牛繼賓 云管理平臺CMP架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)
2016年12月2-3日，業(yè)界最大的技術(shù)盛宴——ArchSummit全球架構(gòu)師峰會[北京站]盛大開幕！在大會20多個熱門專題中，云計(jì)算仍然備受矚目。不少云企業(yè)與云大咖亮相本次大會，這其中當(dāng)然少不了致力于云計(jì)算管理平臺系統(tǒng)軟件研發(fā)、云系統(tǒng)構(gòu)建、云計(jì)算行業(yè)解決方案提供及云運(yùn)營服務(wù)的創(chuàng)新型科技公司北京天云融創(chuàng)軟件技術(shù)有限公司（以下簡稱：天云軟件）。
在大會上，天云軟件技術(shù)總監(jiān)牛繼賓不僅為大家重點(diǎn)介紹了天云軟件核心產(chǎn)品——云管理平臺的架構(gòu)與功能設(shè)計(jì)，也對云管理平臺未來的定位表達(dá)了自己的觀點(diǎn)。
牛繼賓，天云軟件技術(shù)總監(jiān)，于2013年加入天云軟件。曾任職于IBM和VMware，分別負(fù)責(zé)小型機(jī)虛擬化相關(guān)工作與X86相關(guān)的虛擬化工作。長期研究云計(jì)算相關(guān)技術(shù)，具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。
首先，牛繼賓告訴我們何為云管理平臺（CMP）。
牛繼賓將其總結(jié)為兩點(diǎn)：第一是管理公有云、私有云形成混合云；第二就是自服務(wù)、鏡像的劃分、計(jì)量計(jì)費(fèi)、負(fù)載的優(yōu)化等?？偟膩碚f云管理平臺是幫助企業(yè)在建設(shè)云的過程中讓資源好管、好用、好控的重要載體,是云計(jì)算服務(wù)與技術(shù)交付的關(guān)鍵一環(huán)。
Gartner對云管理平臺的具體定義
那么云管理平臺與開源技術(shù)OpenStack有何區(qū)別呢？牛繼賓表示，根據(jù)目前天云軟件自己的定義以及市場上的反饋來看，云管理平臺是更廣的范圍。比如可以把OpenStack看作是云管理平臺下屬的資源模塊，云管理平臺可以管理多個不同版本的OpenStack。
牛繼賓強(qiáng)調(diào)，云管理平臺在云計(jì)算體系中的地位是承上啟下的。云計(jì)算最終交付給用戶的是一個一個服務(wù)。而怎么交付給用戶？正是云管理平臺將資源管理起來，通過運(yùn)營和服務(wù)界面把服務(wù)提供給用戶。這是整體的定位，是承上啟下的。
云管理平臺的功能架構(gòu)設(shè)計(jì)
首先，牛繼賓為我們展示了設(shè)計(jì)CMP1.0時第一版的架構(gòu)，并為我們重點(diǎn)介紹了資源管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。
天云軟件CMP1.0時第一版的架構(gòu)
資源管理系統(tǒng)
資源管理系統(tǒng)包括物理機(jī)管理、存儲管理、網(wǎng)絡(luò)管理、混合云管理及多數(shù)據(jù)中心管理。
一、物理機(jī)管理。目前是基于IPMI的實(shí)現(xiàn)，可以做物理機(jī)的分配、自動安裝、自動服務(wù)提供。跟虛擬化的區(qū)別就是物理機(jī)的分配單位是一臺一臺的物理機(jī)，虛擬化的分配單位可以在物理機(jī)上做更小的切分。
二、存儲管理。牛繼賓說，天云軟件在推薦解決方案時也是逐漸擴(kuò)大分布式存儲使用范圍，但是它的核心交易系統(tǒng)里面還是有問題，尤其是IOE延遲可靠性不能解決的話，很難做大量推廣。
三、網(wǎng)絡(luò)管理。我們經(jīng)常介紹SDN的管理，除此之外還有路由、交換機(jī)、防火墻，這塊的管理需要在上面自動劃分網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，劃分一個VPC或者劃分一個子網(wǎng)，需要通過網(wǎng)絡(luò)管理模塊IPI做對接和呈現(xiàn)。
四、混合云管理。由于公有云的CDN、接入等優(yōu)勢，大部分用戶往往在用了一部分私有云資源承擔(dān)它的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)運(yùn)營后，還會將部分互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，放在公有云上。這部分資產(chǎn)需要通過云管理平臺統(tǒng)一做對接。對接完成之后還有一個很重要的功能就是，上層的應(yīng)用需要同時使用公有云跟私有云的資源，需要云管理平臺去做集群的統(tǒng)一調(diào)度，這是混合云管理的一個目標(biāo)。
五、多數(shù)據(jù)中心管理。公有云往往會在全國部署多個數(shù)據(jù)中心，這就涉及到一個云管理平臺對多個數(shù)據(jù)中心的管理。比如說數(shù)據(jù)中心里把OpenStack作為一個資源池模塊，最終是一個云管理平臺去做整體平臺的運(yùn)營和服務(wù)。
運(yùn)營管理系統(tǒng)
運(yùn)營管理系統(tǒng)最終目標(biāo)就是將資源管理系統(tǒng)、虛擬管理系統(tǒng)管理出來的資源運(yùn)營成為一種服務(wù)。比如說服務(wù)目錄就是將資源發(fā)布成云計(jì)算產(chǎn)品，用戶申請一個虛擬機(jī)、一塊存儲空間，而怎么做計(jì)量計(jì)費(fèi)？怎么給用戶發(fā)布出去？這是運(yùn)營管理系統(tǒng)的目標(biāo)。
虛擬化管理系統(tǒng)
虛擬化管理系統(tǒng)也可以看作資源管理的一個模塊，之所以把它拆分出來，因?yàn)樗潜容^核心的模塊，需要對它做更精細(xì)的設(shè)計(jì)。牛繼賓表示，天云軟件曾統(tǒng)計(jì)過電信運(yùn)營商、銀行等領(lǐng)域，發(fā)現(xiàn)市場上80%以上的用戶通過VMware實(shí)現(xiàn)虛擬化。
傳統(tǒng)應(yīng)用云化改造對云管理平臺功能設(shè)計(jì)的新需求
第一、 Web接入無狀態(tài)化。
第二、 App層微服務(wù)化。
第三、 數(shù)據(jù)分布式部署，數(shù)據(jù)種類越來越多，需要在SQL、NoSQL方面引入開源解決方案。
第四、 數(shù)據(jù)平臺化，應(yīng)用與數(shù)據(jù)分離，應(yīng)用微服務(wù)化、數(shù)據(jù)分布式平臺化。
第五、 聯(lián)機(jī)處理分析開源化，包括數(shù)據(jù)計(jì)算引擎開源化、數(shù)據(jù)集市開源化、ETL開源化。
應(yīng)用云化與應(yīng)用支撐對CMP帶來的需求與功能升級
一、 CMP需支持彈性伸縮。
二、 CMP需引入微服務(wù)的管理與支撐框架，來解決微服務(wù)管理的問題。
三、 應(yīng)用上云以后，需要對產(chǎn)生的監(jiān)控數(shù)據(jù)做更多的存儲與分析。
四、需支持大數(shù)據(jù)類、開源數(shù)據(jù)庫類等開源組件對接與管理。
根據(jù)以上需求，牛繼賓表示，天云軟件做了以下相應(yīng)措施：第一是CMP支持彈性伸縮；第二是資源管理系統(tǒng)引入了微服務(wù)的管理；第三是對開源組件的支持，引入了Docker+Kubernetes。
具體每一塊的設(shè)計(jì)過程如下：
第一、 虛擬機(jī)的編排過程。這需要引擎，要可以做應(yīng)用設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完之后要映射到實(shí)體，實(shí)體就是運(yùn)行環(huán)境，最后是任務(wù)管理。所以平臺已經(jīng)設(shè)計(jì)完成之后它會把應(yīng)用逐步的映射到機(jī)器上做編排之后的運(yùn)行。
第二、 虛擬機(jī)彈性伸縮。監(jiān)控流量狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)從一千到一萬的用戶增量，系統(tǒng)會自動擴(kuò)展服務(wù)器。如果是分布式檢索，系統(tǒng)會檢索，交易量變多會逐步擴(kuò)展處理數(shù)據(jù)的能力。
第三、 微服務(wù)治理模塊。包括服務(wù)注冊、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、服務(wù)降級、服務(wù)調(diào)度、服務(wù)配置。
第四、 開源組件管理與彈性計(jì)算。牛繼賓透露，這塊是用Kubernetes實(shí)現(xiàn)的，是支撐應(yīng)用逐漸云化引入對開源的需求。
第五、用戶數(shù)據(jù)中心里積累了足夠的數(shù)據(jù)之后，需要去做數(shù)據(jù)歷史趨勢的分析。這塊對用戶很有價值。牛繼賓表示，天云軟件一開始用Hadoop實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在逐步轉(zhuǎn)到Spark上實(shí)現(xiàn)。也實(shí)現(xiàn)了預(yù)測、回歸人工智能算法的學(xué)習(xí)。
容器與微服務(wù)化對云管理平臺新的架構(gòu)設(shè)計(jì)的支撐
左側(cè)是原先1.0架構(gòu)，右側(cè)為微服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)
牛繼賓告訴大家，原先1.0的部署架構(gòu)，實(shí)際就是用戶服務(wù)、運(yùn)營服務(wù)。運(yùn)營服務(wù)里面有訂單管理、計(jì)費(fèi)管理、AZ配置。所有業(yè)務(wù)都是耦合的，如果要升級一個功能，整個服務(wù)都要升級。這是一個不利的點(diǎn)。
而微服務(wù)的系統(tǒng)架構(gòu)，主要是兩個分離：第一個是客戶交互與業(yè)務(wù)邏輯分離，即前臺js跟后臺java分離；第二個是應(yīng)用與服務(wù)分離，在服務(wù)管理基礎(chǔ)上，把這些服務(wù)都管理起來，前臺對服務(wù)的使用通過微服務(wù)管理平臺發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的服務(wù)，導(dǎo)流到各個微服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。
總體來說，微服務(wù)化之后不僅增強(qiáng)了對服務(wù)的能力，更是大大提高了效率，加快了產(chǎn)品迭代速度與業(yè)務(wù)可靠性。
云管理平臺未來的定位展望
在演講的最后，牛繼賓還給大家分享了他對云管理平臺未來的展望：
第一是精細(xì)化管理，管理能力更強(qiáng)。SDS、SDN等的管理，打通編排的所有環(huán)節(jié)。
第二是計(jì)費(fèi)的細(xì)化。我們需要去做基礎(chǔ)設(shè)施更細(xì)的計(jì)費(fèi)，以前按天按月，現(xiàn)在按時按分。
第三是服務(wù)+應(yīng)用的一體化管控。從用戶系統(tǒng)的接入到對云服務(wù)組件的調(diào)用，全流程的管控分析體系，包括對于微服務(wù)的云上管控。
第四是混合云管理。公有云是不可阻擋的趨勢，私有云和公有云的混合管理也是一個方向。
第五是行業(yè)云和社區(qū)云的建設(shè)與支撐。如果你抓住一種特定的行業(yè)或者特定的應(yīng)用場景，比如說渲染云、高性能計(jì)算云等，它的盈利點(diǎn)還是比較多的。
第六是大規(guī)模節(jié)點(diǎn)管理時，考慮結(jié)合AI。針對資源池的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與運(yùn)營，形成運(yùn)維知識的深度學(xué)習(xí)。
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