CN107181808B - 一种私有云系统及运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种私有云系统及运行方法，属于计算机云平台领域。针对现有技术中存在的云平台系统的复杂度高，故障率高，维护成本高的问题，本发明提供了一种私有云系统及运行方法。私有云系统包括，登录模块：包括用户统一登录界面；用户登录以及用户权限获取；管理中间层模块：接受用户的请求，并对逻辑资源池进行管理；抽象中间层模块：将各个独立的云平台的资源信息统一管理，并根据需求将多个独立云平台资源分成多个逻辑资源池；接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；若干个开源云平台：通过服务器构成的独立完整的开源云平台。它可以实现降低云平台系统复杂度的效果，故障率低，维护成本低。

Description

一种私有云系统及运行方法

技术领域

本发明涉及计算机云平台领域，更具体地说，涉及一种私有云系统及运行方法。

背景技术

私有云(Private Clouds)是为一个客户单独使用而构建的，因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。该公司拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云可部署在企业数据中心的防火墙内，也可以将它们部署在一个安全的主机托管场所，私有云的核心属性是专有资源。随着云计算技术的发展，越来越多的企业信息化开始往云平台迁移。搭建企业自己的企业私有云也成了很多企业信息化的发展目标。开源云计算平台免费使用极大的节省了企业的成本，并且开源社区会更新开源软件使功能不断完善，所以开源云平台产品成了很多企业的选择。然而，开源模式又存在明显的缺点。为了实现企业各系统的资源需求，大部分企业采用开源软件构建统一的云管理平台，以及统一的计算、存储及网络资源池。但是上述部署具有如下问题：

技术上：共享一个分布式存储的缺陷。首先，分布式存储的性能会受到硬件环境以及操作等因素影响，而当这种性能影响累积到一定程度的时候，会给整个存储的性能带来灾难性的后果，从而影响整个云平台的使用。例如，很多企业采用Ceph作为云平台分布式存储系统，对其做扩容和缩容等操作时都会导致数据重新分布。在数据重新分布过程中，会大量消耗存储系统的性能，当其消耗达到一定程度的时候，会使所有使用该存储的云主机都不能正常进行磁盘I/O操作，直接影响云平台生产系统的正常运行。其次，将所有的数据放在统一的分布式存储上会增加数据风险，如果分布式存储发生故障，那么所有的数据都将丢失。另外，使用统一的存储系统无法根据系统的需求对存储性能进行细致的调度和分配，以降低投入成本。例如，用作生产数据库服务器的云主机，需要更高性能的磁盘I/O；用作web服务器的云主机，一般性能的存储就能满足其需求。针对不用的应用场景，使用一套分布式存储虽然也是可以实现的，但是配置复杂，且操作过程存在风险(操作失误或潜在的陷阱)，这样的结果就是不仅增加的维护成本，同时也增加了风险。使用一套Openstack平台的缺陷。Openstack平台的关键组件包含数据库、消息中间件以及各Openstack服务，这其中任何一块出现问题，都会影响到整个云平台的管理功能。

管理上：使用统一的云平台系统，平台系统越大，系统的复杂度越高，故障率越多，出现故障影响的范围越大，对技术人员的技术水平要求越高，提高了平台的运维成本。使用统一的云平台，系统复杂，难以实现快速部署，极大的提高了部署成本。为解决上述问题，本领域也采用了一些方案解决其复杂且成本高的问题，但效果不理想，且改动较大，损耗较多。

经过检索，中国专利申请，申请号201610780325.5，公开日2016年11月23日，公开了一种基于Zstack请求的私有云平台，包括前端WEB人机接口、基于Zstack的API代理模块、私有云虚拟化服务模块、多个基于Zstack的资源节点，前端WEB人机接口根据用户操作，以HTTP方式调用相应的基于Zstack的API请求、平台上的API代理模块接收到请求后，将请求内容发送至私有云虚拟化服务模块；私有云虚拟化服务模块根据请求内容创建、启动、销毁、修改虚拟机或虚拟化系统，并实时统计虚拟机或虚拟化系统的运行信息。通过基于Zstack API代理，此发明实现了Zstack合理的调度和管理私有云平台的相关资源，实现了资源的标准化管理和使用，大大提升了私有云平台的性能和兼容性。但此方案不是基于Openstack平台进行工作，其成本高，且维护不方便。

再次经过检索，中国专利申请，申请号201510563857.9，公开日2015年11月11日，公开了一种基于互联网和wifi模式下的云平台分布式系统及方法，所述系统，从下至上依次包括：AP接入层，接入控制管理平台层，以及集中管理云服务平台层。通过采用基于云服务的分层管理技术，以wlan网络为无线接入技术，以互联网为载体，实现一种新的wlan的云管理系统。当用户终端接入到AP接入点后，集中管理云服务平台层将根据商家定制的网页向用户终端进行推送以达到广告宣传的作用。这种分布式的三层云结构，实现了wlan应用的灵活性，能够实现AP接入点的即插即用，可以极大提升了系统的扩展能力和灵活性，在公有云、私有云、混合云的模式下，都能游刃有余，由于虚拟共享控制器的存储，作为最新一代无线组网技术的代表，可以支持更大的网络规模。但是其直接运用AP进行接入，且其云平台资源依旧在一套服务器中，并未对云资源的调用起到合理分配作用，需要依靠无线网络模式进行运行，管理难度大、成本高。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的云平台系统的复杂度高，故障率高，维护成本高的问题，本发明提供了一种私有云系统及运行方法。它可以实现降低云平台系统复杂度的效果，故障率低，维护成本低。

2.技术方案

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种私有云系统，包括如下模块：

登录模块：包括用户统一登录界面；用户登录以及用户权限获取；

管理中间层模块：接受用户的请求，并对逻辑资源池进行管理；

抽象中间层模块：将各个独立的云平台的资源信息统一管理，并根据需求将多个独立云平台资源分成多个逻辑资源池；接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；

若干个开源云平台：通过服务器构成的独立完整的开源云平台。

更进一步的，还包括数据库表，数据库表包括：物理平台表、项目表、项目与每一个开源云平台中的租户对应表。通过额外创建数据库表，这些表与独立的开源云平台中的表是相互独立的，保证了后续用户信息的独立获取，并与各自独立的开源云平台相互关联。

更进一步的，所述的抽象中间层模块，抽象若干个开源云平台为多个虚拟的逻辑资源池，每一个虚拟的逻辑资源池由一个或多个开源云平台构成。通过将整个复杂的开源云平台分解成若干个独立的小的开源云平台，每个小的开源云平台可以通过5-8台服务器就可以构成，为了保证平台的稳定性，减少维护难度，尽量保证平台的最小实现，而且可以根据不同平台的资源，构建成不同类型的资源平台，在使用时候更具有针对性。

更进一步的，抽象中间层模块执行资源调度在开源云平台上创建虚拟机。用户可以根据自己的业务需求创建新的云平台模块，根据需要在对应的开源云平台完成所需要的工作和要求。

一种私有云系统运行方法，步骤如下：

A、用户创建用户账户，获取用户权限，通过登录模块登录私有云系统；

B、用户通过登录系统执行操作，操作内容信息发送给管理中间层；

C、管理中间层接受用户的请求，将操作请求发送给抽象中间层；

D、抽象中间层接受接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；

E、操作结果通过管理中间层模块返回给用户。

更进一步的，步骤A中用户创建用户账户时候，在原有已有私有云平台上，根据已有用户账号，创建出专有登录用户账号，专有登录用户账号与原私有云平台用户账号相互关联。可以基于原有的平台上进行改造，改造后的账户通用，保证了账户资源的延续性。

更进一步的，步骤A中获取用户权限步骤如下：

查询项目表，验证登录名以及登录密码；

登录成功后在物理平台表、项目表、项目与租户对应表三个表中做连接查询，找出属于该用户的物理平台信息；

并将物理平台表中相关的接口信息以及权限验证信息保存在用户当前会话中。

更进一步的，步骤C中，管理中间层仅对数据库表有查询功能，接收用户的操作请求包括：获取物理平台个数，获取每个物理平台的计算资源信息、存储资源信息和网络资源信息，获取虚拟机信息，创建虚拟机。

更进一步的，抽象中间层包括：

抽象资源池功能实现：通过维护基本表信息，以及查表，实现资源抽象；

接收管理中间层操作请求功能实现：订阅消息队列中的消息来收取消息；

调用物理平台API的功能实现：直接调用物理平台的restfulAPI。

更进一步的，抽象中间层还包括自动资源调度功能，步骤如下：在创建虚拟机时，先确定在哪个物理平台上创建，此时调用物理平台的API查询各物理平台的资源使用率，然后寻找资源使用率较低的开源云平台作为目标平台。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案能够实现基于开源产品快速搭建企业私有云，实现用户的统一登陆；使用合理的物理服务器资源部署为若干个不同种类资源的微云平台模块，实现资源隔离，满足用户需求，减少后期维护难度；成本低，效率高；

(2)本方案每个云平台使用独立的分布式存储，任何因素引起的性能问题仅仅能影响到该分布式存储，而不对其他存储造成影响。数据分布在多个分布式存储上，有效降低了数据的风险；

(3)本方案可以针对不同的场景来划分云平台，例如一个云平台底层使用全SSD盘，专门给生产数据库使用，以满足高I/O性能需求；其他的微云底层全部使用普通SATA盘，降低成本；针对不同需求的云平台可以使用不同的硬件来进行架构，架构方便；

(4)本方案在使用了多个Openstack云台，一个平台的数据库、消息中间件或者服务发生故障，也不会影响到其他平台的正常运行；隔离性好；安全性高；

(5)本方案整体上有效降低了单个云平台的技术复杂度，减少了对单个平台的管理难度，降低了运维成本；易推广，适用于各个企业。

附图说明

图1为本发明的云平台整体结构示意图；

图2为用户登录关系流程图；

图3为用户操作过程流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。

实施例1

如图1所示，一种私有云系统，包括如下模块：

登录模块：包括用户统一登录界面；用户登录以及用户权限获取；保证用户能够看到自己的逻辑资源。

管理中间层模块：接受用户的请求，并对逻辑资源池进行管理；

抽象中间层模块：将各个独立的云平台的资源信息统一管理，并根据需求将多个独立云平台资源分成多个逻辑资源池；接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；所述的抽象中间层模块，抽象若干个开源云平台为多个虚拟的逻辑资源池，每一个虚拟的逻辑资源池由一个或多个开源云平台构成。本方案的抽象中间层模块将独立的云平台的资源信息统一管理，并根据需求将多个独立云平台资源分成多个逻辑资源池，并通过API，即应用程序编程接口管理多个云平台。

若干个开源云平台：通过服务器构成的独立完整的开源云平台。开源软件搭建多个独立的云平台。本处的若干个开源云平台可以为各自独立的私有云平台模块和/或可复制的私有云平台模块。

为实现统一登录功能，需要额外创建数据库表，这些表与资源云平台Openstack中的表是相互独立的。后文的资源云平台用Openstack平台表示，数据库表包括：物理平台表、项目表、项目与每一个开源云平台中的租户对应表。物理平台表包括，维护物理平台基本信息，表记录为手动添加。字段包括：ID、名称、restfulAPI地址，对应项目信息、权限验证信息、备注等。项目表包括，维护项目(租户)基本信息，表记录为手动添加。字段包括：ID、登录名称、展示名称、密码(加密后)、备注等。项目与Openstack平台中租户对应表的字段包括：项目id、Openstack平台id、Openstack平台项目名称、Openstack平台用户名、Openstack平台用户密码等。

本方案的通过建立私有云系统，即将企业统一私有云平台拆分成多个独立云平台，每一个小云平台都使用独立的存储、计算及网络资源池。通过三个功能模块，抽象中间层模块、管理中间层模块以及登录模块实现多个独立云平台的统一登陆和管理。用户统一登陆界面给企业用户提供统一登陆及资源选定功能，模块根据不同的需求为用户提供计算及存储资源，

本处的登录模块可以使用WEB页面进行连接，用户根据自己的需求选择平台，并通过用户名密码认证登陆到各个独立的小的云平台。平台基于开源云平台根据企业现有的需求部署不同的资源平台，为了保证平台的稳定性，减少维护难度，尽量保证平台的最小实现，可以通过5-8台服务器构成一个完整云平台，且可以针对不同的场景来划分云平台，例如一个云平台底层使用全SSD盘，专门给生产数据库使用，以满足高I/O性能需求；其他的微云底层全部使用普通SATA盘，降低成本；针对不同需求的云平台可以使用不同的硬件来进行架构，架构方便。

实施例2

实施例2与实施例1基本相同，抽象中间层模块还可以，执行资源调度在开源云平台上创建虚拟机。

实施例3

如图3所示，基于上述实施例1和2的私有云系统，在运行时候的运行方法，步骤如下：

A、用户创建用户账户，获取用户权限，通过登录模块登录私有云系统；用户登录后，获得相关权限信息,获取用户权限步骤如下：

获取相关权限功能实现：

查询项目表，验证登录名以及登录密码；登录成功后在物理平台表、项目表、项目与Openstack平台中租户对应表三个表中做连接查询，找出属于该用户的物理平台信息(包括Openstack中用户密码)；并将物理平台表中相关的restfulAPI信息以及权限验证信息保存在用户当前会话中。若用户未正确选择的云平台模块或未在任何一个云平台模块内创建用户，则用户在点击登陆后返回不存在该用户。若用户未能正确输入用户名密码，则提示密码错误。

B、用户通过登录系统执行操作，操作内容信息发送给管理中间层；

C、管理中间层接受用户的请求，将操作请求发送给抽象中间层；

抽象中间层包括：

抽象资源池功能实现：通过维护基本表信息，以及查表，实现资源抽象；

接收管理中间层操作请求功能实现：订阅消息队列中的消息来收取消息；

调用物理平台API的功能实现：直接调用物理平台的restfulAPI。

接收请求功能实现如下：

使用restful接口接收用户请求，这些请求包括：

获取物理平台个数：getOSNumber(projectName)，返回其具备权限的Openstack平台的访问信息列表(platformList)，每一个列表项包含：平台restfulURL信息、平台用户名、平台密码。

获取每个物理平台的计算资源信息：getOSComputeResource(platformList)，该函数将restful请求封装成消息。

获取每个物理平台的存储资源信息：getOSStorResource(platformList)，该函数将restful请求封装成消息。

获取每个物理平台的网络资源信息：getOSNetworkResource(platformList)，该函数将restful请求封装成消息。

获取虚拟机信息：getOSVMResource(platformList)，该函数将restful请求封装成消息。

创建虚拟机：createVM(vmconfig)，该函数将restful请求封装成消息。

其他支持的请求不一一列出。

发送请求功能实现：

将上面生成的消息发送给消息队列组件。

D、抽象中间层抽象多个Openstack平台为一个虚拟资源池后，接受接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；

E、操作结果通过管理中间层模块返回给用户。

本方法将统一登陆模块与所有的资源私有云平台模块互联，为企业用户提供统一登陆的界面，并且为用户提供现有云平台的选择菜单。用户在选在好平台菜单后，即可通过统一登陆界面输入自己的用户名及密码并登陆到选择的云平台模块。用户登陆到选择的云平台后即可对分配给用户的资源池进行操作和监控。所有的云平台模块都是根据不同的IT资源需求创建的独立资源模块，用户可以根据自己的业务需求创建新的微云平台模块。本方案实现用户的统一登陆；使用合理的物理服务器资源部署为若干个不同种类资源的微云平台模块，实现资源隔离，满足用户需求，减少后期维护难度；成本低，效率高。

实施例4

实施例4与实施例3基本相同，步骤A中用户创建用户账户时候，在原有已有私有云平台上，根据已有用户账号，创建出专有登录用户账号，专有登录用户账号与原私有云平台用户账号相互关联。如图2所示，创建账户时候，基于现有平台进行改造，可以根据Openstack平台中已有用户，创建出专用于登录的用户，该用户将直接关联平台用户。如果平台1上的用户A和平台2上的用户B为同一租户，那么可以创建登录用户C(手动录入系统)，该用户直接关联到用户A和B。可以兼容原有系统，直接进行改造，保留原有账户信息，转化和继承效果好。

实施例5

实施例5与实施例3基本相同，抽象中间层还包括自动资源调度功能，抽象多个Openstack平台为一个虚拟资源池；接收管理中间层发送的操作请求；必要时执行资源调度算法(例如决定在哪一个平台上创建虚拟机)；步骤如下：在创建虚拟机时，先确定在哪个物理平台上创建，此时调用物理平台的API查询各物理平台的资源使用率，然后寻找资源使用率较低的开源云平台作为目标平台。

以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，在不背离本发明的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。此外，“包括”一词不排除其他元件或步骤，在元件前的“一个”一词不排除包括“多个”该元件。产品权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (8)

1.一种私有云系统，其特征在于：包括如下模块：

登录模块：包括用户统一登录界面；用户登录以及用户权限获取；

管理中间层模块：接受用户的请求，并对逻辑资源池进行管理；

抽象中间层模块：将各个独立的云平台的资源信息统一管理，并根据需求将多个独立云平台资源分成多个逻辑资源池；接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；

若干个开源云平台：通过服务器构成的独立完整的开源云平台；还包括数据库表，数据库表包括：物理平台表、项目表、项目与每一个开源云平台中的租户对应表；所述的抽象中间层模块，抽象若干个开源云平台为多个虚拟的逻辑资源池，每一个虚拟的逻辑资源池由一个或多个开源云平台构成。

2.根据权利要求1所述的一种私有云系统，其特征在于：抽象中间层模块执行资源调度在开源云平台上创建虚拟机。

3.一种基于权利要求1或2所述的私有云系统运行方法，步骤如下：

A、用户创建用户账户，获取用户权限，通过登录模块登录私有云系统；

B、用户通过登录系统执行操作，操作内容信息发送给管理中间层；

C、管理中间层接收用户的请求，将操作请求发送给抽象中间层；

D、抽象中间层接收管理中间层操作请求，调用物理平台API执行操作，并向管理中间层返回操作结果；

E、操作结果通过管理中间层模块返回给用户。

4.根据权利要求3所述的一种私有云系统运行方法，其特征在于：步骤A中用户创建用户账户时候，在原有已有私有云平台上，根据已有用户账号，创建出专有登录用户账号，专有登录用户账号与原私有云平台用户账号相互关联。

5.根据权利要求3或4所述的一种私有云系统运行方法，其特征在于：步骤A中获取用户权限步骤如下：

查询项目表，验证登录名以及登录密码；

登录成功后在物理平台表、项目表、项目与租户对应表三个表中做连接查询，找出属于该用户的物理平台信息；

并将物理平台表中相关的接口信息以及权限验证信息保存在用户当前会话中。

6.根据权利要求3所述的一种私有云系统运行方法，其特征在于：步骤C中，管理中间层仅对数据库表有查询功能，接收用户的操作请求包括：获取物理平台个数，获取每个物理平台的计算资源信息、存储资源信息和网络资源信息，获取虚拟机信息，创建虚拟机。

7.根据权利要求3所述的一种私有云系统运行方法，其特征在于：抽象中间层包括：

抽象资源池功能实现：通过维护基本表信息，以及查表，实现资源抽象；

接收管理中间层操作请求功能实现：订阅消息队列中的消息来收取消息；

调用物理平台API的功能实现：直接调用物理平台的restfulAPI。

8.根据权利要求7所述的一种私有云系统运行方法，其特征在于：抽象中间层还包括自动资源调度功能，步骤如下：在创建虚拟机时，先确定在哪个物理平台上创建，此时调用物理平台的API查询各物理平台的资源使用率，然后寻找资源使用率较低的开源云平台作为目标平台。

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