IaaS资源集成管理解决方案深度剖析

### IaaS资源集成管理解决方案深度剖析 #### 1. 引言 基础设施即服务（IaaS）的概念由亚马逊网络服务（AWS）旗下的弹性计算云（EC2）率先提出，随后这一概念被众多拥有大量计算资源的知名科技企业迅速采用，他们纷纷推出了自己的IaaS平台。然而，由于云计算是一个新兴概念，缺乏预先定义的标准和统一的定义，这些平台在功能、架构和接口库方面呈现出高度的异构性。这种多样性不仅给IaaS平台的选择带来了困难，更成为了云服务提供商之间实现互操作性的障碍。 为了解决这一问题，本文提出了一种开源解决方案，旨在促进异构IaaS平台之间的互操作性和标准化。该方案基于对现有开源和专有IaaS平台以及开源IaaS抽象解决方案的研究，最终选择复用Apache Deltacloud框架。Deltacloud依赖于软件驱动模块的开发，以与不同的IaaS平台进行交互，它官方提供并支持16个IaaS平台的驱动程序，包括OpenNebula和OpenStack，并且允许开发新的驱动程序。本文利用这一功能为PACI开发了一个新的Deltacloud驱动程序。此外，Deltacloud还提供了一个Web仪表板和REST API接口。 #### 2. IaaS平台分析 本次调研的IaaS平台包括OpenNebula、OpenStack和CloudStack等开源框架，以及PACI专有解决方案。以下是这些平台的特点对比： | 特性 | OpenNebula | OpenStack | CloudStack | PACI | | --- | --- | --- | --- | --- | | 认证方式 | 密码、SSH RSA密钥对、X509、LDAP | 内存中的键值存储、PAM、LDAP、X509 | 密码、LDAP、SSH RSA密钥对 | 密码、LDAP | | 虚拟机管理程序 | XEN、KVM、VMware vSphere | KVM、LXC、UML、VMWare vSphere、Xen、PowerVM、Hyper - V | VMware vSphere、KVM、Citrix Xen | Parallels hypervisor、KVM | | 管理方式 | 集中式 | 分散式 | 集中式 | 集中式 | | 接口 | XML - RPC API；AWS EC2、OCCI、OCA | RESTful API；AWS EC2、S3、EBS和OCCI | 查询API；AWS EC2、OCCI、插件API | RESTful API | | 网络 | 虚拟路由器、上下文配置 | Nova - network、Newtron | 虚拟路由器 | POA | | 存储 | 卷存储 | 卷和对象存储（Glance、Swift、Cinder） | 卷存储 | 系统数据库 | | 治理模型 | 仁慈独裁者 | 基金会 | 技术精英制 | 专有 | 开源IaaS平台之间的主要差异体现在架构、接口库和治理模型上。这种多样性源于IaaS系统缺乏明确的架构标准，每个平台都试图提供独特的功能，并与特定的第三方服务兼容，以垄断市场并将其技术确立为标准。例如，OpenStack试图在市场上占据主导地位，而专有IaaS平台PACI功能有限，且缺乏与其他平台交互的互操作机制，可能会导致供应商锁定问题。此外，这些平台在接口类型和数量、定制级别、操作组的组织以及请求和响应消息的结构方面也存在显著差异。OpenStack和PACI依赖于RESTful接口，而OpenNebula和CloudStack分别使用原生的XML - RPC和查询（类似REST）接口。 #### 3. 抽象解决方案研究 接口抽象库为中间件系统的开发提供了一系列实现，这些中间件系统可以抽象底层IaaS平台的特性，并为多个IaaS云的管理提供标准和统一的API。Deltacloud、jClouds和Libcloud是现有的云抽象解决方案的代表。 - **Deltacloud**：是Apache软件基金会的开源框架，用Ruby编写，旨在抽象IaaS云平台接口库之间的差异。它包含一个Web仪表板、一组IaaS提供商驱动程序（包括OpenNebula和OpenStack）以及多个API，如Deltacloud RESTful API、分布式管理任务组（DMTF）的开放标准云基础设施管理接口（CIMI）REST API和AWS（EC2和S3）API。每个驱动程序都会公开所实现的Ruby集合列表，这些集合描述了Deltacloud API提供的抽象，每个集合代表后端提供商节点中的一个实体。 - **jClouds**：是Apache软件基金会用Java开发的开源库，提供可移植的抽象和特定于云的功能，可用于管理存储桶（BlobStore）和计算操作（ComputeService），支持包括OpenStack和CloudStack在内的多个云提供商和IaaS平台。 - **Libcloud**：是Apache软件基金会用Python开发的开源库，支持包括OpenNebula、CloudStack和OpenStack在内的大量IaaS平台，允许用户管理计算、存储和网络云资源。 这些抽象解决方案的对比如下： | 特性 | Deltacloud | jClouds | Libcloud | | --- | --- | --- | --- | | 类型 | 框架 | 库 | 库 | | 编程语言 | Ruby | Java | Python | | 支持的提供商 | 17个云提供商 | 30个云提供商 | 38个云提供商 | | 支持的操作 | 计算、存储、网络 | 计算、存储 | 计算、存储、网络 | | 平台集成 | 驱动程序 | Maven依赖项 | 驱动程序 | | API | REST、CIMI、AWS | - | - | | 其他接口 | Web仪表板、Ruby客户端 | - | - | 尽管Libcloud为分析的开源IaaS平台提供了官方支持，但也有第三方驱动程序将CloudStack与Deltacloud集成。最终选择Deltacloud抽象框架是因为它提供了额外的开发工具和Web服务（如Ruby命令行界面和Web仪表板），公开了广泛使用的接口库（CIMI和AWS EC2），并提供了开发Deltacloud驱动程序的文档，可用于开发PACI驱动程