私有云解决方案v
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UnitedStack有云
私有云解决方案
UnitedStack有云
UnitedStack（北京）科技有限公司目录
1. 项目需求
架构需求
云计算平台基于OpenStack Juno版开源框架和开发标准构建，Hypervisor 使用 KVM ，操作系统使用CentOS ，支持虚拟机操作系统镜像运行在开源分布式存储之上（例如Ceph），涵盖在线扩容、多份冗余（三副本）、快照、备份恢复等分布式存储特性。支持虚拟机热迁移，支持物理机HA功能，支持虚拟机的快速创建以及批量创建，支持一个虚拟机多网口。
API接口需要100%支持OpenStack原生API，需要有官方的互操作性认证，避免厂商锁定，保证API的可用性和敏捷的二次开发。
规模需求
一期规模为30台物理服务器，依据云平台集群架构上的3机柜对称部署要求，规划为3台控制节点、3台网络节点、18台计算超融合节点、6台存储节点。为保证平台的稳定性及可靠性，最终的硬件规划方案，可能需要根据实际情况，进行一定的调整。比如：节点数量、内存、网卡、RAID卡、硬盘等。
技术需求
云主机需求（SDC）
1. 虚拟机要求：支持开源的X86虚拟化技术，虚拟机相对于同规格物理机，性能损耗应小于8%；
2. 快速部署：云主机秒级创建和批量部署、丰富镜像支持、自定义vCPU和内存配置组合、自定义云主机密码、支持Linux密钥方式登陆等；
3. 异构利旧设备支持：能支持异构计算节点、支持不同型号主机的热迁移（CPU型号相同）和冷迁移（CPU型号不同），支持利旧服务器设备接入云平台，实现新旧设备的统一融合；
4. 高可用：能动态在线扩容计算节点，支持云主机IO设备的热插拔（网卡、硬盘等），具备虚拟机疏散和动态均衡能力（即在宿主机宕机的情况下，对虚拟主机执行自动迁移，在新宿主机上启动和恢复）；
5. 虚机套餐方面要求支持1C、2C、4C、8C、16C等，标准CPU内存比为1:2、1:4等，套餐需要支持定制化，比如CPU内存比、套餐类型等。
存储需求（SDS）
1. 软件定义存储（Server SAN分布式存储架构，）：基于x86通用服务器硬件的分布式存储，一套存储系统能同时提供块存储、对象存储和文件共享存储（支持文件共享，能提供多个节点同时访问同一个文件系统），能提供单盘不低于6000 IOPS及170MB/s吞吐率的IO性能。
2. 高可用数据保护：分布式存储能动态在线扩容存储节点，存储架构具备多副本冗余保护，并具备自修复能力（能够确保在一定数量物理硬盘损坏的情况下，故障硬盘自动被隔离，数据的冗余保护级别得到恢复）；实现如克隆、快照等本地数据保护功能，并提供秒级备份恢复功能。
网络需求（SDN）
1. 虚拟网络拓扑：具备可视化虚拟网络操作能力（路由器/交换机相关操作），自动绘制基础网络和私有网络拓扑图。
2. 虚拟主机网卡须实现如下功能：在线创建虚拟网卡、修改网卡所属安全组、自定义网卡 IP 地址、自定义网卡所属子网、在线绑定网卡到虚拟主机、在线网卡卸载、修改网卡名称、删除网卡等。 3. 虚拟路由需实现如下功能：创建及删除路由器、关闭及开启网关、绑定及解除公网 IP、自定义路由器关联子网、自定义路由器端口转发、自定义 VPN 服务等。
2.平台架构介绍
WEB门户
用户门户
用户门户用于云平台最终用户。最终用户主要用来申请和使用云平台的各类资源。在用户门户下，系统提供如下功能：
虚机管理
主要提供对虚机的管理
虚拟存储管理
对虚机的附加虚拟存储的管理
备份管理
对虚机和存储备份的管理功能
虚拟网络管理
对虚拟网络的管理功能
监控报警管理
对虚机等资源的监控报警的管理
消费管理
租户的消费管理
管理门户
UnitedStack管理门户是采用B/S结构，用于系统管理员，管理员拥有系统的所有权限，管理员能够进行系统的所有操作。
提供的功能：
认证管理
用户管理：管理平台中所有的用户，包括修改用户配额、激活用户、账户充值、启用/禁用用户等。
项目管理：管理平台所有项目，包括删除项目、删除项目资源功能。
配置管理
对平台中的各种配置进行设置，包括： 系统配置：系统中各种功能开关，以及参数调整。
配置定义：修改用户控制台、运营平台、消息服务、注册页面的配置定义，包括消息信息、消息名称等各种关键参数的调整。
产品定价：修改云资源计费中的定价
资源管理
监控云平台中计算资源、网络资源和存储资源的使用情况，以及平台节点状态
计算资源：查看VCPU和内存的使用情况，宿主机的使用情况和云主机的相关信息。
存储资源：查看云硬盘总数和容量、云硬盘信息、容量型和性能型云硬盘快照信息
网络资源：查看网络资源的使用情况，包括：各种代理的运转情况、公网IP、私有网络、路由器、子网、虚拟网卡等信息。
财务管理
对于计费信息进行统一管理，包括消费与充值管理
充值管理：对账户进行充值，以及产看充值记录和导出充值记录功能
消费管理：产看平台各种资源的消费信息
计算构架
UnitedStack私有云底层采用KVM虚拟化技术，由于计算节点采用超融合的构架，所以既提供计算能力，也提供存储资源。
UnitedStack云平台的计算节点均采用HA架构，最大保障虚机业务的连续性。
同时，UnitedStack云平台计算节点的负载平衡，虚机创建会自动根绝服务器的负载进行分配，保障不会出现负载的热点服务器，同时平台也会根据计算服务器的负载，自动的将虚机进行迁移，实现负载的再平衡。
存储构架
为了满足底层对于数据可靠性、高性能以及可扩展的需要，系统采用统一的CEPH分布式存储系统。CEPH分布式统一存储系统，可以同时提供用户所需的块存储、对象存储、文件存储，一套存储系统即可满足所有存储使用场景，而无需购买多套昂贵的商业存储。
CEPH分布式统一存储系统，是由CEPH社区统一维护的开源项目，可避免技术黑盒、厂商锁定等非开源问题，实现自主可控。
计算节点自带SSD形成高性能的存储池，构建存储计算超融合节点。使用单独的服务器挂载SATA磁盘，构建大容量的存储池。池的划分使用Ceph内建的pool的概念实现。
在产品上，新建云磁盘时可选择创建容量型或性能型，选择不同类型云磁盘会对应不同pool进行资源的创建和使用，从物理层面上做了安全的隔离和性能保护。经过大量验证，采用3副本+强一致性验证的方式，保障数据安全性的同时，还可以保障极高性能。在进行QoS（配额限制）的情况下，单块性能型云硬盘可以提供6000的IOPS，以及170MB/S的吞吐量，满足性能敏感型的业务系统需求。
CEPH分布式统一存储的架构如下图所示：
分布式统一存储架构示意图（请放大至200%查看）
1) 部署需求：
SATA硬盘无容量类型要求，SSD采用Intel DC 3500 480G SSD硬盘
控制节点需要2块SATA做RAID1，6块SSD做RAID1+0
网络节点只需两块SATA做RAID1
计算节点需要2块SATA做RAID1，3块SSD（不需要RAID支持）
为了保障整体性能，CEPH存储的硬盘必须采用SSD硬盘
CEPH存储采用10G存储网络
为了保障不丢失数据，部署时节点数和机柜数必须是3的整数倍
2) 数据分布
所有节点的系统都安装在本机的RAID1
管理后台安装在控制节点的RAID1+0
虚机存储在CEPH分布式存储
SDN网络功能只使用网络节点的RAID1
3) CEPH的优势
3副本全部真实写入完成才返回写入成功 机柜感知技术，保证3副本会分别写入不同的机柜
硬盘、物理机故障后，CEPH系统会自动迁移数据，保障数据数据始终保持3副本
Nova、Glance、Cinder统一采用CEPH，避免了3者间的数据传输，实现了虚拟机秒级创建
分布式存储轻松实现整体平台存储容量和吞吐量的扩展
4) 数据可靠性
控制节点：2块SAS或SATA硬盘RAID1和有6块SSD做RAID1+0，单块硬盘故障后不影响系统运行
网络节点：2块SAS或SATA硬盘RAID1，单块硬盘故障后不影响系统运行
计算节点：2块SAS或SATA硬盘RAID1，单块硬盘故障后不影响系统运行；标准配置至少3块SSD硬盘用于CEPH分布式存储，UStack私有云CEPH分布式存储采用3副本机制+机柜感知技术，如果单块硬盘或单机柜多块硬盘损坏不影响整个分布式存储系统的运行。
5) 性能参数
忽略QoS，单云盘的最高IOPS可达20,000+，吞吐率可达 500+MB/S
Burst特性允许云盘短时间内突破QoS，更符合实际应用的需要
