OpenStack云計算與云數據庫方案

1、OpenStack云計算與云數據庫方案技術創(chuàng)新，變革未來主要內容云計算與OpenStack云計算與云數據庫OpenStack Trove介紹OpenStack Trove實踐與典型云數據庫的對比總結云計算與云計算平臺云計算是一種IT資源的運作與交付形式，資源多個層次 IaaS/PaaS/SaaS，最大特征是極具彈性與隨需而變。云計算與虛擬化關系：虛擬化不是云計算必須的（比如有些云計算平 臺也提供物理機資源），但是虛擬化大大增強了云計算能力，沒有虛 擬化的云計算正如沒有鋼筋的樓房。云計算基礎三大關鍵要素：計算(CPU)、網絡(系統(tǒng)總線)與存儲 (Mem&Disk)，每個要素也都有多種實現(xiàn)及體系。

2、云計算平臺是實現(xiàn)云計算的基礎平臺，如AWS，GCE，阿里云，騰 訊云，RackSpace等等，往往綜合了IaaS和PaaS，甚至包含SaaS。OpenStack生態(tài)Openstack是應用最廣，兼容最好的開源云平臺實現(xiàn)，制定了云平臺整個框 架和API標準，一開始以兼容AWS API為出發(fā)點，整體上高內聚松耦合。OpenStack之于云計算（對AWS的開源實現(xiàn)） Hadoop之于大數 據處理（對Google大存儲/數據的開源實現(xiàn)）；由OpenStack基金會管理，董事會+技術委員會；平臺廠商+金牌會員基本 覆蓋了大部分著名的IT公司OpenStack版本歷史）AustinOctober 2010

3、Nova, SwiftGrizzlyApril 2013-BexarFebruary 2011+GlanceHavanaOctober 2013+Heat, CeilometerCactusApril 2011-IcehouseApril 2014+Trove（數據庫管理DiabloSeptember 2011-JunoOctober 2014+Sahara（大數據管 理）EssexApril 2012+Horizon, KeystoneKiloApril 2015+Ironic（物理機管理）FolsomSeptember 2012+Quantum, CinderLibertyOctober

4、2015+Zaqar, Manila, Designate, Barbican, Searchlight以字母序為版本命名，每半年發(fā)布一個版本，每個版本幾乎都有新服務。2016.4-Mitaka版本項目預覽NovaNeutronCinderGlanceKollaHeatKeystoneCeilometerSwiftOsloHorizonIronicManilaSaharaMagnumKuryrDesignateTriple OOpenstack核心流程架構Glance（鏡像）計算節(jié)點Nova（計算）Neutron（網絡）Cinder（存儲）Keystone（鑒權與目 錄）OpenStack核心

5、架構Message Bus&DatabaseHorizon/Dashboard（控制臺）/API控 制 節(jié) 點NovaComputeL2Agent網絡結點存儲結點Openstack的設計特征大量采用成熟的開源組件kvm/qemu、openvswitch、ceph。mysql、rabbitmq、memcached、haproxy。功能強大，擴展性強除了幾個核心項目，不斷加入新項目實現(xiàn)其他服務場景（數 據庫、大數據、DNS、容器、消息隊列。）大部分項目都采用插件形式來實現(xiàn)底層的細節(jié)，具備很強的 擴展性和定制性清晰的服務棧，避免重復造輪子共享的消息隊列，鑒權服務，虛擬化服務服務堆疊，快速實現(xiàn)上層服務

6、Openstack的產品化Openstack跟大多數的商業(yè)方案一樣，解決的問題基本類似的，在大 道理上往往是殊途同歸，細節(jié)處理上有得有失。Openstack從開始更加規(guī)范，更加統(tǒng)一，開源的好處在于集成大眾智 慧，且更快發(fā)展。正如Linux內核與Linux操作系統(tǒng)的關系一樣，只有內核是不夠的，需 要有完整的用戶態(tài)環(huán)境，這樣才能真正運行業(yè)務。Openstack拉低了核心技術門檻，但是產品化的要求卻沒有降低，隨 著用戶需求的增長反而更高。數據庫與云平臺在云計算中數據庫是更上層的資源，而且是大部分應用的核心資源數據庫與數據庫管理的關系比虛擬機與虛擬機管理的關系更貼近應用數據庫管理的發(fā)展路徑：手工管理-

7、托管平臺-云數據庫平臺云數據庫應具備的能力受控易用： 基本的管控能力與配置變更能力彈性伸縮： 性能Scale Up/Down，規(guī)模Scale Out/in高可用：數據冷/熱備，分布式集群，網絡健壯性多租戶：資源有效隔離，細粒度計量資源有效利用：充分利用和均衡各種軟硬件資源，避免資源閑置 與過度使用，良好的成本性價比擴展與開放：支持不同的數據庫引擎，具備較完整的二次開發(fā) 接口調用，便于集成Openstack的云數據庫自Icehouse版本推出了Trove項目實現(xiàn)DBaaS，解決用戶使用與管理DB遇到的復雜繁 瑣問題依托OpenStack核心，提供對多種流行開源數據庫的支持Trove本身就是Ope

8、nstack云平臺運用的一個絕佳的 案例經歷I、J、K、L四個版本，功能越來越強，支持的 數據庫類型越來越多Trove設計目標完全運行在OpenStack之上基于OpenStack的核心服務之上構建遵從OpenStack框架與API規(guī)范Trove自身屬于OpenStack體系支持關系與非關系型數據庫進行更高層次的抽象，減少重復造輪子支持mysql，redis，mongodb等等Trove整體架構Trove自身的架構組織是非常薄的；充分利用Openstack各服務VM實例 就是 數據庫實例；不同數據庫有不同的VM鏡像定制Trove概念與功能核心概念主要功能實例管理數據庫管理主從管理備份管理配置管

9、理集群管理Trove實踐1平臺環(huán)境建立包含Trove的OpenStack環(huán)境Trove特定的VM鏡像采用Trove-Integration項目完成以上兩個工作Trove-Integration構建詳細參考https:/wiki.OpenS/wiki/Trove/trove-integration注意的地方：一定需要先構建trove專用的vm鏡像并導入glanceTrove也提供了強大的控制臺trove命令行工具Trove實踐2建立mysql一主二從的實例運行環(huán)境1）創(chuàng)建主實例命令：trove create my_inst_master 8 -size 10 -database my_inst_

10、db -users admin:admin123 -datastore mysql -datastore_version 5.6解釋：實例名字為my_inst_master，實例規(guī)格ID是8（512MB內存），硬盤卷大小是10GB，并且創(chuàng)建數據庫my_inst_db和用戶admin（密碼是admin123），數據庫引 擎類型是mysql，版本是5.6版本。2）創(chuàng)建主實例的備份（先隨便在創(chuàng)建的數據庫實例里創(chuàng)建表和插入一些數據）命令：trove backup-create my_inst_master my_bak.0001解釋：創(chuàng)建數據庫實例my_inst_master的當前的備份，備份名字為m

11、y_bak.0001。Trove實踐33）從主實例的備份創(chuàng)建兩個從實例，并且建立主從關系命令：trove create my_inst_slave 8 -size 10 -backup my_bak.0001 - replica_of my_inst_master -replica_count 2解釋：創(chuàng)建兩個數據庫實例，名字以mysql_inst_slave開頭，實例規(guī)格ID為8，硬盤 卷大小是10GB，并且用備份名為my_bak.0001的備份導入數據，且建立到實例my_inst_master的主從復制關系。4）動態(tài)Resize主實例規(guī)格命令：trove resize-instance m

12、y_inst_master 2解釋：動態(tài)調整實例my_inst_master的instance規(guī)格為2（內存2GB大?。?命令：trove resize-volume my_inst_master 20解釋：動態(tài)調整實例my_inst_master的硬盤卷大小為20GB與典型云數據庫的對比1數據庫服務對比計算資源存儲資源實例部署實例伸縮能力支持數據庫類型OpenStack Trove虛擬機網絡塊設備實例與虛擬機一一對應，基 于成熟的虛擬 機平臺進行隔 離與調度采用云平臺成熟的虛擬機和 網絡卷技術動 態(tài)調整實例規(guī) 格支持主流關系型 和非關系型數據 庫，接口統(tǒng)一典型云平臺 DBaaS服務物理機本地

13、磁盤多實例共享單個物理機，基 于cgroups做 資源隔離主要通過遷移 實現(xiàn)規(guī)格調整， 效率不高主要支持mysql或postgresql或 redis，接口各 異Trove的優(yōu)勢搭建非常靈活，而且完 全基于云平 臺，充分利 用共享資源網絡存儲成本較低，天然超賣； 容災能力好；隨 機大并發(fā)吞吐量 高隔離性好，環(huán)境一致性強， 與用戶的虛擬 機同網絡同子 網部署?？煽砍墒?，效 率較高豐富的數據庫類 型，擴展性強， 方便遷移Trove的劣勢虛擬機性能 有一定的減 損有一定的網絡傳 輸延遲，對網絡 的可靠性依賴較 高實例數越多虛擬機越多，會 增大平臺運營 壓力；另外小 實例過多也不 經濟。每種數據庫類型

14、 的支持不夠細化與典型云數據庫的對比2數據庫服務對比主從HA支持分布式集群支 持數據備份與回檔配置更新能力監(jiān)控統(tǒng)計OpenStack Trove暫時不支持支持 Percona， Mariadb， Mongodb 等分布式集 群對于mysql類數據庫，使用xtrabackup的物理備份（全量和增量）；mongodb則是dump出 數據文件然后再拷貝；基 于卷的快照備份也是一種 方式具備廣泛 的動態(tài)更 新配置的 能力暫時沒有典型云平臺 DBaaS服務通過LVS類似的接入代 理支持主從 透明切換暫時不支持對于mysql類數據庫，使 用dump方式的邏輯備份 或xtrabackup的物理備份具備一定

15、的配置管 理能力有比較好的監(jiān) 控統(tǒng)計，并配 合HA容災Trove的優(yōu)勢依賴底層數據庫類型的 集群技術支 持除了各種數據庫類型自身的備份方式外，還能夠基 于卷快照做備份，速度很 快Trove的劣勢要盡量避免主從實例所 在的虛擬機 在同一個宿 主機上基于卷快照備份無法恢復 到任意時間點。當實例發(fā)生故 障的時候，需 要用自己判斷 并進行切換總結Trove的應用情況介紹功能基本夠用，穩(wěn)定性依賴OpenStack基礎服務ebay、Rackspace、HP等公司已經大規(guī)模使用有27%的OpenStack用戶在生產環(huán)境使用TroveTrove的當前不足統(tǒng)計與監(jiān)控能力自動容災能力未來M和N兩個版本的計劃參考資料O