云若只如初见——CloudStatck初步学习总结

1.     用于Iaas，建立公有的、私有的、混合的计算资源池：

（1）管理网络、存储、计算结点，组成一个云基础设施。

使用CloudStack来部署、管理、配置云计算环境。

（2）按需建立的弹性云服务。虚拟机、存储、通过网络配置。

（3）建立一个本地的（on-premise）内部私有云池。管理物理机而非虚拟机。

CloudStack是一个管理数据中心计算资源的控制台。

2.用途/功能：

（1）一个单独的云部署可以包含多个hypervisor。

1. 支持预装类似思杰XenServer和Vmware vSphere的解决方案.
2. 运行在linux下的KVM或Xen。

（2）大规模可扩展的基础设施管理。

CloudStack能在分布式数据中心管理成千上万的服务器。

（3）自动配置管理

CloudStack自动配置每个客户虚拟机的网络和存储。

（4）图形用户界面

1. 为超级管理员提供一个Web界面来管理云。
2. 为终端用户提供Web界面来运行虚拟机和管理虚拟机模板。

（5）API和可延展性

（6）高效率（高可用性）：

管理服务器能被部署在多个结点，使服务器负载平衡。

对于主机，CloudStack支持NIC bonding以及为存储或多路ISCSI使用隔离的网络。

3.     结构部署概述：

CloudStack安装包括：管理服务器、云基础设施。

（1）安装方案：

①最小化安装包括：

    a. 一个运行在CloudStack管理服务器的机器。（管理服务器）

    b. 作为云基础设施的其他机器。包含一个host主机运行hypervisor软件。（hypervisor host，使用KVM hypervisor）

②完全安装包括：

    a. 一个高可靠性的多结点管理服务器；

    b. 使用高级网络配置的数以万计的host主机。

（2） 管理服务器概述：

① 管理服务器用于管理云资源。

管理服务器通过用户界面和API来交互，来配置管理你的云基础设施

②   管理服务器运行在一个专用的服务器或VM上。

　　a. 控制主机给虚拟机实例的资源分配（存储、IP地址等）。

　　b. 管理服务器运行在一个Tomcat容器和MySQL数据库上。

③   管理服务器满足系统需求：　　

　　a. 给最高管理员和终端用户提供Web用户界面。

      b. 为CloudStack提供API。

　　c.管理分配给特权host的客户虚拟机资源。

     d.管理给特权账户分配的公有的和私有IP地址。

　　e. 管理给客户虚拟机分配的虚拟磁盘。

　　f.管理snapshots，模板，ISO镜像，或许通过数据中心复制给他们。

　　g.提供一个单点配置的云。？？

（3）云基础设施概述：

管理服务器管理一个或更多的zones（典型的，数据中心），包含host和运行其上的客户机。

云基础设施以类似如下方式组织创建：

1. Zone：一个zone等价于一个独立的数据中心，包含一个或更多的pods和辅存(Secondary Storage)。
2. Pod：一个Pod通常包括一个二层交换机和一个或更多的集群的硬件。
3. Cluster：一个集群（cluster）由一个或更多的主机和主要存储(Primary Storage)组成。
4. Host：在集群中的一个独立的计算结点。
5. Primary Storage：与集群通信。是在集群中运行在主机（host）上的所有虚拟机存储的磁盘卷。
6. Secondary Storage：与zone通信，存储模板、ISO镜像、磁盘快照（snapshots）。

（4）网络概述：

CloudStack提供了两种网络方案：

     a. 基本的：对于AWS-style networking，提供一个通过网络层（layer-3）手段（例如安全组，IP地址过滤）使客户机隔离的独立网络。

     b.高级的：对于更复杂的网络拓扑结构，网络模型为客户机网络提供更多可伸缩性。

4.     云基础设施概念

（1）   Zone：

①  zone是在CloudStack部署中最大的组织单元。

1. 一个Zone通常对应一个单独的数据中心，也允许在一个数据中心中有多个zone。
2. 提供物理隔离和冗余。

②   Zone组成：

1. 一个或多个pods。每个Pod包含一个或多个host的集群，并且有一个或更多主要存储服务器（primary storage）。
2. 辅助存储(secondary storage)：通过zone中的所有pod来共享。
3.  

③  Zone对终端用户可见。

1. 用户启动一个客户虚拟机时，用户必须为他的客户机选择一个zone。
2. 用户也可能需要复制他们的私有模板来增加zone，客户虚拟机在这个zone中使用他们的模板。

④  Zone可以被设成公有的和私有的。

1. 公有的zone对所有用户可见。任何用户可以在zone中创建客户机。
2. 私有的zone被保留给特殊的domain。只有在这个域或其子域中的用户可以在zone中创建客户机。
3. 在同一个zone中的host，通过没有防火墙直接互相访问（accessible）。
4. 在不同zone中的host，通过配置静态VPN通道来互相访问（access）。

⑤  对于每个zone，最高管理员必须如下决定：

1. 在zone中有多少个Pods。
2. 在每个pod中有多少个集群。
3. 每个集群中有多少个主机(host)。
4. 在每个集群中有多少个主要存储服务器，并确定存储服务器的容量。
5. 在zone中部署多少个次要的服务器。

⑥  当增加一个新zone时，将很快速配置zone的物理网络，增加第一个pod、集群、主机、主要存储、次要存储。

（2）Pods：

①  pod常表示一个独立的rack。在同一个pod中的主机在同一个子网内。

②  pod是在CloudStack中第二大组织单元。

③  每个zone包括一个或更多的pods。

④  Pods对终端用户不可见。

⑤  Pod包括一个或多个带有主机的集群，以及一个或多个主要存储服务器。

（3）   Clusters：

①   集群提供一种集合主机(host)的方式。集群可以是一个XenServer服务器池，一组KVM服务器，一个预配置在VCenter中的VMware集群。

②  在一个集群中所有的主机都是相同的硬件，运行相同的hypervisor，在同一个子网内，访问同一个共享主要存储服务器。

③  在同一个集群内的虚拟机实例可以从一个主机到另一个动态迁移（live-migrated），而不中断用户服务。

④  集群是在CloudStack部署中第三大组织单元。

允许在一个云中部署多个集群。

⑤  集群包含在pods中，pods被包含在zone中。集群的大小被hypervisor限制。

⑥  集群包括一个或多个主机及更多的主要存储服务器。

（4）   主机（host）：

1. 一个主机是一个独立的计算机，提供计算资源来运行客户虚拟机。
2. 每个主机安装一个hypervisor软件来管理客户虚拟机。Eg: Linux KVM服务器，思杰XenServer服务器等。
3. 主机是CloudStack中部署的最小组织单元。主机包含在集群中，集群包含在pods中，pods包含在zone中。
4. 随时加入另外的主机为客户虚拟机提供更高性能。
5. 主机对终端用户不可见。
6. 必须按如下在CloudStack部署主机：

l  在主机上安装hypervisor软件。

l  为主机分配一个IP地址。

l  保证主机被CloudStack管理服务器连接。

（5）Primary Storage：

1. 主要存储与集群通信，为在集群中运行在主机上的所有虚拟机存储磁盘卷。
2. 可加入多个主要存储，但至少有一个。

（6）Secondary Storage：

1. 辅助存储与zone通信。
2. 存储如下内容：

l  模板（Templates）：用于启动虚拟机的操作系统镜像；包含额外的配置信息。e.g.：安装的应用。

l  ISO镜像：磁盘镜像包含操作系统的数据或可引导媒体。

l  磁盘卷快照（snapshots）：保存虚拟机能被用于数据恢复或创建新模板数据副本。

1. CloudStack管理给主要存储的客户机虚拟磁盘的分配。
2. 在云中要使所有主机都可用辅助存储，可以除了基于zone的NFS辅助存储外再增加OpenStack Object Storage（Swift）。

l  当要使用Swift时，则为整个CloudStack配置配置Swift存储。

l  Swift存储作为一个云扩展资源，使在云中的任何域的模板和其他数据都可用。

l  Swift存储中是没有层次的，每个存储对象(object)仅有一个Swift容器。

（7）   物理网络：

①  配置物理网络是增加一个zone的一部分。一个（高级zone）或更多的物理网络能使每个zone之间通信。

②  物理网络是实际的硬件网络，与hypervisor主机的网卡一致。

③  最高管理员能做：

　　a.在zone中增加、删除、更新物理网络；

　　b.在物理网络中配置VLAN；

　　c. 配置一个这样的网络名可通过hypervisor识别；

　　d.配置在物理网络可用的服务供应商（防火墙、负载平衡等）；

　　e. 配置物理网络的IP地址。

④  可配置的物理网络特征：　　

　　a. 它支持什么类型的网络traffic（客户、公共的、管理、存储）

　　b. VLANs

　　c.能使用找到特殊网络的Hypervisor唯一的名字

　　d.网络设置为可用或不可用。

　　e.网络速度

　　f.隔离方法

⑤  基本的zone网络Traffic类型

　　a.客户机：当终端用户运行VM时，生成客户机traffic。

l  客户虚拟机通过网络彼此通信。

l  每个pod在基本的zone中是一个广播域。

l  对于客户机网络，每个pod有不同的IP范围。管理员必须为每个pod域配置IP范围。

1. 管理：当CloudStack的内部资源彼此通信，将生成管理traffic。

包括——主机之间通信，虚拟机系统（通过CloudStack在云中执行各种任务），任何通过CloudStack管理服务器的其他组件直接通信。必须为系统使用的虚拟机配置IP域。

为管理traffic和客户traffic使用隔离网卡。

1. 公有的：当在云中的虚拟机访问internet时，生成公有的traffic。

必须分配公共可访问的IP。

终端用户在他们的客户机网络和公共网络使用CloudStack用户界面获得这个IP，也可以获得新IP。

1. 存储：例如在辅助存储（secondary storage）虚拟机和辅助存储服务器之间发送的Traffic。CloudStack为存储网络traffic使用一个隔离的网卡。在一个高速带宽网络上允许快速模板和快照复制。必须配置IP范围使用存储网络。

 必须配置一个带有公共traffic的网络。当加入一个新的zone，在CloudStack用户界面中进行必要的详细配置。

⑥  基本的Zone客户机IP地址：

使用基础网络时，云平台会在客户机的那个pod的CIDR中分配IP地址。由最高管理员在pod中设置IP地址范围，pod中的所有主机的IP在同一个虚拟局域网中（VLAN）。

⑦  高级Zone 网络Traffic类型：

使用高级网络时，在Zone中可以有多个物理网络。每个物理网络有一个或多个traffic类型。在一个高级zone中的Traffic类型是：

1. 客户机：当终端用户运行虚拟机时，生成客户机traffic。网络是被隔离或者共享的。

l  隔离的客户机网络：最高管理员需要为每个CloudStack账户的网络保存虚拟局域网范围。（可能有很多VLAN）。

l  共享客户机网络：所有的客户虚拟机共享一个独立的网络。

1. 管理：

包括主机之间的通信，虚拟机系统（在云中CloudStack通过使用虚拟机执行各种任务），任何与CloudStack管理服务器其他组件直接通信。

必须为使用的虚拟机系统配置IP范围。

1. 公有的：

在云中的虚拟机访问Internet时公有的traffic将生成。终端用户使用CloudStack用户界面在他们的客户机网络和公有的网络之间以NAT获得IP 。详述参见“获得一个新的IP地址”的管理员向导。

1. 存储：

l  类似VM模板和快照，在辅助存储（secondary storage）虚拟机和辅助存储服务器之间传送的traffic。

l  CloudStack为存储网络traffic使用一个隔离的网络接口控制器（NIC）。使用一个总在高带宽网络上允许快速模板和快照复制的存储NIC。

l  必须为存储网络配置使用的IP范围。

在用户界面创建一个新的Zone时，通过Add Zone向导来选择traffic类型。

⑧  高级Zone客户机IP地址、高级Zone公共IP地址：

当使用高级网络时，最高管理员可通过客户机来创建额外的网络。

1. 这种网络可以跨越zone并且所有账户都可用。
2. 只有指定的用户可以创建客户机连接这个网络。
3. 用一个虚拟局域网网络名（VLAN ID），IP范围和网关来定义网络。

⑨  系统保留的IP地址：

l  在每个Zone中，需要为管理服务器网络配置保留IP地址。这个网络支持CloudStack管理服务器和各种系统虚拟机之间通信，例如：辅助存储器（Secondary Storage）虚拟机，控制台虚拟机代理（Console Proxy VM），DHCP。

l  访问云中保留的IP地址必须唯一。E.g：一个Zone中的有相同私有IP地址的主机又在另一个zone中。

l  在Pod中的主机分配私有IP地址。代表性的是RFC1918.

l  在pod中的控制台代理和辅助存储系统虚拟机也分配私有IP地址。

l  务必使计算服务器和管理服务器使用的IP地址在系统保留IP地址之外。E.g.：假设系统保留IP地址范围是192.168.154.2 – 192.168.154.7，那么Cloudstack能为系统虚拟机使用.2到.7范围的IP，其他的从.8到.254范围的IP只能用于管理服务器和Hypervisor主机。

⑩  在所有的zone中：

在每个pod中为系统提供私有IP。

对于KVM和XenServer，建议每个Pod中的每个主机分配一个私有IP。

在一个使用高级网络的zone中：

在每个pod中私有IP的数量取决于在pod中哪个Hypervisor被运行。

l  思杰的XenServer和KVM使用局部链（link-local）地址，在地址块中提供多于65000个私有IP地址。

l  VMWare ESXi，通过比较使用最高管理员指定的子网结构，一般管理员为每个Pod仅提供255个IP。它们通过物理机器、虚拟机路由、其他实体来共享IP，但是当运行ESXi扩展一个结点的pod时，私有IP可能会用完。利用如下技术来解决：

为一个子网指定一个更大的CIDR块。子网掩码中带有a/20后缀将提供多于4000个IP地址。

创建多个pods，每个带有它自己的子网。例如：如果创建10个Pods ，每个pod 有255个IP地址，将提供2500个IP地址。