接下來(lái)我們介紹幾個(gè)典型的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以幫助各位讀者深入了解適合Eucalyptus的應(yīng)用場(chǎng)景。在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中有一些縮寫(xiě)，含義如下：

CLC - 云控制器(Cloud Controller)，Eucalyptus中的前端組件

Walrus - Eucalyptus中類似于Amazon S3的對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)

CC - 集群控制器(Cluster Controller)，管理一個(gè)Eucalyptus集群

SC - 存儲(chǔ)控制器(Storage Controller)，為一個(gè)Eucalyptus提供彈性塊存儲(chǔ)(EBS)服務(wù)

NC - 計(jì)算節(jié)點(diǎn)(Node Controller)

GE - 千兆網(wǎng)

10 GE - 萬(wàn)兆網(wǎng)

FC - 光纖通道

SAN - SAN存儲(chǔ)

上面這個(gè)拓?fù)鋱D展示的是一個(gè)只有一個(gè)計(jì)算集群的小型Euclayptus私有云。在這個(gè)私有云中，所有服務(wù)器都連接到一臺(tái)千兆網(wǎng)交換機(jī)上，其中CLC和Walrus共同部署在同一臺(tái)物理服務(wù)器上，CC和SC共同部署在同一臺(tái)物理服務(wù)器上，SAN存儲(chǔ)通過(guò)光纖通道連接到Walrus和SC服務(wù)器。如果為了進(jìn)一步降低成本，SAN存儲(chǔ)設(shè)備也可以替換成DAS存儲(chǔ)設(shè)備。

在這樣一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，Eucalyptus使用開(kāi)源的iSCSI TGT驅(qū)動(dòng)提供EBS服務(wù)。大量的實(shí)踐表明，開(kāi)源的iSCSI TGT驅(qū)動(dòng)存在穩(wěn)定性問(wèn)題，在存儲(chǔ)壓力比較大的情況下會(huì)莫名其妙的崩潰掉。(這個(gè)問(wèn)題不僅僅在Eucalyptus中存在，在所有使用開(kāi)源的iSCSI TGT驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中都會(huì)發(fā)生。)EBS服務(wù)存在穩(wěn)定性問(wèn)題，意味著處于運(yùn)行狀態(tài)的虛擬機(jī)可能會(huì)突然訪問(wèn)不到掛載的彈性塊存儲(chǔ)設(shè)備，也意味著從彈性塊存儲(chǔ)啟動(dòng)的BfEBS實(shí)例會(huì)突然崩潰。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)部署在對(duì)數(shù)據(jù)持久性要求不高的開(kāi)發(fā)測(cè)試環(huán)境中的問(wèn)題不是很大，但是我們不建議客戶在對(duì)數(shù)據(jù)持久性要求較高的生產(chǎn)環(huán)境中使用。

除了EBS的穩(wěn)定性問(wèn)題之外，這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的瓶頸在于SC與整個(gè)計(jì)算集群之間的連接是一個(gè)千兆網(wǎng)。整個(gè)計(jì)算集群訪問(wèn)EBS服務(wù)的吞吐量受到千兆網(wǎng)帶寬的限制，有效吞吐量大概在100 MB/s左右。假設(shè)每個(gè)EBS實(shí)例所造成的平均壓力為2 MB/s，一個(gè)計(jì)算集群能夠同時(shí)支持40到50個(gè)EBS實(shí)例。假設(shè)每個(gè)EBS實(shí)例所造成的平均壓力為4 MB/s，一個(gè)計(jì)算集群只能夠同時(shí)支持20到25個(gè)EBS實(shí)例。需要指出的是，4 MB/s相當(dāng)于一個(gè)質(zhì)量中等的U盤(USB 2.0)的吞吐能力，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及老式筆記本電腦中常用的7200轉(zhuǎn)SATA硬盤，而2 MB/s更是一個(gè)性能非常低下的極端情況了。如果客戶希望在這樣一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下大量使用EBS服務(wù)，建議將SC通過(guò)萬(wàn)兆網(wǎng)連接到交換機(jī)。(現(xiàn)在很多接入交換機(jī)都帶2～4個(gè)萬(wàn)兆接口了，這樣的改造成本不大。)經(jīng)過(guò)這個(gè)簡(jiǎn)單改造之后，EBS服務(wù)的有效吞吐量一下子增長(zhǎng)了10倍，基本可以消除由于帶寬限制所帶來(lái)的性能瓶頸。

在生產(chǎn)環(huán)境中，我們建議客戶使用基于IP SAN的存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)提供EBS服務(wù)。上面這個(gè)拓?fù)鋱D展示的是一個(gè)可用于生產(chǎn)環(huán)境的Euclayptus私有云。在這個(gè)私有云中，所有Eucalyptus前端組件(CLC、Walrus、CC、SC)都部署到獨(dú)立的物理服務(wù)器上，所有可能有大流量的組件(IP SAN、Walrus、CC、SC)都通過(guò)萬(wàn)兆網(wǎng)連接到私有云。目前Eucalyptus支持EMC、EqualLogic、NetApp等多個(gè)廠商的IP SAN設(shè)備，在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下Eucalyptus使用官方支持的iSCSI驅(qū)動(dòng)EBS服務(wù)，其穩(wěn)定性和可靠性與開(kāi)源的iSCSI TGT相比都有大幅度的提高。

即使如此，我們依然不建議客戶在Eucalyptus上運(yùn)行大量從彈性塊存儲(chǔ)啟動(dòng)的BfEBS實(shí)例。Eucalyptus的設(shè)計(jì)初衷是鼓勵(lì)用戶盡可能多地使用非持久性虛擬機(jī)實(shí)例，在這種情況下虛擬機(jī)磁盤映像被存儲(chǔ)在計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，虛擬機(jī)內(nèi)部的磁盤IO不會(huì)對(duì)私有云的網(wǎng)絡(luò)造成壓力，運(yùn)行在不同計(jì)算節(jié)點(diǎn)上的虛擬機(jī)基本上不會(huì)互相影響。由于從彈性塊存儲(chǔ)啟動(dòng)的虛擬機(jī)實(shí)例是持久性實(shí)例，需要頻繁地與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行交互，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力是很大的。因此，我們對(duì)客戶的一般性建議是：(1)盡可能使用非持久性虛擬機(jī)實(shí)例;(2)在必須使用BfEBS實(shí)例的情況下，盡可能將操作系統(tǒng)盤做得比較小，例如10 GB;(3)將操作系統(tǒng)盤與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤分離，也就是首先啟動(dòng)一個(gè)尺寸較小的BfEBS實(shí)例，然后掛載一個(gè)尺寸較大的EBS卷用于存儲(chǔ)持久性數(shù)據(jù)。

上面這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步加以改造，將存儲(chǔ)網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)分離。這樣存儲(chǔ)流量就不會(huì)對(duì)業(yè)務(wù)流量造成影響，對(duì)私有云各個(gè)組件的健康監(jiān)控也可以在存儲(chǔ)網(wǎng)上進(jìn)行。

當(dāng)一個(gè)計(jì)算集群的容量達(dá)到極限的時(shí)候，可以往私有云中增加新的計(jì)算集群進(jìn)行擴(kuò)容，就形成了上面這個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。#p# 

Eucalyptus的使用建議

前面我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)，不同的云管理平臺(tái)有不同的設(shè)計(jì)理念，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。有些潛在的客戶認(rèn)為只要投資買了X硬件按照Y拓?fù)浒惭b好Z軟件就可以應(yīng)付一切類型的應(yīng)用，這種期望基本上是不切實(shí)際的。類似于AWS的云計(jì)算更多地是一種新的管理和分配計(jì)算資源的理念，而不是一種新的技術(shù)。使用類似于AWS的云計(jì)算服務(wù)要求用戶了解一些基本的概念，并且通常需要對(duì)應(yīng)用做一些修改才能夠達(dá)到最佳的效果。我們給Eucalyptus客戶提供的一般性建議包括：

(1)盡可能使用非持久性虛擬機(jī)實(shí)例;

(2)當(dāng)必須使用BfEBS實(shí)例時(shí)，盡可能縮小磁盤映像的尺寸;

(3)使用EBS卷保存持久性數(shù)據(jù)，并且將操作系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)盤分離;

(4)不要在虛擬機(jī)上運(yùn)行磁盤IO密集型應(yīng)用;

(5)不要對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行縱向擴(kuò)展，要通過(guò)橫向擴(kuò)展提高應(yīng)用的處理能力;

(6)通過(guò)負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的高可用性;

(7)避免虛擬機(jī)級(jí)別的在線遷移，當(dāng)物理服務(wù)器需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，使用Eucalyptus的維護(hù)模式。

如上圖所示，我們建議用戶將同一個(gè)應(yīng)用部署到多個(gè)計(jì)算集群上。

當(dāng)一個(gè)計(jì)算集群發(fā)生失效的時(shí)候，應(yīng)用依然是可用的，但是其處理能力降低了。

對(duì)于有計(jì)劃的系統(tǒng)維護(hù)，可以先將應(yīng)用的負(fù)載遷移到不需要進(jìn)行維護(hù)的計(jì)算集群上，然后對(duì)處于空閑狀態(tài)的計(jì)算集群進(jìn)行維護(hù)。這樣既保證了應(yīng)用的可用性，又保證了應(yīng)用的處理能力。

需要說(shuō)明的是，上面我們所提到的“負(fù)載遷移”并不是指將一個(gè)處于運(yùn)行狀態(tài)的虛擬機(jī)從一個(gè)計(jì)算集群動(dòng)態(tài)遷移到另外一個(gè)計(jì)算集群，而是在另外一個(gè)計(jì)算集群中基于同樣的EMI創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬機(jī)實(shí)例，并通過(guò)負(fù)載均衡設(shè)置將應(yīng)用的負(fù)載重定向到新的虛擬機(jī)實(shí)例。到目前為止，Eucalyptus并不提供VM級(jí)別的動(dòng)態(tài)遷移(類似于VMWare vMotion)的功能。對(duì)于類似于AWS的云服務(wù)來(lái)說(shuō)，最終用戶與底層的基礎(chǔ)設(shè)施是通過(guò)多個(gè)層次的抽象措施徹底隔離的。對(duì)于最終用戶來(lái)說(shuō)，他所看到的計(jì)算資源只有自己的虛擬機(jī)。至于他的虛擬機(jī)運(yùn)行在什么樣的物理服務(wù)器上以及該服務(wù)器上的負(fù)載情況，最終用戶應(yīng)該是一無(wú)所知的。因此，提供虛擬機(jī)級(jí)別的在線遷移功能，其實(shí)質(zhì)是違反了通過(guò)抽象措施將最終用戶與基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行隔離的原則。

在Eucalyptus 3.3中即將提供一個(gè)稱為維護(hù)模式的功能，允許系統(tǒng)管理員將某個(gè)計(jì)算集群中的特定物理服務(wù)器標(biāo)志為維護(hù)狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)地將指定物理服務(wù)器上的所有虛擬機(jī)實(shí)例遷移到同一計(jì)算集群中的其他物理服務(wù)器上。這個(gè)功能允許系統(tǒng)管理員對(duì)計(jì)算集群中的特定物理服務(wù)器進(jìn)行維護(hù)，同時(shí)又不必清空該計(jì)算集群中的所有負(fù)載。

當(dāng)應(yīng)用的負(fù)載上升時(shí)，通過(guò)橫向擴(kuò)展提升應(yīng)用的處理能力。

在Eucalyptus 3.3中即將提供的實(shí)例監(jiān)控(Monitoring)、彈性負(fù)載均衡(Elastic Load Balancing，ELB)、自動(dòng)擴(kuò)展(Auto Scaling，AS)功能，會(huì)使得應(yīng)用的橫向擴(kuò)展更加容易。簡(jiǎn)單地說(shuō)，實(shí)例監(jiān)控功能允許用戶對(duì)自己的虛擬機(jī)實(shí)例進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控對(duì)象包括虛擬機(jī)實(shí)例的CPU、內(nèi)存、磁盤IO、網(wǎng)絡(luò)IO等等;自動(dòng)擴(kuò)展功能允許用戶設(shè)定一些簡(jiǎn)單的觸發(fā)參數(shù)，并在監(jiān)控參數(shù)達(dá)到觸發(fā)參數(shù)要求的時(shí)候自動(dòng)地創(chuàng)建或者是銷毀虛擬機(jī)實(shí)例;彈性負(fù)載均衡功能則負(fù)責(zé)修改與應(yīng)用相關(guān)的負(fù)載均衡策略，自動(dòng)地添加新創(chuàng)建的虛擬機(jī)實(shí)例或者是移除舊的虛擬機(jī)實(shí)例。

綜上所述，可以得到我們向客戶所建議的一般性的應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)。可以看出，這個(gè)架構(gòu)設(shè)計(jì)與我們所熟悉的Web應(yīng)用架構(gòu)基本上是一致的。一個(gè)典型的Web應(yīng)用，可能僅僅需要進(jìn)行少量的改動(dòng)(如果應(yīng)用在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到橫向擴(kuò)展的話，甚至是完全不需要改動(dòng))，就可以充分利用Eucalyptus私有云的種種特性。

除此之外，在彈性塊存儲(chǔ)EBS服務(wù)的使用方面，建議各位感興趣的用戶讀一讀Why EBS was a bad idea這篇文章。盡管我并非完全同意文章中的觀點(diǎn)，但是作者的許多觀察和思考是值得云管理員和應(yīng)用開(kāi)發(fā)者深入思考的。

Eucalyptus的容量規(guī)劃

現(xiàn)在各位讀者已經(jīng)大致了解了Eucalyptus是(不是)什么，能(不能)做什么，以及應(yīng)該如何使用基于Eucalyptus的私有云。如果您覺(jué)得上面這些描述與您的應(yīng)用場(chǎng)景相符合，并希望使用Eucalyptus來(lái)搭建您的私有云的話，我們建議您在動(dòng)手之前做一些簡(jiǎn)單的容量規(guī)劃。容量規(guī)劃的基本方法，是將可預(yù)見(jiàn)的負(fù)載與物理資源進(jìn)行映射，以確保私有云的容量能夠承載應(yīng)用和業(yè)務(wù)所帶來(lái)的壓力。一般來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行考察的參數(shù)包括CPU(物理核心數(shù)量)、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)(吞吐量)、存儲(chǔ)(吞吐量和IOPS)。

對(duì)于CPU和內(nèi)存來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的VM產(chǎn)品類型(VM Types)進(jìn)行簡(jiǎn)單的換算，其結(jié)果可以表達(dá)為特定的硬件設(shè)備可以支撐多少個(gè)某個(gè)類型的虛擬機(jī)實(shí)例。

對(duì)于網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，往往需要對(duì)即將運(yùn)行在私有云上的應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)行為進(jìn)行采樣，獲取其真實(shí)的流量特征，并在此基礎(chǔ)上與私有云的網(wǎng)絡(luò)配置進(jìn)行對(duì)比。

對(duì)于存儲(chǔ)來(lái)說(shuō)，一個(gè)集群的容量往往受限于IOPS而不是吞吐量。上個(gè)月Eucalyptus公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一Graziano Obertelli寫(xiě)了一篇題為 Will My Internet Be Faster的博客文章，用較長(zhǎng)的篇幅討論了如何基于IOPS進(jìn)行容量規(guī)劃的問(wèn)題。我將Graziano Obertelli的博客文章翻譯為《 我的網(wǎng)絡(luò)會(huì)變得更快嗎?》，可供參考。

服務(wù)等級(jí)協(xié)議

經(jīng)常有客戶問(wèn)我們：“用了Eucalyptus之后，是不是就可以保證我的云主機(jī)不會(huì)宕機(jī)了呢?”坦率地說(shuō)，不僅Eucalyptus不能，其他的云管理平臺(tái)也不能。

宕機(jī)時(shí)間，或者說(shuō)不宕機(jī)時(shí)間，是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一個(gè)奇妙參數(shù)，通常被稱為服務(wù)等級(jí)協(xié)議(Service Level Agreement，SLA)。服務(wù)等級(jí)協(xié)議是服務(wù)合同的一部分，通常用年度不宕機(jī)時(shí)間百分比(Annual Uptime Percentage)來(lái)表示。很顯然，根據(jù)年度不宕機(jī)時(shí)間百分比，可以計(jì)算出一年內(nèi)允許宕機(jī)的總時(shí)間。常見(jiàn)的SLA條款包括99%(一年可以宕機(jī)3.65天，也就是87.6小時(shí))，99.9%(一年可以宕機(jī)8.8小時(shí))，99.99%(一年可以宕機(jī)53分鐘)。Linode的SLA條款為99.9%(一年可以宕機(jī)8.8小時(shí))，AWS的SLA條款為99.95%(一年可以宕機(jī)4.4小時(shí))，阿里云的SLA條款為99.9%(一年可以宕機(jī)8.8小時(shí))，而盛大云則沒(méi)有任何關(guān)于SLA的承諾。通常來(lái)說(shuō)，更高的SLA條款意味這更高的硬件、軟件和人力資源投入。到目前為止，尚未出現(xiàn)能夠保障100% SLA條款的產(chǎn)品和技術(shù)。

其他

成功地運(yùn)用云計(jì)算，需要硬件與拓?fù)?、軟件架?gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景、容量規(guī)劃、服務(wù)等級(jí)協(xié)議等等多個(gè)方面的準(zhǔn)備。我們?cè)谇懊嬉呀?jīng)說(shuō)過(guò)，類似于AWS的云計(jì)算更多地是一種新的管理和分配計(jì)算資源的理念，而不是一種新的技術(shù)。使用類似于AWS的云計(jì)算服務(wù)要求用戶了解一些基本的概念，并且通常需要對(duì)應(yīng)用做一些修改才能夠達(dá)到最佳的效果。成功的云計(jì)算要求服務(wù)提供商和服務(wù)使用者都要為云計(jì)算做好準(zhǔn)備。如果你只是想延用老的方式來(lái)使用云計(jì)算，基本上很難獲得成功。