接下來我們介紹幾個典型的硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以幫助各位讀者深入了解適合Eucalyptus的應(yīng)用場景。在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖中有一些縮寫，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的對象存儲服務(wù)

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

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

NC - 計算節(jié)點(Node Controller)

GE - 千兆網(wǎng)

10 GE - 萬兆網(wǎng)

FC - 光纖通道

SAN - SAN存儲

上面這個拓?fù)鋱D展示的是一個只有一個計算集群的小型Euclayptus私有云。在這個私有云中，所有服務(wù)器都連接到一臺千兆網(wǎng)交換機上，其中CLC和Walrus共同部署在同一臺物理服務(wù)器上，CC和SC共同部署在同一臺物理服務(wù)器上，SAN存儲通過光纖通道連接到Walrus和SC服務(wù)器。如果為了進一步降低成本，SAN存儲設(shè)備也可以替換成DAS存儲設(shè)備。

在這樣一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，Eucalyptus使用開源的iSCSI TGT驅(qū)動提供EBS服務(wù)。大量的實踐表明，開源的iSCSI TGT驅(qū)動存在穩(wěn)定性問題，在存儲壓力比較大的情況下會莫名其妙的崩潰掉。(這個問題不僅僅在Eucalyptus中存在，在所有使用開源的iSCSI TGT驅(qū)動的應(yīng)用中都會發(fā)生。)EBS服務(wù)存在穩(wěn)定性問題，意味著處于運行狀態(tài)的虛擬機可能會突然訪問不到掛載的彈性塊存儲設(shè)備，也意味著從彈性塊存儲啟動的BfEBS實例會突然崩潰。這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)部署在對數(shù)據(jù)持久性要求不高的開發(fā)測試環(huán)境中的問題不是很大，但是我們不建議客戶在對數(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)定性問題之外，這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的瓶頸在于SC與整個計算集群之間的連接是一個千兆網(wǎng)。整個計算集群訪問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EBS實例所造成的平均壓力為2 MB/s，一個計算集群能夠同時支持40到50個EBS實例。假設(shè)每個EBS實例所造成的平均壓力為4 MB/s，一個計算集群只能夠同時支持20到25個EBS實例。需要指出的是，4 MB/s相當(dāng)于一個質(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通過萬兆網(wǎng)連接到交換機。(現(xiàn)在很多接入交換機都帶2～4個萬兆接口了，這樣的改造成本不大。)經(jīng)過這個簡單改造之后，EBS服務(wù)的有效吞吐量一下子增長了10倍，基本可以消除由于帶寬限制所帶來的性能瓶頸。

在生產(chǎn)環(huán)境中，我們建議客戶使用基于IP SAN的存儲設(shè)備來提供EBS服務(wù)。上面這個拓?fù)鋱D展示的是一個可用于生產(chǎn)環(huán)境的Euclayptus私有云。在這個私有云中，所有Eucalyptus前端組件(CLC、Walrus、CC、SC)都部署到獨立的物理服務(wù)器上，所有可能有大流量的組件(IP SAN、Walrus、CC、SC)都通過萬兆網(wǎng)連接到私有云。目前Eucalyptus支持EMC、EqualLogic、NetApp等多個廠商的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EBS服務(wù)，其穩(wěn)定性和可靠性與開源的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上運行大量從彈性塊存儲啟動的BfEBS實例。Eucalyptus的設(shè)計初衷是鼓勵用戶盡可能多地使用非持久性虛擬機實例，在這種情況下虛擬機磁盤映像被存儲在計算節(jié)點上，虛擬機內(nèi)部的磁盤IO不會對私有云的網(wǎng)絡(luò)造成壓力，運行在不同計算節(jié)點上的虛擬機基本上不會互相影響。由于從彈性塊存儲啟動的虛擬機實例是持久性實例，需要頻繁地與存儲設(shè)備進行交互，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的壓力是很大的。因此，我們對客戶的一般性建議是：(1)盡可能使用非持久性虛擬機實例;(2)在必須使用BfEBS實例的情況下，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)存儲盤分離，也就是首先啟動一個尺寸較小的BfEBS實例，然后掛載一個尺寸較大的EBS卷用于存儲持久性數(shù)據(jù)。

上面這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以進一步加以改造，將存儲網(wǎng)與業(yè)務(wù)網(wǎng)分離。這樣存儲流量就不會對業(yè)務(wù)流量造成影響，對私有云各個組件的健康監(jiān)控也可以在存儲網(wǎng)上進行。

當(dāng)一個計算集群的容量達(dá)到極限的時候，可以往私有云中增加新的計算集群進行擴容，就形成了上面這個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。#p# 

Eucalyptus的使用建議

前面我們已經(jīng)說過，不同的云管理平臺有不同的設(shè)計理念，適用于不同的應(yīng)用場景。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際的。類似于AWS的云計算更多地是一種新的管理和分配計算資源的理念，而不是一種新的技術(shù)。使用類似于AWS的云計算服務(wù)要求用戶了解一些基本的概念，并且通常需要對應(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實例;

(2)當(dāng)必須使用BfEBS實例時，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)存儲盤分離;

(4)不要在虛擬機上運行磁盤IO密集型應(yīng)用;

(5)不要對虛擬機進行縱向擴展，要通過橫向擴展提高應(yīng)用的處理能力;

(6)通過負(fù)載均衡實現(xiàn)應(yīng)用的高可用性;

(7)避免虛擬機級別的在線遷移，當(dāng)物理服務(wù)器需要進行維護時，使用Eucalyptus的維護模式。

如上圖所示，我們建議用戶將同一個應(yīng)用部署到多個計算集群上。

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

對于有計劃的系統(tǒng)維護，可以先將應(yīng)用的負(fù)載遷移到不需要進行維護的計算集群上，然后對處于空閑狀態(tài)的計算集群進行維護。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。

需要說明的是，上面我們所提到的“負(fù)載遷移”并不是指將一個處于運行狀態(tài)的虛擬機從一個計算集群動態(tài)遷移到另外一個計算集群，而是在另外一個計算集群中基于同樣的EMI創(chuàng)建一個新的虛擬機實例，并通過負(fù)載均衡設(shè)置將應(yīng)用的負(fù)載重定向到新的虛擬機實例。到目前為止，Eucalyptus并不提供VM級別的動態(tài)遷移(類似于VMWare vMotion)的功能。對于類似于AWS的云服務(wù)來說，最終用戶與底層的基礎(chǔ)設(shè)施是通過多個層次的抽象措施徹底隔離的。對于最終用戶來說，他所看到的計算資源只有自己的虛擬機。至于他的虛擬機運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)該是一無所知的。因此，提供虛擬機級別的在線遷移功能，其實質(zhì)是違反了通過抽象措施將最終用戶與基礎(chǔ)設(shè)施進行隔離的原則。

在Eucalyptus 3.3中即將提供一個稱為維護模式的功能，允許系統(tǒng)管理員將某個計算集群中的特定物理服務(wù)器標(biāo)志為維護狀態(tài)。這時系統(tǒng)就會自動地將指定物理服務(wù)器上的所有虛擬機實例遷移到同一計算集群中的其他物理服務(wù)器上。這個功能允許系統(tǒng)管理員對計算集群中的特定物理服務(wù)器進行維護，同時又不必清空該計算集群中的所有負(fù)載。

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

在Eucalyptus 3.3中即將提供的實例監(jiān)控(Monitoring)、彈性負(fù)載均衡(Elastic Load Balancing，ELB)、自動擴展(Auto Scaling，AS)功能，會使得應(yīng)用的橫向擴展更加容易。簡單地說，實例監(jiān)控功能允許用戶對自己的虛擬機實例進行監(jiān)控，監(jiān)控對象包括虛擬機實例的CPU、內(nèi)存、磁盤IO、網(wǎng)絡(luò)IO等等;自動擴展功能允許用戶設(shè)定一些簡單的觸發(fā)參數(shù)，并在監(jiān)控參數(shù)達(dá)到觸發(fā)參數(shù)要求的時候自動地創(chuàng)建或者是銷毀虛擬機實例;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，自動地添加新創(chuàng)建的虛擬機實例或者是移除舊的虛擬機實例。

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?？梢钥闯?，這個架構(gòu)設(shè)計與我們所熟悉的Web應(yīng)用架構(gòu)基本上是一致的。一個典型的Web應(yīng)用，可能僅僅需要進行少量的改動(如果應(yīng)用在設(shè)計之初就充分考慮到橫向擴展的話，甚至是完全不需要改動)，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，但是作者的許多觀察和思考是值得云管理員和應(yīng)用開發(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。如果您覺得上面這些描述與您的應(yīng)用場景相符合，并希望使用Eucalyptus來搭建您的私有云的話，我們建議您在動手之前做一些簡單的容量規(guī)劃。容量規(guī)劃的基本方法，是將可預(yù)見的負(fù)載與物理資源進行映射，以確保私有云的容量能夠承載應(yīng)用和業(yè)務(wù)所帶來的壓力。一般來說，需要進行考察的參數(shù)包括CPU(物理核心數(shù)量)、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)(吞吐量)、存儲(吞吐量和IOPS)。

對于CPU和內(nèi)存來說，可以通過標(biāo)準(zhǔn)化的VM產(chǎn)品類型(VM Types)進行簡單的換算，其結(jié)果可以表達(dá)為特定的硬件設(shè)備可以支撐多少個某個類型的虛擬機實例。

對于網(wǎng)絡(luò)來說，往往需要對即將運行在私有云上的應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)行為進行采樣，獲取其真實的流量特征，并在此基礎(chǔ)上與私有云的網(wǎng)絡(luò)配置進行對比。

對于存儲來說，一個集群的容量往往受限于IOPS而不是吞吐量。上個月Eucalyptus公司的聯(lián)合創(chuàng)始人之一Graziano Obertelli寫了一篇題為 Will My Internet Be Faster的博客文章，用較長的篇幅討論了如何基于IOPS進行容量規(guī)劃的問題。我將Graziano Obertelli的博客文章翻譯為《 我的網(wǎng)絡(luò)會變得更快嗎?》，可供參考。

服務(wù)等級協(xié)議

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

宕機時間，或者說不宕機時間，是數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的一個奇妙參數(shù)，通常被稱為服務(wù)等級協(xié)議(Service Level Agreement，SLA)。服務(wù)等級協(xié)議是服務(wù)合同的一部分，通常用年度不宕機時間百分比(Annual Uptime Percentage)來表示。很顯然，根據(jù)年度不宕機時間百分比，可以計算出一年內(nèi)允許宕機的總時間。常見的SLA條款包括99%(一年可以宕機3.65天，也就是87.6小時)，99.9%(一年可以宕機8.8小時)，99.99%(一年可以宕機53分鐘)。Linode的SLA條款為99.9%(一年可以宕機8.8小時)，AWS的SLA條款為99.95%(一年可以宕機4.4小時)，阿里云的SLA條款為99.9%(一年可以宕機8.8小時)，而盛大云則沒有任何關(guān)于SLA的承諾。通常來說，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

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