几种常见云计算平台分析比较.doc

云计算平台比较分析云计算按照应用层次，主要划分为IaaS、PaaS和SaaS三种层次的应用，这里主要分析常见的IaaS平台。目前市面上常见的IaaS应用主要有Amazon的AWS，基本上已经成为整个行业的标准。IaaS在开源领域也是百花齐放，最著名的开源平台为：Eucalyptus、Openstack和Cloudstack、Opennebula、Nimbus，在国内社区比较火热的主要是前三种，所以在这里主要分析一下前三种平台。1. 云平台分析1.1. Eucalyptus1.1.1. 概述Elastic Utility Computing Architecture for Linking Your Programs To Useful Systems（Eucalyptus）是一种开源的软件基础结构，用来通过计算集群或工作站群实现弹性的、实用的云计算。它最初是美国加利福尼亚大学Santa Barbara计算机科学学院的一个研究项目，现在已经商业化，发展成为了 Eucalyptus Systems Inc。不过，Eucalyptus 仍然按开源项目那样维护和开发。Eucalyptus Systems 还在基于开源的 Eucalyptus 构建额外的产品；它还提供支持服务。Eucalyptus是在2008年5月发布1.0版本，在2009年与Ubuntu进行合作，成为Ubuntu server9.04的一个重要特性，目前最新版本是2.0.3，可以选择Xen、KVM作为虚拟化管理程序，对vSphere ESX/ESXi提供了支持。Eucalyptus主要是用C和Java开发的，其中CLC是由java完成的，Tools是由perl完成的，其他的都是C完成的。1.1.2. 架构图表 1 Eucalyptus架构图Eucalyptus主要有五个组件组成，分别是：CLC（Cloud Controller：云控制器）、CC（Cluster Controller：集群控制器）、NC（Node Controller：节点控制器）、SC（Storage Controller：存储控制器）和Walrus。CLC 云控制器：负责管理整个系统。它是所有用户和管理员进入 Eucalyptus 云的主要入口。所有客户机通过基于 SOAP 或 REST 的 API 只与 CLC 通信。由 CLC 负责将请求传递给正确的组件、收集它们并将来自这些组件的响应发送回至该客户机。这是 Eucalyptus 云的对外 “窗口”。Walrus：负责管理对Eucalyptus内的存储服务的访问。请求通过基于 SOAP 或REST的接口传递至Walrus。CC 集群控制器：负责管理整个虚拟实例网络。请求通过基于 SOAP 或 REST 的接口被送至 CC。CC 维护有关运行在系统内的 Node Controller 的全部信息，并负责控制这些实例的生命周期。它将开启虚拟实例的请求路由到具有可用资源的 Node Controller。NC 节点控制器：主要负责控制主机操作系统及相应的 hypervisor（Xen、KVM或VMWare）。必须在托管了实际的虚拟实例（根据来自CC的请求实例化）的每个机器上运行 NC 的一个实例。SC 存储控制器：实现了Amazon的S3接口，SC 与 Walrus 联合工作，用于存储和访问虚拟机映像、内核映像、RAM 磁盘映像和用户数据。其中，VM 映像可以是公共的，也可以是私有的，并最初以压缩和加密的格式存储。这些映像只有在某个节点需要启动一个新的实例并请求访问此映像时才会被解密。一个 Eucalyptus 云安装可以聚合和管理来自一个或多个集群的资源。一个集群 是连接到相同 LAN 的一组机器。在一个集群中，可以有一个或多个 NC 实例，每个实例管理虚拟实例的实例化和终止。1.1.3. 安装图表 2 多集群安装拓扑图1.1.4. 具体功能1) 可用来在Amazon的EC2基础设施上创建一个公共云，或者在您的数据中心内创建私有云。2) 虚拟化和云快照功能，可提升集群的可靠性。3) 与EC2和S3的接口兼容性（SOAP接口和REST接口）。使用这些接口的几乎所有现有工具都将可以与基于Eucalyptus的云协作。4) 支持运行在Xen hypervisor、KVM和vmwar vSphere ESX/ESXi之上的VM的运行。5) 用来进行系统管理和用户结算的云管理工具。6) 能够将多个分别具有各自私有的内部网络地址的集群配置到一个云内。1.1.5. 优缺点1) 开源和开发：Eucalyptus的创建是为了促进云计算平台方面的交流和研究。它以源代码的形式提供免费使用，这就使得您很容易透过其表面看到它的实质，或是针对自己的需求创建该平台的扩展。开发的步调很快。特性以及改进不断被添加到Eucalyptus，但是目前只有部分源代码开放。2) 杰出社区：Eucalyptus 具有一个由愿意与他人免费共享自己见地的热情而博学的用户组成的杰出社区。他们的论坛是您获得支持并与其他 Eucalyptus 用户交互的一个很好的途径。3) 公共云：Eucalyptus 可很容易地作为一个公共云安装和运行在Amazon的EC2框架上。4) 私有云：Eucalyptus可被作为运行在您的基础设施之上的私有云安装于防火墙后的数据中心内。这样，您就获得了对安全性和环境的全面控制。5) 可移植性：得益于Eucalyptus与Amazon的EC2 API的兼容性以及Eucalyptus的灵活性，可以很容易地将应用程序从一个云迁移到另一个云。甚至可以创建混合云来同时使用公共和私有云。6) 经过了良好的测试：Eucalyptus 现在是 Ubuntu Enterprise Cloud 的一部分，并且是全球数千个 Ubuntu 服务器的一个组件。这种测试规模将会很快巩固 Eucalyptus 平台的稳定性。7) 商业支持：当前支持的商业服务只有Amazon的EC2，随后会逐渐增加多种客户端接口。8) 兼容的系统： Eucalyputs可以兼容多个linux发行版，包括Ubuntu、CentOS、Redhat、openSUSE以及freeBSD。9)1.1.6. 应用将具体应用程序整体打包制作成系统，通过Eucalyptus管理系统装载到一个虚拟机实现上。1.2. OpenStack1.2.1. 概述OpenStack是在2010年7月由Rackspace Cloud和NASA（美国航天局）共同开发支持，整合了Rackspace的Cloud Files Platform和NASA的Nebula Platform技术，目的是能为任何一个组织创建和提供云计算服务。目前已经有超过150个公司与机构参与OpenStack项目，包括Crtrix、Dell、AMD、Inter、Cisco、HP等。主要有三个核心项目组成，分别是：计算（nova）、对象存储（swift）和镜像管理（Glance）。每个项目可以独立安装运行。OpenStack是用Python完成的。Ubuntu作为OpenStack的首选系统，很多OpenStack的文档都是基于Ubuntu来完成的。1.2.2. 架构图表 3 openstack组成架构图从上图可以看到，OpenStack主要有三个子项目，Nova、Swift和Glance。Nova：也称之为OpenStack Computer，是云计算控制器，主要负责控制IaaS云计算平台，其功能类似于Amazon的EC2。Swift：也称之为OpenStack Object Storage，是一个可扩展的对象存储系统，支持多种应用，例如复制和存档数据、图像或视频服务、存储次级静态数据、开发数据存储整合的应用，存储超大容量数据等。其功能类似于Amazon的S3。Glance：也称之为OpenStack Image Service，是一个虚拟机镜像的存储、查询和检索系统。OpenStack也可以单独提供其中的每个子项目搭建云平台，当然也可以将这三部分组合起来。1.2.3. 实现原理OpenStack 首先将数据中心虚拟化，利用管理程序提供应用程序和硬件之间抽象的对应关系。如图:OpenStack通过两个方法实现数据中心虚拟化。1. 为每个服务器提供了抽象的硬件（例如第一台主机HOST 1 ，其实提供了抽象的4台主机，而上面的四台主机或许是一台抽象的服务器）。2. 实现对每个服务器资源的更好的利用，利用了虚拟机，下图是更多的实现上面每个虚拟的服务器，或者网络，或者存储设备之后都是一个Pool,这样无论对资源的分配还是对请求响应都是更加灵活而有效。OpenStack 完成数据中心虚拟化后，OpenStack 提供对云进行管理的一层，负责在云上部署各种应用和文件，同时还要提供对应用和文件的检索，创建和分配虚拟机，当虚拟机用完之后还要撤销，要提供用户和管理员接口，用户要能知道自己的应用的情况，管理员也要能知道整个云的运行情况，负责云存储的分配，检索，收回。1.2.4. 具体功能OpenStack有很多关键特性，这些特性主要有:1) 管理虚拟化的产品服务器和相关资源(cpu,memory,disk,network），提高其提高其利用率和资源的自动化分配(具有更高的性价比)。2) 管理局域网（Flat,Flat DHCP, VLAN DHCP ,IPv6）,程序配置的IP和VLAN,能为应用程序和用户组提供灵活的网络模式。3) 带有比例限定和身份认证：这是为自动化和安全设置的，容易管理接入用户，阻止非法访问。4) 分布式和异步体系结构：提供高弹性和高可用性系统5) 虚拟机镜像管理：能提供易存储，引入，共享和查询的虚拟机镜像6) 虚拟机实例管理：提高生命周期内可操作的应用数量，从单一用户接口到各种API，例如一台主机虚拟的4台服务器，可以有4中API接口，管理4个应用。7) 创建和管理实例类型（Flavors）:为用户建立菜单使其容易确定虚拟机大小，并作出选择。8) iSCSI存储容器管理（创建，删除，附加，和转让容器）：数据与虚拟机分离，容错能力变强，更加灵活。9) 在线迁移实例。10) 动态IP地址：注意管理虚拟机是要保持IP和DNS的正确11) 安全分组：灵活分配，控制接入虚拟机实例。12) 按角色接入控制（RBAC）。13) 通过浏览器的VNC代理：快速方便的CLI administration。1.2.5. 与Eucalyptus的不同以下是从网络上找到的分析报告。Eucalyptus和OpenStack对比分析报告1) 授权、许可证、商业模式比较名称授权协议许可证管理商业模式Eucalyptus社区版采用GPLv3；企业版使用自定义的商业授权协议。社区版不需要安装许可证；企业版需要在云控制器（CLC）节点上安装许可证。社区版免费使用；企业版按照处理器核心总数收费，用户购买的许可证针对特定版本永久有效。OpenStackApache 2.0授权协议。不需要许可证。免费使用。2) 项目团队、社区活跃、沟通比较名称项目历史与运营团队社区规模和活跃程度沟通交流Eucalyptus最初是UCSB的HPC研究项目，2009年初成立公司来支持该项目的商业化运营。整个管理团队对开放源代码项目的管理和运营方面具有丰富的经验。社区健全，规模较大，活跃程度较高。有2.5万个Eucalyptus系统在运行，客户量大。社区健全，规模较大，活跃程度较高。沟通比较方便。OpenStackOpenStack是服务器托管公司RackSpace与NASA共同发起的开放源代码项目。社区规模较小，主要参与者为支持参与该项目的公司人员。 目前有AMD、Intel、Citrix、HP,DELL, cisco，Microsoft等超过104个组织加入。使用系统的人越来越多，社区的沟通会更方便。对于一个成熟的开源系统，合理的问题都能得到核心技术人员的解答。3) 系统构架比较名称系统架构EucalyptusEucalyptus是一个与Amazon EC2兼容的IaaS系统。它包括云控制器（CLC）、Walrus、集群控制器（CC）、存储控制器（SC）和节点控制器（NC）。CLC是核心，负责高层次的资源调度。Walrus是 一个与Amazon S3类似的存储服务，主要用于存储虚拟机映像和用户数据。CC是一个集群的前端，负责协调一个集群内的计算资源，并且管理集群内的网络流量。SC是一个与Amazon EBS类似的存储块设备服务，可以用来存储业务数据。NC是最终的计算节点，通过调用操作系统层的虚拟化技术来启动和关闭虚拟机。OpenStackOpenStack是一个与Amazon EC2兼容的IaaS系统。OpenStack包括OpenStack Compute和OpenStack Object Storage两个部分。OpenStack Compute又包含Web前端、计算服务、存储服务、身份认证服务、存储块设备（卷）服务、网络服务、任务调度等多个模块。OpenStack Compute的不同模块之间不共享任何信息，通过消息传递进行通讯。OpenStack Object Store可以利用通用服务器搭建可扩展的海量数据仓库，并且通过冗余来保证数据的安全性。4) 支持的虚拟化技术名称XenServerKVMXenServer / XCPVMWareLXCHyperVEucalyptusYYYYOpenStackYYYYYY5) 系统安装和配置名称操作系统备注EucalyptusCentOS5.4采用源码包进行安装和配置，并且将安装写成安装脚本。OpenStackCentOS5.4由于OpenStack社区相对较少，帮助的资料相对较少，官方是在Ubuntu 10.04上安装，因此安装遇到了一定的困难。6) 用户界面这里主要指WEB界面，及其命令行的交互方式：名称概述用户权限资源池和虚拟机管理Eucalyptus通过Eucalyptus自身的web界面，及其firefox插件hybridfox访问云平台；Euca2ools包提供了访问、操作Eucalyptus的命令行界面Eucalyptus社区版有两种类型的用户：管理员，普通用户。在Eucalyptus企业版中进一步提供了用户组。web可以下载证书，管理镜像，管理用户，配置云，以及其他。命令行可以进行其他管理方面的操作。OpenStack通过openstack的dashboard访问云平台；Euca2ools包提供了访问、操作Eucalyptus的命令行界面；OpenStack将用户分成如下几个类别：admin；itsec；projectmanager；netadmin；developerweb 可以进行实例，密钥，卷，镜像，角色权限等的管理。命令行可以进行其他管理方面的操作7) 具体功能点评估注：Y代表支持，“”代表不支持，O代表第三方支持，P代表要付费8) 商务评估3商务从商务上进行软件选型，性价比通常是一个决定性的因素，因此需要考虑如下几个方面：1. 授权协议/许可证管理 以全部开放源代码为10分，部分开放源代码扣1 分。商业版本需要在控制节点安装许可证不扣分，需要在所有计算节点安装许可证扣1 分，许可证需要每年更新者扣1 分。2. 价格指数 以全部功能免费使用为10分，以企业版的模式提供全部功能的软件，每台物理服务器每花费500美元扣1 分。3. 运营团队 以运营团队的规模、背景、影响力评分，存在的主观因素较多。4. 社区因素 以开发者和用户社区的规模和活跃程度评分，存在的主观因素较多。5. 沟通交流 以个人与运营团队、开发者社区、用户社区之间的沟通顺畅程度评分，存在的主观因素较多。结合上面几点评估，其柱状图如下：9) 3.2功能评估从功能上进行虚拟化管理软件选型测评项如下：1.虚拟化技术支持 仅支持一种虚拟化技术为6 分，每增加一种虚拟化技术加1 分，10分封顶。2.安装配置 以按照官方文档进行安装配置的难易程度评分，存在的主观因素较多。3.开发/使用文档 以官方所提供的开发与使用文档的详尽程度评分，文档详尽程度越高者得分越高。4.功能与界面 综合评分，涵盖用户进行物理资源和虚拟资源管理、虚拟机生命周期管理、访问虚拟机资源和存储资源的难易程度，用户界面的美观易用程度，以及综合用户体验。5.二次开发 基础得分6 分，提供与Amazon EC2相兼容的程序调用接口者加3 分，提供二次开发接口但是与Amazon EC2不兼容者加2 分。6.监控报表 基础得分6 分，依系统