CN112054912B - OpenStack开源云平台的资源计费系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种OpenStack开源云平台的资源计费系统，包括资源计费模块和账户管理模块；Billing‑central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing‑product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing‑agent组件；所述Billing‑agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resource ID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra‑API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing‑product的时间戳和当前状态。本发明能够对开源云平台的虚拟资源进行计费、统计和查询，同时支持账户计费充值管理。

Description

OpenStack开源云平台的资源计费系统和方法
技术领域
本发明涉及云平台计费技术领域，具体而言涉及一种OpenStack开源云平台的资源计费系统和方法。
背景技术
近年来，云计算的发展突飞猛进。从公有云、私有云、专有云等各方向都涌现了很多云计算服务提供商和运营商，他们为各行各业不同的用户提供持续稳定的云计算服务。越来越多的公司将他们的计算与存储相关的需求服务上云，但由于各公司的需求和使用场景各不相同，因此对于不同用户实现差异化计费的需求日益突出。
云计算服务中，正确地计算和收取用户使用云计算服务的费用，服务供应商和运营商需要持续跟进市场需求，以便确定资源的数量和价格，使得收入增加成本最小化。在市场上，定的价格高于市场价，那么就会销量降低；低于市场价就会销量增加。因此，在单价和销量中找到最佳平衡点，是需要市场营销和计量计费工具的灵活定义完整配合。以便于实现对各种资源利用率的统计和成本效益核算。而且任何资源的使用都有一定的生命周期，如磁盘资源的损耗，在此周期内正确地回收除资源自身之外的其他附属成本，如供电、冷却等支撑性系统，可反向提供除盈利之外的系统管理。因此，对于以盈利为目的的云计算服务提供商和运营商来说，计费管理功能无疑是非常重要的。
目前OpenStack发展非常迅速，众多企业和开发者使用OpenStack创建自己的私有云平台。现在公有云计费的讨论比较多，针对私有云的计费研究还相对较少，OpenStack社区的关注点也是对虚拟化、网络、安全等领域比较多，没有将计费作为重点研究对象。
专利号为CN107194275A的发明公开了一种私有云运营管理平台及方法，该发明的平台及方法，简化了Cloudstack面向用户的操作，提高用户体验度，将云主机数网络参数计费信息等关键数据直接呈现给用户增加用户操作自由度，增加资源管控平台，有效控制资源使用。但其中并未提及具体的资源计费方式。专利号为CN106453146A的发明公开了一种私有云计算资源的分配方法及系统，包括：获取云租户输入的对私有云的计算资源的需求信息，其中，需求信息包括计算资源信息和有效时间信息；根据计算资源信息和有效时间信息生成云租户的配额策略，配额策略中包括所述云租户对计算资源的需求数量及有效期限；根据计算资源信息查找计算资源组池，查找出配置特性与所述计算资源信息相匹配的计算资源组，每个计算资源组中的各个计算资源具有相同或相近的配置特性；在有效期限内从查找出的计算资源组中任意选择满足云租户需求数量的计算资源分配给云租户。其能够为云租户供一个灵活、实用、可靠的私有云计算资源分配方案。但是对于私有云来说，企业内部纯粹的只靠限额和权限的约束是不现实的，因为企业并没有针对云计算的模式有一个比较明确的规划，例如：那个部门今年的IT规模应该是多少，这样就有可能让云管理员草草的为用户设置限额设置不设置，这样会造成IT资源使用的进一步增长，反而不如过去需要靠层层审批得来的有约束力。针对这种情况，应该在企业内部也建立类似资源的收费模式，让运营部门需要从公司的角度去了解每个项目每个部门实际的费用使用情况，用于评估和计划下一个阶段的费用投入，精准的掌握公司云计算投入的财务状况帮助公司进行合理的IT规划是运营部门给出规划的关键依据。
发明内容
本发明针对现有技术中的开源云平台环境的复杂性，资源的多样性，业务的专属性，OpenStack社区现有的计费涵盖的虚拟资源不全，计费粒度较大等问题，提供一种OpenStack开源云平台的资源计费系统和方法，对开源云平台的虚拟资源进行计费、统计和查询，同时支持账户计费充值管理。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种OpenStack开源云平台的资源计费系统，所述资源计费系统包括资源计费模块和账户管理模块；
所述资源计费模块包括Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件和Billing-agent组件；所述账户管理模块包括Chakra-API组件；
所述Ceilometer-notification组件用于收集各资源产生的消息事件，所述Ceilometer-collector组件用于将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中；
所述Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件；
所述Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resourceID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述资源计费系统还包括Billing-API，用于进行product创建，获取和管理对应的计费资源统计信息和租户定价。
进一步地，所述资源计费系统包括多个Billing-agent组件，根据实际部署环境确定部署个数。
进一步地，在多区域的情况下，所述资源计费系统包括多个资源计费模块和一个账户管理模块：
每个区域均设置独立的资源计费系统，以单独进行定价管理和对当前租户当前区域下的资源计费进行单独统计显示；账户管理模块唯一且自适应地运行在任意区域，进行统一的账户管理。
进一步地，所述Billing-API和Chakra-API服务通过HAproxy实现负载均衡和高可用；
所述Billing-Central通过pacemaker管理和主备形式实现高可用；
所述Billing-Agent组件的所有控制节点通过消费消息队列任务实现任务处理的负载均衡。
基于前述资源计费系统，本发明还提及了一种OpenStack开源云平台的资源计费方法，所述资源计费方法包括以下步骤：
S1，Ceilometer-notification组件收集各资源产生的消息事件，通过Ceilometer-collector组件将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中；
S2，Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件；
S3，Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resourceID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态。
进一步地，所述资源计费方法还包括以下步骤：
部署微服务平台；
将Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件、Billing-agent组件、Billing-API组件和Chakra-API组件制作成chart包，通过pod的形式运行在微服务平台中。
进一步地，所述Billing-API组件、Billing-Agent、Chakra-API均为多副本部署，所述Billing-Central为单副本部署。
本发明还提及一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法。
本发明还提及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有执行前述方法的计算机程序。
本发明的有益效果是：
(1)实现对OpenStack平台中云主机，云主机快照，云硬盘，云硬盘快照，公网IP，路由器进行定价，可以修改定价，可通过定价模板方式控制一套定价的生效时间，支持定价历史查询，并实现对这些虚拟资源的秒级计费。
(2)支持邀请码功能，管理员可以生成邀请码，用户登入系统时可以使用邀请码进行充值，邀请码包含价值，类型，过期时间，支持对已分配的邀请码进行管理。
(3)支持按需付费、包月、包年预付费等多种付费形式。
(4)支持基于项目粒度的计费信息分类查询，支持当前余额查询，消费预估信息查询。
(5)可支持多Region环境的部署。
(6)部署过程采用自动化部署，全程无需人工配置，自动化程度高，产品成熟度高，且可以自动化升级、回滚。
(7)所有组件制作成chart包，通过pod的形式运行在微服务平台中，既可以作为应用的底层支持，本身又可以通过helm一键安装，达到一键安装应用的目的。
附图说明
图1是本发明的OpenStack开源云平台的资源计费系统的结构示意图。
图2是本发明的Ceilometer组件收集事件的原理示意图。
图3是本发明的多Region场景下的资源计费系统的结构示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
具体实施例一
结合图1，本发明提及一种OpenStack开源云平台的资源计费系统，所述资源计费系统包括资源计费模块和账户管理模块。
所述资源计费模块包括Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件和Billing-agent组件；所述账户管理模块包括Chakra-API组件。
所述Ceilometer-notification组件用于收集各资源产生的消息事件，所述Ceilometer-collector组件用于将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中。
所述Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件。
所述Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resourceID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态。
开源云平台的计费系统对开源云平台的多种资源进行计费，并提供查询，统计，账户充值等功能。
计费的实现机制是用户创建虚拟资源，ESBilling将从Ceilometer中的meter数据中，根据上次计费的时间，以一定周期(默认为1个小时)轮询需要计费的资源，之后向ESBillingAgent发送计费任务，Agent负责产生计费数据，写入数据库，完成账户扣费，更新计费产品的更新时间戳，计费完成。
一、技术原理
本发明的资源计费系统的计费是基于事件来计费的，ceilometer负责将各资源产生的事件收集，并存放在MongoDB数据库中。billing-central从billing product中根据上次计费的时间戳获取所要计费的资源，然后将计费资源发送给billing-agent,billing-agnet会对每一个资源进行处理，根据资源的resource ID和类型从MongoDB中获取到该资源某个时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，然后由chakra的中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing的数据库，并更新Billing Product的时间戳以及状态等。
(1)Billing-api：提供外部调用的接口，进行product创建，计费统计信息的获取，以及获取、管理租户的定价等。
(2)Billing-Central:定时从数据ESBilling轮询需要计费的资源，同时向Billing Agent发送计费任务。
(3)Billing-Agent：接收Billing Central的计费任务，根据接收到的Product的resource ID和product的update时间调取MongoDB数据库中这一计费周期中属于该product的事件，根据产生的事件产生具体的计费数据，写入数据库；可以根据实际部署环境确定部署个数。
(4)Chakra-Api：chakra提供给外部功能调用，主要用来进行计费账户account的创建，账户充值，以及提供扣费等功能。
(5)Ceilometer：ceilometer接收各个组件发送的notification，并对event进行统一的处理后然后publish，最后由ceilometer-collector服务存入MongoDB数据库。图2是Ceilometer收集事件的原理。
二、多Region的实现
结合图3，在多Region的情况下，不同Region有自己一套billing系统，保证可以单独进行定价管理，对当前租户当前Region下的资源计费进行单独统计显示。Chakra服务唯一且可以运行在任意Region，进行统一的账户管理。
三、HA特性的实现
所述Billing-API和Chakra-API服务通过HAproxy实现负载均衡和高可用。
所述Billing-Central通过pacemaker管理和主备形式实现高可用。
所述Billing-Agent组件的所有控制节点通过消费消息队列任务实现任务处理的负载均衡。
四、部署方式
首先部署微服务平台，所有平台级服务都运行在微服务平台之上。将Billing-Api、Billing-Agent、Billing-Central、Chakra-Api等组件制作成chart包，通过pod的形式运行在微服务平台中，既可以作为应用的底层支持，本身又可以通过helm一键安装，达到一键安装应用的目的。其中Billing-Api、Billing-Agent、Chakra-Api均为3副本，Billing-Central单副本部署。
其部署过程采用自动化部署，全程无需人工配置，自动化程度高，产品成熟度高，且可以自动化升级、回滚。
具体实施例二
基于前述资源计费系统，本发明还提及了一种OpenStack开源云平台的资源计费方法，所述资源计费方法包括以下步骤：
S1，Ceilometer-notification组件收集各资源产生的消息事件，通过Ceilometer-collector组件将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中。
S2，Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件。
S3，Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resourceID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态。
进一步地，所述资源计费方法还包括以下步骤：
部署微服务平台；将Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件、Billing-agent组件、Billing-API组件和Chakra-API组件制作成chart包，通过pod的形式运行在微服务平台中。
进一步地，所述Billing-API组件、Billing-Agent、Chakra-API均为多副本部署，所述Billing-Central为单副本部署。
具体实施例三
本发明还提及一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法。
本发明还提及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质有执行前述方法的计算机程序。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种OpenStack开源云平台的资源计费系统，其特征在于，所述资源计费系统包括资源计费模块和账户管理模块；
所述资源计费模块包括Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件、Billing-agent组件和Billing-API组件；所述账户管理模块包括Chakra-API组件；
所述Ceilometer-notification组件用于收集各资源产生的消息事件，所述Ceilometer-collector组件用于将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中；
所述Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件；
所述Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resource ID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态；
所述Billing-API组件用于进行product创建，获取和管理对应的计费资源统计信息和租户定价；
所述Billing-API和Chakra-API服务通过HAproxy实现负载均衡和高可用；
所述Billing-Central通过pacemaker管理和主备形式实现高可用；
所述Billing-Agent组件的所有控制节点通过消费消息队列任务实现任务处理的负载均衡；
其中，所述资源计费系统包括多个Billing-agent组件，根据实际部署环境确定部署个数；在多区域的情况下，所述资源计费系统包括多个资源计费模块和一个账户管理模块：
每个区域均设置独立的资源计费系统，以单独进行定价管理和对当前租户当前区域下的资源计费进行单独统计显示；账户管理模块唯一且自适应地运行在任意区域，进行统一的账户管理。
2.一种基于权利要求1所述资源计费系统的OpenStack开源云平台的资源计费方法，其特征在于，所述资源计费方法包括以下步骤：
S1，Ceilometer-notification组件收集各资源产生的消息事件，通过Ceilometer-collector组件将采集到的消息事件存入MongoDB数据库中；
S2，Billing-central组件周期性地根据上一周期计费的时间戳从Billing-product组件中获取当前周期的计费资源，对计费资源发起对应的计费任务，将计费任务发送至Billing-agent组件；
S3，Billing-agent组件对每一个计费资源进行处理，根据计费资源的resource ID和类型从MongoDB数据库中获取该计费资源在对应时间段的所有事件，根据这些事件进行计费，通过Chakra-API组件中的account用户进行扣费，计费产生的billingItem存入Billing组件的数据库，并更新Billing-product的时间戳和当前状态；
S4，部署微服务平台；将Ceilometer-notification组件、Ceilometer-collector组件、Billing-central组件、Billing-product组件、Billing-central组件、Billing-agent组件、Billing-API组件和Chakra-API组件制作成chart包，通过pod的形式运行在微服务平台中。
3.根据权利要求2所述的OpenStack开源云平台的资源计费方法，其特征在于，所述Billing-API组件、Billing-Agent和Chakra-API均为多副本部署，所述Billing-Central为单副本部署。
4.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求2-3任意一项所述方法。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质有执行权利要求2-3任意一项所述方法的计算机程序。
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