品高云计算解决方案

精选优质文档-----倾情为你奉上精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业专心---专注---专业精选优质文档-----倾情为你奉上专心---专注---专业品高云操作系统产品方案本项目采用的云操作系统BingoCloudOS产品实现对云资源管理和云业务管理，实现异构虚拟化支持和统一的云业务管理门户。功能架构图BingoCloud功能架构图如下所示，从底向上分别包括云控制器&虚拟化层、各类云服务&接口、云管控中心（运维管理功能）和自助服务界面。品高云操作系统整体包括以下模块，分别是：数据中心硬件充分利用品高云操作系统内部的高性能计算资源、最大限度地避免重复建设与资源浪费，品高云操作系统需要对数据中心的服务器、存储设备、网络设备进行统一调度管理，以实现资源的优化配置、充分共享。资源池系统利用品高云操作系统的虚拟化技术，将底层IT基础硬件设备进行虚拟化处理，借助品高云操作系统控制器对虚拟资源进行统一纳管，屏蔽底层各类硬件环境的复杂性，构建统一的虚拟化云资源池，为上层的业务管理系统和公共服务平台的运行、HPC高性能计算提供必须的计算、存储和网络资源。自助化云服务系统在虚拟化层基础上，品高云操作系统对虚拟资源进行能力封装，提供了多项自动化的云服务，包括基础能力（虚拟机、存储卷、网络资源等）、应用支撑能力（应用自动化部署、数据库服务、负载均衡服务等）、辅助能力（HPC、大数据处理、3D渲染等）等，品高云操作系统用户可以通过这些服务满足各种场景下的IT需求。该层是整个品高云操作系统的核心部分，直接决定着云数据中心的能力大小。自助服务平台品高云操作系统为业务部门各用户提供了自助服务门户。品高云操作系统管理员只需要为每个用户分配一定的资源配额（例如10VCPU、20G内存、200G存储空间等），用户就可以自助登录到品高云操作系统界面，使用品高云操作系统提供的各项功能进行应用部署、HPC计算等工作。API品高云操作系统的构建需要遵循标准化的原则，目前界面云计算公认的成熟标准的AWS标准化接口，品高云操作系统平台兼容AWS超过200个API，并且所有的API均对外开放，品高云操作系统用户可以利用这些API进行能力扩展开发。云管控中心云管控中心提供运维管理门户供管理人员通过界面的方式实现对品高云操作系统各类资源进行高效调配、全面监控、日常维护、用户管理，并能够将品高云操作系统资源的使用情况形成报表导出。资源池系统资源池系统是品高云操作系统的核心层相当于云操作系统的底层，其主要负责将硬件资源转化为可编程的逻辑单元，可被上层服务系统灵活调度与使用。资源池中的资源通过云控制器、集群控制器和节点控制自上向下的三层架构进行调度。而针对资源池中具体资源则通过计算、存储和网络三个子系统进行管理和控制。三层调度架构品高云操作系统对资源的管理是三层架构，自上而下分别是：云控制器（CloudController）、集群控制器（ClusterController）、节点控制器（NodeController）组成。其中云控制器可以管理多个集群控制器、一个集群控制器可以管理多个节点控制器。如下图所示：（资源池系统的三层调度架构示意图）云控制器（CLC）云控制器负责接收用户请求，并校验请求的合法性。根据请求类型的不同，云控制器自动处理请求，或者将请求按策略调度到合适的集群控制器处理，最后将处理结果返回给用户。云控制器需要一台物理服务器部署，但可以与集群控制器共用一台物理服务器。云控制器可管理的集群控制器数量没有限制。集群控制器（CC）集群控制器是对云基础计算节点进行资源分群的手段，根据业务需求可以配置成不同业务集群。集群控制器接收到云控制器的请求后，按策略将其调度给合适的节点控制器处理，并由节点控制器通过计算子系统完成计算资源的创建和管理；通过调用网络子系统搭建集群的受控网络环境，包括虚拟子网，网络路由，防火墙策略等；通过对存储子系统的调用，为集群提供数据存储能力。集群控制器需要一台物理服务器部署，但可以与云控制器共用一台物理服务器，多个集群控制器不建议放入一台物理服务器中。一个集群控制器最多可以管理1024个节点控制器。节点控制器（NC）节点控制器负责处理从集群控制器发出的请求，并控制、管理和监控运行在其上的虚拟服务器的计算环境和存储环境。节点控制器对虚拟服务器的监控是一种非入侵式的监控，它不需要对目标虚拟服务器植入监控程序。另外，有时节点控制器除了承担计算任务之外，其本地硬盘也会通过BingoFS被构建成分布式存储系统。一个节点控制器需要部署在一台物理服务器中，不建议与云控制器、集群控制器共用一台物理服务器。三大资源子系统为实现对数据中心内的各类硬件资源的灵活使用，在三层调度架构体系下，分别使用计算计算、存储与网络等三个子系统对硬件/虚拟资源进行具体的管理和控制。（三大资源系统与三层调度架构关系示意图）计算子系统计算子系统通过对x86物理设备的虚拟封装，实现灵活的服务器资源控制，支持市面常见的服务器虚拟化技术供用户选择，包括：KVM、XEN、ESXi。如果服务器不支持虚拟化技术或低损耗计算要求等原因，品高云操作系统还允许用户选择使用Linux下几乎无损性能的轻虚拟化技术（容器技术）。多种虚拟化技术支持品高云操作系统支持多种虚拟化Hypervisor技术，对于不同的虚拟化Hypervisor，平台提供了统一的bingo-hypervisor接口对虚拟机进行操作。其中使用libvirt实现KVM、Xen虚拟化；使用VMwareESXiAPI接口支持VMware的虚拟化。KVM是开源社区于2007年推出的，完全内置于Linux内核的开源hypervisor。KVM目前支持IntelVT及AMD-V的原生虚拟技术。时至今日IBM、红帽、英特尔等重量级厂商组成开放虚拟化联盟（OVA），致力于提升KVM的认知度与采用率。由于软硬件厂商的共同推进，KVM经常被拥有较大服务器规模的IDC使用，用于自身的品高云操作系统建设，规模经常达到百台以上。XEN2002年XEN正式被开源，由剑桥大学开发。在先后推出了1.0和2.0版本之后，开始被诸如Redhat、Novell和Sun的Linux发行版集成，作为其中的虚拟化解决方案。而XEN最成功的案例来自于美国亚马逊公有云，其推出的EC2服务采用开源XEN作为虚拟机的hypervisor，并拥有数十万级别的服务器规模。ESXiESXi是VMWARE公司在2001年推出的针对服务器的虚拟化平台产品，是著名的虚拟化产品，其推出的vsphere、vcloud套件在企业客户中广为使用。品高云操作系统主要针对封装调度对象是VMWARE底层的虚拟化技术ESXi，并可对接上层vcenter管理平台。Linux容器技术支持（LXC）LinuxContainer容器是一种内核虚拟化技术，可以提供轻量级的虚拟化，以便隔离进程和资源，而且不需要提供指令解释机制以及全虚拟化的其他复杂性。容器有效地将由单个操作系统管理的资源划分到孤立的组中，以更好地在孤立的组之间平衡有冲突的资源使用需求。与传统虚拟化技术相比，它的优势在于：与宿主机使用同一个内核，性能损耗小；不需要指令级模拟；不需要即时（Just-in-time）编译；容器可以在CPU核心的本地运行指令，不需要任何专门的解释机制；避免了准虚拟化和系统调用替换中的复杂性；轻量级隔离，在隔离的同时还提供共享机制，以实现容器与宿主机的资源共享。当服务器不支持虚拟化，或者对性能有更高要求时，考虑使用Linux容器技术。但它只支持常见的Linux服务器。（容器技术与常见虚拟化技术架构比较）灵活的调度策略如何在众多物理服务器中选出最符合业务需要的来创建虚拟机，一直以来是衡量品高云操作系统调度能力的重点能力。所谓业务需要就是在实际场景中品高云操作系统中运行的应用系统特性，如生产环境、测试环境、网络I/O密集型环境等等。计算子系统则原生提供了8个自动化的“资源调度策略”供管理员选择。“资源调度策略”可以分别针对不同的集群控制器管理的集群、同时也允许进一步针对不同的计算节点设置个性化策略。品高云操作系统原生提供的全局资源调度策略包括：轮循（roundrobin）：平均、轮流地使用集群下的节点资源（默认使用的规则）。贪婪（resource-max-first）：自动使用所有服务器中资源占用最低的创建计算资源（一般用于生产环境）。节约（resource-min-first）：优先使用资源利用率高的节点资源，待其耗尽后再使用其他节点资源（一般用于测试环境）。利旧（old-first）：优先使用先加入集群的节点资源（一般用于测试环境）。利新（new-first）：优先使用后加入集群的节点资源（一般用于生产环境）。能耗大优先（power-max-first）：优先使用能耗大的节点资源（此策略需要主板支持IntelNodeManager技术；主要用于渲染集群）。能耗小优先（power-min-first）：优先使用能耗小的节点资源（此策略需要主板支持IntelNodeManager技术；主要用于渲染集群）。网络空闲优先（net-io-low-first）：优先使用网络流量小的节点资源（主要用于网络密集型应用的集群）。针对集群内的虚拟机关机的资源使用情况，品高云操作系统还提供“紧缩模式”的设置，在设置了紧缩模式后，虚拟机关机后将自动释放占用的CPU、内存资源，节省品高云操作系统资源。但带来的副作用是如果其他虚拟机启动后将物理机资源沾满，则关闭的虚拟机可能无法开机，直到有资源被释放出来。（默认不启用）另外一个设置是针对节电功能，当启用了“节电模式”后，只要物理机中不在运行虚拟机，或其中的虚拟机全部处于关闭状态，则物理服务器自动进入休眠状态，直到虚拟机被开机或有调度任务需要在其中创建新虚拟机时会被自动唤醒。（默认不启用）针对单一的云节点，品高云操作系统还提供了高级个性化配置，可以通过“表达式”语法来设置个性云节点的特殊设置，可设置的参数包括：ImageType（镜像类型，取值为vm|vmware|container）Platform（平台，取值为windows|linux）Architecture（架构，取值为x86_64|i386）Vmtype（规模，取值是品高云操作系统中设定的实例规模名称----虚拟机的虚拟硬件配置模板）UserId（用户，品高云操作系统平台中的用户账号名）ImageId（镜像，品高云操作系统中虚拟机模板的编号）示例语法：ImageId=="ami-"orelseImageId=="ami-"（指定节点只能运行某些镜像）；UserId=/="bingo"（指定节点不允许某用户再使用）存储子系统存储子系统通过对分布式存储系统、SAN设备、服务器本地硬盘的逻辑化封装，实现灵活的数据存储能力。分布式云存储提供品高云操作系统内置提供BingoFS分布式存储系统，它通过将x86服务器的本地硬盘集合起来协同工作，并通过通用数据接口（如posix、CIFS、S3等），向用户提供海量数据存储、管理和访问服务。既可以用于承载虚拟机的运行文件、虚拟磁盘、模板以及相关备份等工作，也可以直接为运行在物理机中的软件系统提供网络存储服务。BingoFS系统包括元数据服务器（支持主备）以及若干台分布式存储节点构成，元数据服务器用于数据索引，用户向BingoFS发起的数据请求由元数据负责指向实际的存储位置，为避免单点瓶颈元数据服务器除了支持主备模式之外，索引数据也一般保存在内存中可以快速响应客户的数据读写需求；存储节点服务器用于保存实际数据，理论上存储节点越多整体容量越大，且读写带宽越大，再加之切片冗余的架构数据的可靠性也会更高。（分布式存储系统示意图）切片冗余架构、数据高可用当用户数据需要写入分布式存储中时，会采取切片技术将大文件切分成若干份，每份数据块为64MB，如果文件低于64M则按实际大小保存，这些数据块会被分别保存在不同的存储节点中。为保障数据的可靠性，每份数据又会被自动克隆1至10份（允许用户设置数据的冗余份数），克隆的数据会在其他可用的存储节点保存。对于拷贝数（数据块的克隆数量+1）为N的文件，即使N-1台存储节点失效时，仍可访问。如有5台存储节点，拷贝数为3，则理论上失效2台存储节点（剩下3台），数据仍然可被存取。（分布式存储写入数据示意图）当用户需要读取分布式存储中的数据时，会依次从存有数据块的节点中读取数据。当有多个用户并发读取数据时（需要更大的数据读取带宽），则数据文件越大越可能获得更好的并发读取性能，因为在不同的存储节点中都有可能存在大文件的一份数据块。（分布式存储读取数据示意图）热添加节点、自动水位平衡BingoFS构建的分布式存储系统允许在运行中增加新的存储节点，从而提升整体的带宽与数据容量。每当新存储节点被加入或现有集群中的存储节点宕机，BingoFS会通过优化算法，自动将当前存储集群中的数据重新分配存储位置，让各个存储节点的硬盘得到平均化利用的同时，更降低了单台服务器数据过多带来的数据丢失风险。（分布式存储高可用与水位平衡示意图）本地优先策略、SSD+10gE加速对于在分布式文件系统中多冗复制的一个文件，每次写入操作都会有多份数据在网络中传输，每次读操作也需要经过网络从存储节点读取，给存储网络带来较大的带宽压力；同时，由于数据读写都要经过网络，必然导致了IO的响应时间较长延迟较高。而虚拟机镜像正是需要频繁读写的文件，传统分布式存储架构会需要比较高的带宽，而传统架构带来的IO响应时间延长也降低了虚拟机的IO性能。为了取得更好的虚拟机运行性能，BingoFS允许采用计算、存储双融合的架构。既存储节点的CPU、内存可以作为运行VM的计算能力，而本地硬盘作为分布式存储的组成部分。虚拟机的磁盘文件会优先在本地有一份完整数据拷贝，而冗余的数据会放入其余的存储节点中，读取数据时直接从本地读取，在这种架构下大大降低了网络带宽需求，降低了IO延迟。为了进一步提高系统的离散IO性能，BingoFS支持采用SSD作为热点数据缓存的技术，借助固态硬盘的高IOPS特性为机械硬盘的离散IO操作加速，离散小IO与热点区域的读写优先在固态硬盘上进行。另一方面本地优先策略执行后会采用同步方式将数据块的克隆放入其他存储节点，为加快提高效率一般建议采用10gE网卡或多千兆网卡汇聚的方式提升网络速度。（计算、存储融合架构示意图）存储快照技术备份是对数据进行保护的最有效方式。然而通过数据复制进行备份的方式代价和成本较高，消耗大量时间和系统资源。显然，这种数据备份方式存在一个显著的不足，即备份窗口问题。在数据备份期间，企业业务需要暂时停止对外提供服务。随着企业数据量和数据增长速度的加快，这个窗口可能会要求越来越长，这对于关键性业务系统来说是无法接受的。对于品高云操作系统来说，虚拟机镜像文件写入频繁，在运行时进行复制不能保证数据一致性会导致数据丢失，想要复制镜像只能将虚拟机关机，对业务的连续性造成较大影响，并产生了较大的系统负载。因此对于支撑虚拟机镜像的存储系统来说快照特性是十分重要的。快照是某个数据集在某一特定时刻的镜像，也称为即时拷贝，它是这个数据集的一个完整可用的副本。快照的生成速度通常很短，只需要毫秒甚至微秒级的速度，瞬间完成，源文件正在读写时也可以进行快照，十分适合虚拟机镜像文件和存储卷文件的备份。BingoFS在底层原生支持快照技术，并结合了写时复制（COW,CopyOnWrite）、指针重映射（PointerRemapping）、克隆快照（Copyonwritewithbackgroundcopy）等快照技术的优点，可在任意时刻对任意文件制作任意数量的即时拷贝，源与目标互为即时拷贝，没有源文件与快照文件之分，所有文件都具有一份完整拷贝，并具有相同的读写性能。借助即时拷贝的优越特性，品高云操作系统可在数秒内批量启动上千台虚拟机，可在任意时刻对虚拟机镜像和存储卷制作任意数量的备份，而每个备份又可以随时瞬间恢复为虚拟机/存储卷，即使原始源文件已经被删除。此外，即时拷贝也可作为BingoFS中数据复制的一种方式，任意大小的文件都可迅速复制完成，并且副本只占用极少的磁盘空间。（写时复制技术示意图）各类SAN设备支持品高云操作系统支持常见的SAN存储设备，支持添加多个SAN存储设备到存储池中。品高云操作系统通过标准协议对SAN设备的LUN进行操作与格式化，并在LUN中运行实例或创建存储卷。SAN设备上运行的实例通常可以获得较好的性能。（在品高云操作系统中添加SAN存储设备）网络子系统网络子系统通过对品高云操作系统中的虚拟网络进行编程控制(SDN能力)，可以提供安全组、VPC、VPN等能力。在不替换现有硬件交换设备的前提下，以中央控制方式对虚拟机网络资源进行管理。安全组安全组起着虚拟防火墙的作用，可控制一个或多个实例的流量。在启动实例时，需要为实例关联安全组。为安全组添加规则，规定流入或流出其关联实例的流量。可以随时修改安全组的规则；新规则会自动应用于与该安全组相关联的所有实例。在决定是否允许流量到达实例时，平台会应用与实例相关联的安全组中的所有规则。（安全组相当于虚拟防火墙，保护用户的虚拟机实例安全）安全组规则可控制允许到达与安全组相关联的实例的入站流量以及允许离开实例的出站流量。默认情况下，安全组允许所有出站流量。品高云操作系统为要求实例启动时指定安全组，安全组默认不开通任何规则。当虚拟机实例要开通端口/协议时，除了虚拟机实例里面打开端口外，还要将实例对应的安全组添加相应的授权规则。以确保实例的安全。VPC提供VirtualPrivateCloud（VPC）是云中与其他虚拟网络隔离的网络环境（一般在品高云操作系统提供公有云模式下会被用到）。一般情况下云中的虚拟机实例IP是被品高云操作系统自动分配和管理的，但一般大型用户已有IT系统中的IP与网络划分相对成熟，因此希望沿用已有的路由和IP规则，在这种情况下VPC允许网管人员在云中创建一个与客户现有网络更加一致的虚拟网络环境，并且支持通过VPN的方式拨号到VPC网络中，像使用本地网络一样使用云中的资源。（VPC服务让客户像使用本地网络一样使用云资源）VPC提供如下灵活的网络功能:可以自定义网络、选择IP地址范围、创建子网。可以配置路由表、网络网关和安全设置。可以为实例添加/减少网卡，网卡可以是同一子网或不同子网。可以在自己的VPC内启动云资源，例如虚拟机实例。VPN提供品高云操作系统提供虚拟路由器功能，通过创建路由器，用户可以获得以下功能：VPN功能虚拟专用网（VirtualPrivateNetwork，简称VPN），是一种常用于连接中、大型企业或团体与团体间的私人网络的通讯方法。使用此功能使得你可以将品高公有云中的网络作为企业内网的一部分来看待使用，以更加便利的使用公有云中的资源。公有IP端口映射在指定的公有IP带宽足够的情况下，使用此功能，可以使用一个公有IP映射多个虚拟机实例，以节省公有IP的费用。VNC提供VNC（VirtualNetworkComputing），为一种使用RFB协议的屏幕画面分享及远程操作软件。此软件借由网络，可发送键盘与鼠标的动作及实时的屏幕画面，就像一台虚拟的显示器一样。使用VNC可以做到查看到windows/Linux虚拟服务器的启动过程、远程控制虚拟服务器等。VNC与操作系统无关，因此可跨平台使用，例如可用Windows连接到某Linux的电脑，反之亦同。甚至在没有安装客户端程序的电脑中，只要有支持JAVA的浏览器，也可使用。品高云操作系统为实例提供VNC连接，在没有公有IP的情况下也能访问实例。SDN网络BingoSDN遵循的是ONF基金会（opennetworkfoundation）提出的SDN的标准，拥有完成的三层架构，实现严格的集中化控制。（BingoSDN架构图）数据层(dataplane)又称快速通道（fastpath）：主要负责匹配OpenFlow规则，执行数据的处理。如无匹配数据，则通过南向接口进行数据信息的反馈（slowpath）；控制层（Controlplane）：分为四大部分，第一部分：南向接口主要功能接收数据层信息的反馈（slowpath），下发决策（OpenFlowrule）；第二部分：北向接口提供开发的API给上层应用服务；第三部分：东西向接口这是控制层集群化的数据同步接口；第四部分是内部服务，提供丰富的网络功能；应用层(appplane)：负责云网络的核心业务，泛指我们的云管理平台提供的控制业务功能。（数据层networkdevice是基于主流开源软件openvswitch实现，在后文网络拓扑模型中openvswitchbr0即是openvswitch的桥，SDN的核心controller是自主研发，即控制层与应用层是自研的）SDN网络拓扑模型BingoSDN支持管理员通过品高云操作系统规划云网络，下发规则保存在自主研发的SDNcontroller中，当有流量进来时，主流开源软件openvswitch的桥通过北向接口询问controller，controller会对应用业务分析，下发流表规则给到openvswitchbr0，然后由桥去匹配流表（flowtable），执行动作，实现整个网络的控制转发。同时，由于openflow的流表具有很强的灵活性的关系，每个NC可以独立访问外网。（BingoSDN网络拓扑模型）BingoSDNcontroller：主要负责根据业务应用分析，对数据流进行决策，通过openflow协议下发流表规则给到openvswitchbr0处理，以及对openvswitchbr0进行查询监控等功能，并且提供了北向的RESTAPI（开放可调用接口）。支持集群模式的部署，可部署在集群控制器或节点控制器中，并且可以通过基于同步数据修复和同步负载均衡两种集群调度方法来调度控制节点接管相应的交换机，提高slowpath的处理性能、保证网络的高可用。如帮助新交换机加入到网络中，能够找到最合适的控制节点，另外当有控制节点宕机时，其接管的交换机能够被其它控制节点妥善接管。Openvswitchbr0：是linuxbridge的扩展实现，主要通过北向接口与controller进行交互，匹配流表，执行流表动作（如转发，修改源/目标MAC地址、IP地址、端口号，丢弃等），以及QOS、failmode等网络功能。流表（Flowtable）：由2个部分组成，第一部分是规则，定义了数据包的匹配项，其中包括：源mac地址、目标mac地址、以太类型、源IP地址、目标IP地址、网络层协议号、传输层协议号、源端口号、目标端口号、vlan号、arpsendermac、arptargetmac等；第二部分是动作，匹配命中后，openvswitchbr0需要执行的动作，其中包括drop、output、nw_src_mod、nw_dst_mod、dl_src_mod、dl_dst_mod等。（BingoSDN中流表）初始化的时候，所有节点上的流表是空的，是随着业务的部署形成的。比如说当有一个VM发生通讯的时候，第一个报文（首包）在openvwitch没有命中流表，openvswitch就会通过openflow协议将数据发送给controller分析，controller根据应用业务分析对数据流进行决策，通过openflow协议定义openvswitch接下来的处理，这也就是流表的形成。由于所有的云网络功能（包括SecurityGroup、ACL、Subnet、VPC、VLAN接入，NAT、Route）在BingoSDN通过flowtable的实现，因此示意SDN中数据流向如下：（SDN网络流向示意图）当节点1中的实例访问外网时，到达openvswitchbr0时，由于控制器生成了流表下发，openvswitch执行流表动作，直接访问到internet；当需要访问另一个节点2中的实例时，到达节点2中的openvswitchbr0，执行流表动作，则正常访问。云服务系统品高品高云操作系统通过资源池系统将基础设施的能力逻辑化，供上层云服务功能进行使用，这些云服务功能可以由品高公司开发也可由第三方公司开发（品高云OS提供了统一的服务管理界面），并统一通过自助服务平台或API方式提供给用户或其他系统使用。品高品高云操作系统原生提供了15大类云服务功能，包括：EC2、EBS、S3、ElasticIP、ElasticLoadBalancing、CloudWatch、IAM、SNS、Beanstalk、ElasticMapReduce、RDS、CloudFormation、VPC、AutoScaling、3DRendering；其中有14个服务的百余个API与AmazonAWS的API相兼容。弹性服务器服务（EC2）此服务是品高云操作系统的最基本服务，它允许用户根据需要创建任意数量的虚拟服务器（称之为实例），并进行管理。支持对已创建的CPU、内存执行升级/降级操作，从而支撑用户的业务需要。实例支持Windows、Linux等主流操作系统的各个版本。EC2的实例在创建时除了允许用户选择，实例规模（CPU/内存/硬盘的大小模板）、镜像模板（一般为操作系统模板）、密钥（类似于软证书，用户通过它获得实例OS的登录密码或直接使用密钥登陆linux实例）、安全组（虚拟防火墙，每个用户创建后默认拥有）之外，品高云操作系统还支持软件模板，当用户创建实例时可以选择一个或多个软件模板，这些软件会自动化安装到实例中。（EC2实例创建时的可选项）弹性硬盘服务（EBS）弹性硬盘服务属于EC2服务的附属服务，它允许用户利用共享存储设备（如：SAN、分布式存储）为EC2实例提供额外的存储卷（虚拟硬盘），用户可以按需创建任意大小的卷（只要实例的OS支持和存储剩余空间足够），一个存储卷可被挂载到不同的EC2实例，但同一时刻只能被挂载到一个EC2实例，它不会因关联EC2实例的损坏、销毁而被删除。（EBS的存储卷不会因关联的EC2实例的销毁而丢失数据）弹性硬盘服务支持对存储卷的热备份操作，为确保存储卷中的数据不会因覆盖而丢失，EBS仅允许用户通过快照创建新存储卷（克隆）而不是覆盖原有存储卷。另外EC2实例AMI模板如果被设置运行在EBS上，则创建的EC2实例具备HA功能，可在物理机宕机时自动迁移到其他物理机，同时也具备热迁移功能。弹性IP（ElasticIP）弹性IP服务属于EC2服务的附属服务，它允许用户方便的管理固定IP（公有IP）资源，在品高云操作系统中每个EC2实例都会被随机分配2个IP地址，一个是私有IP（用于云内部管理，是实例虚拟网卡的IP地址）另外一个是公有IP（相当于访问IP，通过网络子系统完成NAT地址转换，用于其他客户端访问），这个公有IP具备灵活性，可以快速在不同实例间灵活绑定。另一个场景是，不是所有实例都需要公有IP，例如：一个B/S架构的系统，其web服务器需要公有IP，而数据库服务器不需要，web服务器只需要通过私有IP就可以访问到数据库，也可以减少数据库服务器的网络攻击的风险。（弹性IP服务架构示意图）网络安全组（SecurityGroup）安全组是一项针对EC2实例的安全服务功能，它相当于虚拟防火墙，可以保护EC2实例的网络安全，不同用户EC2实例默认不允许相互访问，除非通过设置规则开通。用户也可以为不同的应用创建不同的安全组，实现应用系统间的网络安全控制。（安全组相当于虚拟防火墙，保护用户的EC2实例安全）软件仓库（SoftwareWarehouse）软件仓库是一项针对EC2实例的自动化运维功能，它通过内置在EC2实例中的Agent完成软件自动化安装的工作，用户可以管理自己的软件仓库，设置软件信息与依赖关系，Agent在创建EC2实例的时候通过user-data（一种EC2中向虚拟机传递参数的方法）获取到需要安装的软件信息，从而完成相应动作。（软件仓库自动化部署体系示意图）对象存储服务（S3）对象存储服务（SimpleStorageServices）是基于http协议访问的对象存储功能，其构建在BingoFS分布式存储之上，可直接为物理机/EC2实例中的应用系统提供文件保存与共享服务，无需担心存储扩容、带宽瓶颈、存储设备宕机等问题。用户可通过S3工具将本地文件上传至S3中进行保存并管理，应用程序也可以方便的通过S3的API进行应用数据的存储管理。（S3服务架构示意图）负载均衡服务（ELB）负载均衡服务（ElasticLoadBalancing）允许在通用的x86服务上模拟负载均衡器，并支持将任意数量的EC2实例作为负载节点组成集群，从而降低单实例宕机风险和提高应用系统应对大规模访问的处理能力。其通过业界信赖的负载均衡软件（默认采用Apache+HAProxy，其他还可以根据用户需要增加对LVS、Nginx的支持）作为负载均衡容器，并通过自动化配置与调度模拟硬件负载均衡设备的工作能力。ELB支持对使用HTTP、HTTPS（安全HTTP）、TCP和SSL（安全TCP）监听器协议的应用程序进行负载均衡。（负载均衡服务架构示意图）负载均衡服务会按照用户设置的方法检测EC2实例的运行状态，如果发现EC2实例不可用，则会将流量重新路由到运行正常的实例，直至运行不正常的实例恢复为止。默认情况下负载均衡服务采用的调度策略是“依据请求数”，每次请求会被优先分配到请求数较少的EC2负载实例中。如果启用了“cookie粘性”功能，则同一个浏览器的持续访问会调度到一台固定的EC2实例中。云监控服务（CloudWatch）云监控服务（CloudWatch）为用户提供了实时查看云中各类服务资源如EC2实例、EBS存储卷、ELB负载均衡器的运行情况的方法，并且提供了多种监控指标供用户使用，用户还可以针对指标设置“阈值”当超过“阈值”时会触发“警报机制”，报警机制不但支持常见的邮件通知，还可以调用自动伸缩服务（AutoScaling）动态增长/减少某类应用服务器数量，从而灵活应对应用的访问量。同时也支持向第三方应用发送HTTP请求，从而让第三方应用做出更多响应。（云监控服务体系示意图）弹性伸缩服务（AS）弹性伸缩服务（AutoScaling）是一项能够体现品高云操作系统“弹性”能力的服务功能，它可以根据用户定义的策略、运行状况检查和计划来自动创建新的或终止旧的EC2实例。EC2实例是就云中的服务器。对于运行在品高云操作系统中的应用程序，“弹性”能力是应对资源访问的不确定性以及成本控制重要应对策略。弹性是指通过更改应用的服务器数量（水平扩展）或更改服务器配置大小（垂直扩展）来增加或减少应用程序的计算容量的能力。而在典型的商业场景中，在Web应用程序开始获得更多流量时，将添加更多的服务器或增加现有服务器的大小来应对额外负载。同样，当Web应用程序的流量开始减少时，将终止未充分利用的服务器，或者减少现有服务器的大小。在实际运维工作中如果使用水平扩展，仅需根据应用程序的需求增加或减少服务器数量。而一般情况下进行垂直扩展时可能都会涉及更改服务器配置因此设计不确定因素较高。这里弹性伸缩服务（AutoScaling）的自动化主要使用“水平扩展方式”进行扩展，在用户需求增加时，可以自动增加使用的服务器数量以维护性能，在需求下降时可以减少服务器数量来最大限度地降低成本。而针对“垂直扩展方式”，品高云操作系统允许用户手工在web控制台中手工调整EC2实例的规模，从而应对需求。如果应用程序的使用情况每小时、每日或每周发生变化，并且需要自动进行水平扩展以满足此类使用情况变化，弹性伸缩服务（AutoScaling）会非常合适。它使得用户无需提前准确预测巨大的流量峰值，以及在峰值之前计划调配资源。当然弹性伸缩服务也支持“计划任务”意在特定周期如每月1日，每年6月1日等进行资源的“水平扩展”。（弹性伸缩服务体系示意图）大数据处理服务（ElasticMapReduce）大数据处理服务（ElasticMapReduce）通过在品高云操作系统上按需创建EC2实例集群，并在集群中执行google提出的MapReduce模型来完成用户的计算工作。并支持使用Hadoop开源框架管理该集群。MapReduce分布式处理架构，将用户的计算任务被映射到一组服务器以供处理。然后，由这些服务器执行的计算结果将减少为单个输出集。其中一个节点被指定为主节点，它控制任务的分配。下图显示了具有主节点的MapReduce集群，该主节点引导一组从属节点来处理数据。（MapReduce运算体系示意图）为了开发和部署自定义MapReduce应用程序，用户过去需要使用专属硬件来测试Hadoop程序。而使用品高云操作系统EMR可在现有资源池中，创建Hadoop集群并执行大数据处理任务。并允许在获得结果后保留数据，释放计算资源用于他用。不仅如此，品高云操作系统的EMR还进一步增强了Hadoop和其他开源应用程序，以便大数据处理能力可在品高云操作系统中按需使用，这些增强包括：支持使用EMR服务，通过向导界面从零到有，自助创建MapReduce集群。支持动态调整EMR集群，用户可以非常容易地根据处理需求增减停止或正在执行任务的集群中的从节点（EC2实例数量），设置完成后立即可以在hadoop管理器中看到变化。除了执行自定义MapReduce脚本外，还支持动态配置执行Pig、Hive脚本。专为高性能计算设计的EC2实例将使用LXC技术（LXC的物理及转化损耗几乎为零，而传统虚拟机程序在10%左右）运行Linux用于主节点和从属节点。将品高云操作系统的S3用于输入和输出MapReduce数据的共享存储。支持作业流程编排，可设置在一个MapReduce任务完成后的后续计算任务。品高云操作系统EMR提供了几种用户可以启动用来运行自定义Hadoopmap-reduce代码的集群类型，如：自定义JAR：运行用Java编写的自定义map-reduce程序。此集群提供对MapReduceAPI的低级别访问。用户负责编程定义和实施Java应用程序中的mapreduce任务。高级数据分析和处理程序：无需编写任何代码。因为EMR已经自动配置了多个开源应用程序在Hadoop上层运行，所以可以用类似SQL的语法或名为PigLatin的专用语言操作数据。EMR与ApacheHive和ApachePig相集成。HDFS数据存储：分布式存储是在分布式网络上存储大量数据的一种方式，该网络中的计算机具有用来防止数据丢失的冗余。品高云操作系统EMR与Hadoop分布式文件系统(HDFS)相集成。关系数据库服务（RDS）关系数据库服务（RDS）是品高云操作系统针对传统数据库系统（目前支持MySQL和SQLServer）的运维自动化工具，其通过封装数据库系统自带的API完成对数据库系统的安装、配置、备份、安全与高可用等工作，是DBA工作的最佳实践的执行工具。（RDS服务运行架构示意图）云编排服务（CFN）云编排服务（CloudFormation）是时下最流行的概念DevOps（意思通过一些方法帮助应用开发团队和运营/运维团队间更好的沟通协作）的一种实现方式，其通过脚本化的方式调用、组合品高云操作系统提供的原生云服务功能以达到自动化、标准化运维的目的。在CFN中通过“堆栈”的方式依次从头执行用户设置的资源创建任务，品高云操作系统提供的各项原生服务（如EC2、RDS等）被可以定义成堆栈内的资源。用户可以使用模板（符合JSON的文本文件）来定义堆栈参数、映射、资源属性和输出值的特性。CFN会依次逐个资源任务，并确保所有资源依序都已根据需要创建或删除。必须所有的堆栈单元都成功创建CFN的任务才会宣告成功。如果由于任何原因导致堆栈单元的资源无法创建，则CFN将回滚堆栈，并自动删除已创建的堆栈内资源。在CFN中模板可以被定义成交互式的，既有些参数的输入是要在创建资源时决定的，如用户的密钥名称、安全组甚至应用系统的portal标题名称，这些动态参数允许在模板中通过parameters语法定义，并在创建CFN任务时，允许用户即时填写。模板中的参数执行CFN任务时的确认信息"Parameters":{"MyNumber":{"Type":"Number","Default":"10","Description":"输入编号","MinValue":"1"}}虚拟私有云服务（VPC）虚拟私有云（VirtualPrivateCloud）提供了一种在品高云操作系统中将某个用户的EC2实例的路由、IP分配等信息可以自主化配置的方法，一般在公有云中对此服务要求较大。传统模式下品高云操作系统中的EC2实例IP是被品高云操作系统自动分配和管理的，但一般大型云客户已有IT环境中，网络配置都较为固化，因此希望沿用已有的路由和IP分配规则，在这种情况下VPC允许网管人员在云中创建一个与其现有网络更加一致的虚拟网络环境，并且支持通过VPN的方式拨号到VPC网络中，像使用本地网络一样使用云中的资源。（VPC服务让客户像使用本地网络一样使用云资源）标准化支持品高云操作系统遵循业界的云环境标准、接口标准、软硬件标准等，以便满足未来业务扩展的需要。环境标准品高云操作系统参考了业界具有成熟度的公有云标准，并依据私有云的需要进行扩展；云计算环境可支持公有云与私有云相结合，形成混合云计算环境，进而可以充分利用公有云的相应计算资源。接口标准品高云操作系统尊崇Amazon接口标准12项服务数百个API，包括AWS的EC2，LoadBalancing、S3，SNS、ClouwWatch、AutoScaling等标准API标准，便于第三方系统集成与开发，Amazon的AWS服务接口的具体标准如下：AmazonEC2APICompatabilityAmazonLoadBalancingAPICompatabilityAmazonSimpleNotificationServiceAPICompatabilityAmazonCloudWatchAPICompatabilityAmazonAutoScalingAPICompatabilityAmazonS3APICompatability硬件标准从硬件层面，品高云操作系统基于X86CPU多核的发展趋势，在未来相当长的时间内，满足软、硬件虚拟化的基本要求。业务标准云操作系统面向全区各级教育单位提供服务，需