CN111124595B - 一种提供云计算服务的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提供云计算服务的方法和系统。系统包括：第一虚拟机管控模块，部署在第一区域的物理机上，适于基于第一区域的物理机资源创建第一虚拟机；第二虚拟机管控模块，部署在第一虚拟机上，适于基于第二区域的物理机资源创建第二虚拟机，并基于所创建的第二虚拟机来提供云计算服务；其中，所述第一区域的物理机资源与第二区域的物理机资源通过网络连接。本发明能够降低区域化云计算平台的部署成本，并能够快速的扩容各个区域。

Description

一种提供云计算服务的方法及系统

技术领域

本发明涉及云计算领域，具体涉及一种提供云计算服务的方法及系统。

背景技术

互联网数据中心(Internet Data Center，IDC)，是指电信部门利用已有的互联网通信线路、带宽资源，建立标准化的电信专业级机房环境，为企业、政府提供服务器托管、租用以及相关增值等方面的全方位服务。传统IDC中，服务稳定性、安全性都不是很满足客户的需求。随着云计算的不断发展，云计算技术在异地容灾、低延迟以及区域保护等方面能够很好的满足客户需求。因此，各大运营商都会根据客户需求建立越来越多的区域化云计算平台，用以解决各类客户的地域化需求。

但是，建立一个新的区域并同时考虑服务等级(Service-Level Agreement，SLA)的时候，动则就需要部署几百台物理机，导致建立新的区域化云计算平台成本太高。对于一些较小的IDC提供商，能对外提供服务的物理机资源有限，由于成本因素，导致很难将这些IDC接入到云服务。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的提供云计算服务的系统和相应的提供云计算服务的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种提供云计算服务的系统，包括：

第一虚拟机管控模块，部署在第一区域的物理机上，适于基于第一区域的物理机资源创建第一虚拟机；

第二虚拟机管控模块，部署在第一虚拟机上，适于基于第二区域的物理机资源创建第二虚拟机，并基于所创建的第二虚拟机来提供云计算服务；

其中，所述第一区域的物理机资源与第二区域的物理机资源通过网络连。

根据本发明的另一方面，提供了提供云计算服务的方法，包括：

在第一区域的物理机上形成第一虚拟机管控模块，由第一虚拟机管控模块基于第一区域的物理机资源创建第一虚拟机；

在第一虚拟机上形成第二虚拟机管控模块，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建第二虚拟机，并基于所创建的第二虚拟机来提供云计算服务；

其中，所述第一区域的物理机资源与第二区域的物理机资源通过网络连接。

根据本发明实施例的技术方案，通过在中心区域的物理机上创建虚拟机，并在所创建的虚拟机上部署区域化虚拟机管控模块，区域化虚拟机管控模块能够基于IDC所在区域的物理机资源来创建虚拟机，并基于所创建的虚拟机提供云计算服务，从而快速地将该区域的IDC接入到了云服务。

进一步，在部署多个区域的时候，只需在中心区域部署每个区域所需要的虚拟机管控模块，这些区域能够复用中心区域的专有网络服务模块、负载均衡服务模块、数据库服务模块、分布式存储服务模块和中间件服务模块，一方面能够降低区域化云计算平台的部署成本，另一方面能够快速的扩容各个区域。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为现有技术的云计算架构的示意图；

图2为根据本发明一个实施例的云计算架构的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

云计算架构是由系统虚拟化、分布式存储服务、数据库服务、专有网络服务、虚拟机管理控制系统及其依赖的中间件所组成的一个系统，它能够将底层物理机的计算(虚拟机)、存储(例如云盘)、网络(虚拟化网络)等资源作为服务提供给用户。

图1为现有技术的云计算架构的示意图。参照图1，该云计算架构100包括ECS管控模块、VPN服务模块、SLB服务模块、RDB服务模块、分布式存储服务模块、中间件服务模块以及多台物理机资源，这些模块分别部署在物理机上。ECS管控模块能够基于ECS资源配置，在物理机上创建虚拟机；VPN服务模块能够为虚拟机提供专有网络服务；SLB服务模块能够提供负载均衡服务；RDB服务模块能够提供数据库服务。

可以看出，根据现有的云计算架构，每部署一个区域的云计算平台，都要在该区域的物理机上部署ECS管控模块，并重复部署上述其他模块，而部署这些模块有可能需要上百台物理机，导致实现方式复杂，且部署成本较高。比如：若要将区域A的IDC和区域B的IDC接入云服务，则需要分别在区域A和区域B单独构建上述的云计算架构。

针对现有区域化云架构的不足，本发明实施例提供了一种基于中心化管控的云架构方案，通过将通用组件(中间件)公共化，将管理计算资源及网络资源的组件(ECS管控模块)虚拟化和中心化，解决了机房容量有限的小的IDC在接入云服务(上云)的过程中成本较高的问题。与此同时，基于中心化管控的云架构还具有原有云架构的运维、监控、SLA、高可用和快速扩容的能力，并且这种新的架构为公有云、专有云、私有云提供一种虚拟机(ECS)即公有云基础设施的能力。

图2为根据本发明一个实施例的云计算架构的示意图，该云计算架构能够低成本且快速地将至少一个IDC接入到云服务，从而使得该IDC能够提供云计算服务。

参照图2，该云计算架构100包括中心虚拟机(ECS)管控模块、专有网络(VPC)服务模块、负载均衡(SLB)服务模块、数据库(RDB)服务模块、分布式存储服务模块、中间件服务模块以及多台物理机资源，且这些模块均部署在中心区域的物理机上。

区域(Region)指的是云服务提供商划分的地理区域，比如：华北、华东三、法兰克福、华东一等。中心区域的物理机资源与其他各区域的物理机资源通过网络连接，图中仅示出了两个区域，即区域A和区域B。需要说明的是，在本发明实施例中，中心区域是指部署中心化ECS管控的区域，并非指地理位置上处于中心的区域；其他各区域是指待接入到云服务的IDC所在的区域，每个区域均包括由多台物理机资源构成的计算机集群。

根据本发明的一个实施例，中心区域与其他各区域通过专线，例如边界网关协议(Border Gateway Protocol，BGP)专线连接。BGP专线用于打通中心管控与其他区域物理机资源之间的网络，使得中心管控可以传输控制、运维等相关指令到其他区域。

云服务器(Elastic Compute Service，ECS)是指云服务商对外提供的弹性云计算服务，ECS实例又称为虚拟机(Virtual Machine，VM)，即通过虚拟化技术提供的虚拟主机，并且在一台物理机上可以部署多台虚拟机。

中心ECS管控模块能够基于ECS资源配置，在中心区域的物理机上创建虚拟机。具体地，用户向中心ECS管控模块发起创建虚拟机的请求，该请求中包括用户选定的虚拟机的相关配置参数，例如CPU核数、内存容量、磁盘容量、操作系统等；中心ECS管控模块接收该请求，并参考各物理机的剩余资源量、剩余资源率、网络通信状况等因素，将该请求分配给中心区域中合适的物理机；该合适的物理机则基于该请求分配用户设置的配置参数所指示的资源，并基于已分配的资源创建虚拟机。

中心ECS管控模块创建虚拟机后，则可以在所创建的虚拟机上部署区域ECS管控模块，并提供对中心ECS资源进行管控的功能，包括停止、启动、暂停、创建、删除、调度、宕机迁移、管理安全组、网络、售卖等和ECS资源相关的管理。

每个区域ECS管控模块对应于一个区域(即待接入云服务的IDC所在的区域)，图中示出了对应于区域A的区域ECS管控模块A和对应于区域A的区域ECS管控模块B。区域ECS管控模块A部署在虚拟机A上，区域ECS管控模块B部署在虚拟机B上，虚拟机A和虚拟机B均由中心ECS管控模块基于中心区域的物理机资源所创建。

区域ECS管控模块能够基于其所对应的区域的物理机资源创建虚拟机，并基于所创建的虚拟机来提供云计算服务，其中，创建虚拟机所需要的操作系统镜像可以由分布式存储服务模块提供。例如，区域ECS管控模块A可以根据用户的请求，基于区域A的物理机资源创建虚拟机，由该虚拟机来提供区域A的云计算服务，从而将区域A的IDC接入到云服务；区域ECS管控模块B可以根据用户的请求，基于区域B的物理机资源创建虚拟机，由该虚拟机来提供区域B的云计算服务，从而将区域B的IDC接入到云服务。同样地，区域ECS管控模块也能够提供对区域ECS资源进行管控的功能，包括停止、启动、暂停、创建、删除、调度、宕机迁移、管理安全组、网络、售卖等和ECS资源相关的管理

专有网络(Virtual Private Cloud，VPC)是云服务商构建出的一个隔离的网络环境，并可以自定义IP、地址范围、网段、路由表和网关等。VPC服务模块能够为区域ECS管控模块所创建的虚拟机提供专有网络服务。具体地，区域ECS管控模块根据用户的请求，基于所关联的区域的物理机资源创建虚拟机后，通过与VPC服务模块交互，获取VPC资源，并将获取到的VPC资源提供给所创建的虚拟机。

负载均衡(Server Load Balancer，SLB)是对多台虚拟机进行流量分发的负载均衡服务，可以通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力，通过消除单点故障提升应用系统的可用性。在本发明实施例中，SLB服务模块能够与区域ECS管控模块进行通信，由区域ECS管控模块模块基于其关联的区域的物理机资源创建多个用于负载均衡的虚拟机，然后，SLB服务模块控制多个虚拟机的流量转发规则，从而提供负载均衡服务。

关系型数据库(Relational Database，RDB)服务是一个基于虚拟机资源提供的关系型数据库服务，提供了异地容、主备切换、快速扩展及可视化运维等。在本发明实施例中，RDB服务模块能够与区域ECS管控模块通信，由ECS管控模块基于其关联的区域的物理机资源创建多个提供数据库服务的虚拟机。

在一个实施例中，RDB服务模块自身还能够为区域ECS管控模块提供数据存储服务，即RDB服务模块能够完成区域ECS管控服务所需要的数据库服务组件，并且拥有主备切换的能力。

分布式存储服务模块一方面能够为区域ECS管控模块提供用于创建虚拟机的镜像资源，即为ECS提供镜像存储服务，另一方面，还能够为区域ECS管控模块所创建的虚拟机提供分布式存储服务，所述分布式存储包括块存储和/或对象存储。

中间件服务模块适于为系统中的其他模块提供中间件服务。中间件即公共组件，包含：分布式锁服务、消息中间件、统一路由、分布式内存对象缓存系统、镜像中心、监控中心、虚拟机初始化(cloudinit)服务。其中，cloudinit是虚拟机初始化工具，能够从各种数据源读取相关数据，并据此对虚拟机进行配置。

可以看出，现有技术中ECS管控和中间件及分布式存储都是唯一的依赖关系，而本发明实施例中，ECS管控从对原有的中间件的一一对应关系变为了，多个区域ECS管控可以对应一套中间件服务和分布式存储服务。

需要说明的是，以上的云计算架构中的一个或多个模块并非是必须的，本领域技术人员可以根据具体的应用场景进行取舍。例如，由中心ECS管控模块和区域ECS管控模块就能够提供基本的云计算服务，即中心ECS管控模块和区域ECS管控模块可以构成一个基本的提供云计算服务的系统。又例如，中心ECS管控模块、区域ECS管控模块和VPC服务模块可以构成一个具有专有网络功能的提供云计算服务的系统。当需要提供数据库服务时，则该系统中可以包括RDB服务模块；当需要提供负载均衡服务时，则该系统中可以包括负载均衡服务模块。

根据上述的云计算架构，创建一个完备的ECS服务的过程如下：通过分布式存储提供镜像服务，通过分布式存储提供云盘的服务，通过ECS管控调度资源到不同的物理机上，通过VPC提供隔离化的网络服务，通过虚拟化将计算资源、存储资源、网络资源虚拟化化为一个计算单元。

以部署两个区域的云计算平台为例，介绍本发明实施例的提供云计算服务(即将区域A和区域B的IDC接入到云服务)的方法，包括如下步骤：

1)采购区域A的云计算架构实施所需要的资源，部署云计算环境所需要的所有硬件设备(包含网络设备，存储设备，各种机型物理机资源)、网络资源(IP资源，专线带宽)。

2)部署中心区域的分布式存储服务：通过中心区域的物理机部署，提供各个区域ECS管控创建虚拟机所需的操作系统镜像，各个区域拥有将镜像缓存到本地的能力，并对区域ECS管控提供镜像上传、导出和创建的能力。这里，分布式存储服务还能够为区域ECS管控所创建的虚拟机提供块存储和/或对象存储等服务。

3)部署区域A专线：将区域A运营商的机房的网络出口设备及交换机与中心区域机房网络相联通，打通区域A物理机资源和中心区域的网络，使得中心ECS管控的网络与区域A运营商的机房处在同一个网络安全域。处于中心区域的物理机和虚拟机可以直接访问区域A运营商所在的机房的物理机，并保证专线网络与机房中的其他网络隔离。

4)部署中心区域云计算平台中间件：通过中心区域物理机将云计算平台所需要的镜像中心、监控、运维及缓存组件部署完毕，其主要为RDB服务、区域ECS管控、SLB服务、VPC服务等模块提供通用服务。中间件即公共组件，包含：分布式锁服务、消息中间件、统一路由、分布式内存对象缓存系统、镜像中心、监控中心、虚拟机初始化(cloudinit)服务

5)部署中心区域RDB部分服务(Mini RDB)：通过中心区域物理机部署Mini RDB服务，完成ECS管控服务所需要的数据库服务组件，并且拥有主备切换的能力。

6)部署中心区域VPC服务(只部署一次，下一个区域只更改配置即可)，VPC服务模块能够为区域ECS管控模块所创建的虚拟机提供专有网络服务

7)部署区域A的ECS管控。由中心ECS管控在中心区域的物理机上创建虚拟机，然后，在所述创建的虚拟机上并可以部署区域A的ECS管控。区域A的ECS管控和VPC管控通过Mini RDB来存储数据，并管理计算资源、网络、认证、通用接口、存储资源、库存调度等。

8)部署中心区域SLB服务：通过中心区域的物理机资源部署SLB相关服务，并与区域化的ECS管控相互通信，由区域A的ECS管控在区域A的物理机上创建多台虚拟机，通过SLB服务来控制多台虚拟机的流量转发规则，从而为内部服务及外部服务提供负载均衡服务。

9)部署中心区域完整的RDB服务：通过区域A的ECS管控和中心化分布式存储服务提供的基础镜像，在区域A的物理机上创建RDB服务所需的虚拟机，并通过SLB服务完成RDB服务的应用容灾能力，完成RDB服务部署所需要的计算资源、存储资源和网络资源。并对外基于虚拟机提供关系型数据库mysql、sqlserver的能力。

完成上述步骤后，区域A的IDC就可以对外提供基础云服务了。在一个应用实例中，区域A的VPC、SLB、RDB、ECS的中心化配置如表1。在表1中，前3列IP地址为对内提供的路由地址，最后1列IP地址为对外提供的服务地址。

服务	中间件	ECS服务	分布式存储	对外提供服务地址
					区域A VPC	10.0.0.1	10.0.0.2	10.0.0.15	10.0.0.5
区域A SLB	10.0.0.1	10.0.0.2	10.0.0.15	10.0.0.4
					区域A RDB	10.0.0.1	10.0.0.2	10.0.0.15	10.0.0.3
区域A ECS	10.0.0.1	N/A	10.0.0.15	10.0.0.2

表1

接下来，部署区域B的云计算平台。

首先，如上述步骤1)，采购区域B的云计算架构实施所需要的资源，部署云计算环境所需要的所有硬件设备(包含网络设备，存储设备，各种机型物理机资源)、网络资源(IP资源，专线带宽)。

其次，如上述步骤3)，部署区域B的专线，将区域B运营商的机房的网络出口设备及交换机与中心区域机房网络相联通，打通区域B物理机资源和中心区域的网络，使得中心ECS管控的网络与区域B运营商的机房处在同一个网络安全域。处于中心区域的物理机和虚拟机可以直接访问区域B运营商所在的机房的物理机，并保证专线网络与机房中的其他网络隔离。

然后，如上述步骤7)，部署区域B的ECS管控。

最后，通过修改中心化RDB服务和SLB服务中的配置，将区域B要申请的RDB和SLB所需的虚拟机资源，配置到区域B的ECS管控中，将其所需要的分布式存储服务指向中心的分布式存储服务，从而使得RDB和SLB能够为区域B提供服务。

完成上述步骤后，区域B的IDC就可以对外提供基础云服务了。在一个应用实例中，区域B的VPC、SLB、RDB、ECS的中心化配置如表2。

可见，区域B除了需要部署区域ECS模块之外，对于其他中心化模块，只需在修改区域A的配置基础上，就完成了部署。

综上所述，本发明实施例为第三方运营商及传统IDC接入云服务提供一种成本低廉的可能性，在原有的云架构下，利用BPG专线打通运营商网络，利用中心化管控为第三方运营商提供具有管控IDC能力的ECS，并同时将公共组件(即中间件)中心化，这样一来就极大的简化管控需要的资源，并且对于第二个区域可以复用一套管控系统使得新建第二个区域整体成本缩减为2-3台物理机，从而能够快速整合二、三线城市运营商及传统IDC的能力。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

Claims (18)

1.一种提供云计算服务的系统，包括：

第一虚拟机管控模块，部署在第一区域的物理机上，适于基于第一区域的物理机资源创建第一虚拟机；

第二虚拟机管控模块，部署在第一虚拟机上，适于基于第二区域的物理机资源创建第二虚拟机，并基于所创建的第二虚拟机来提供云计算服务；

其中，所述第一区域的物理机资源与第二区域的物理机资源通过网络连接。

2.如权利要求1所述的系统，还包括：

分布式存储服务模块，部署在第一区域的物理机上，适于为第二虚拟机管控模块提供用于创建虚拟机的镜像资源。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述分布式存储服务模块还适于：为第二虚拟机提供分布式存储服务，所述分布式存储包括块存储和/或对象存储。

4.如权利要求1所述的系统，还包括：

专有网络服务模块，部署在第一区域的物理机上，适于为第二虚拟机提供专有网络服务。

5.如权利要求1所述的系统，还包括：

负载均衡服务模块，部署在第一区域的物理机上，适于与第二虚拟机管控模块通信，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建多个用于负载均衡的虚拟机，并控制多个虚拟机的流量转发规则。

6.如权利要求1所述的系统，还包括：

数据库服务模块，部署在第一区域的物理机上，适于与第二虚拟机管控模块通信，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建多个提供数据库服务的虚拟机。

7.如权利要求6所述的系统，其中，所述数据库服务模块还适于：为第二虚拟机管控模块提供数据存储服务。

8.如权利要求1至7中任一项所述的系统，还包括：

中间件服务模块，部署在第一区域的物理机上，适于为系统中的其他模块提供中间件服务。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述中间件服务包括如下的至少之一：

分布式锁服务、消息中间件、统一路由、分布式内存对象缓存系统、镜像中心、监控中心、虚拟机初始化服务。

10.一种提供云计算服务的方法，包括：

在第一区域的物理机上形成第一虚拟机管控模块，由第一虚拟机管控模块基于第一区域的物理机资源创建第一虚拟机；

在第一虚拟机上形成第二虚拟机管控模块，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建第二虚拟机，并基于所创建的第二虚拟机来提供云计算服务；

其中，所述第一区域的物理机资源与第二区域的物理机资源通过网络连接。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

在第一区域的物理机上形成分布式存储服务模块，由分布式存储服务模块为第二虚拟机管控模块提供用于创建虚拟机的镜像资源。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

由分布式存储服务模块为第二虚拟机提供分布式存储服务，所述分布式存储包括块存储和/或对象存储。

13.如权利要求10所述的方法，还包括：

在第一区域的物理机上形成专有网络服务模块，由专有网络服务模块为第二虚拟机提供专有网络服务。

14.如权利要求10所述的方法，还包括：

在第一区域的物理机上形成负载均衡服务模块，所述负载均衡服务模块与第二虚拟机管控模块通信，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建多个用于负载均衡的虚拟机，并控制多个虚拟机的流量转发规则。

15.如权利要求10所述的方法，还包括：

在第一区域的物理机上形成数据库服务模块，所述数据库服务模块与第二虚拟机管控模块通信，由第二虚拟机管控模块基于第二区域的物理机资源创建多个提供数据库服务的虚拟机。

16.如权利要求15所述的方法，其中，还包括：

由数据库服务模块为第二虚拟机管控模块提供数据存储服务。

17.如权利要求10至16中任一项所述的方法，还包括：

在第一区域的物理机上形成中间件服务模块，由中间件服务模块为所述方法的执行提供中间件服务。

18.如权利要求17所述的方法，其中，所述中间件服务包括如下的至少之一：

分布式锁服务、消息中间件、统一路由、分布式内存对象缓存系统、镜像中心、监控中心、虚拟机初始化服务。

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