述
TCloud是一个运行在基础硬件之上的云操作系统，可以提 供如下功能： – 弹性计算 – 云存储 – 基于云的应用平台 – 易升级的弹性计算平台 – 中央控制台
弹性计算
TCloud 虚拟化功能
虚拟机生命周期管理 虚拟机负载优化 虚拟机弹性化控制 高可用性 VLAN和虚拟机的网络分割
看不见的花费：
70% 预算用于现有设 施维护和人员支出
问题：
如何节省运营性支出把预算更多地用 于IT基础设施创新？
6
主要成本在向电力冷却与维护转移
电力与管理 成本占有超 过2/3的IT 预算
Source: The IT Infrastructure of the Future: New Technologies in a Constrained Market, Matt Eastwood, March 2009
3
关闭虚拟化设备 退回资源池
虚拟机弹性化控制
4
Cluster Controller
发送提醒至用户 或管理员 监控虚拟机负载
负载优化引擎
1
2
触发弹性策略(avg. CPU > 80%)
3
启动新虚拟机 分担负载
VM
VM
VM
VM
VM
30
高可用性
Cluster Controller
负载优化引擎
1
监控Hypervisor状态
分配 hypervisor
27
虚拟机负载优化---Scale out
Cluster Controller
负载优化引擎
1
监控虚拟机负载情况
2
负载过大，触发Scale out策略
4
迁移Vms
3
从资源池内获取物理资源
28
实时负载分配
Cluster Controller
负载优化引擎
1
监控资源负载情况
2
迁移虚拟机到其他 Hypervisor