AWS、Vmvare和Openstack三種云架構對比,openstack9創建云主機實例

AWS、Vmvare和Openstack三種云架構對比

云計算服務既然是一種通過網絡提供的自動化服務，其架構就和傳統IT有很大的區別。下面我們來討論云計算的架構，從中我們可以看到為什么云計算架構是支持互聯網+轉型的唯一IT架構選擇。

什么是架構？

要了解云計算架構，首先我們要對架構有個清晰準確的理解。架構有兩個層面的涵義。一個是靜態層面的，主要是勾畫系統邊界、結構、組成的組件以及組件之間的關聯關系；另一個是動態層面，主要是規范組件的行為以及組件之間的交互協議。根據一個IT系統的架構，可以界定該系統的功能特性和一些非功能特性。

例如：一個郵箱系統，它的功能可以是收、發郵件；非功能特性則包括安全措施（認證、加密等）以及響應時間、吞吐率等。架構設計要考慮不斷變化和恒久不變的兩方面。一個有長久生命力的系統都有一個設計高明的架構，其精髓在于架構能支持系統功能的變化、發展、演化，允許系統功能的不斷變化，也就是架構必須提供靈活性；

而系統對易用性、安全性、穩定性和性能卻應該是恒久不變，因此IT架構的設計必須強調非功能特性，其中開放性、可擴展性、可移植性、可維護性、靈活性、安全性、性能（響應時間、吞吐率、并發數等）最為重要。云計算架構尤其強調靈活性、擴展性和易用性。

云計算架構的特點

要了解云計算架構，最直接的方法是了解目前流行的主要云計算提供商的平臺架構。下面我們通過了解公云提供商的典型代表—亞馬遜AWS的架構，以及在企業私云占壟斷地位的VMWware，還有在互聯網企業主流使用的OpenStack架構來深入了解云計算的架構。

公云–亞馬遜AWS架構

在2000年前后，以IBM、微軟、HP為首的企業IT龍頭提出了面向服務的架構（SOA）的理念。SOA架構核心是松耦合，系統由服務組件組成，每個服務組件提供一個專門的服務功能，各服務的功能通過標準服務接口向外提供。SOA架構和傳統應用架構有很大區別。傳統應用架構組件之間耦合度高，組件之間沒有標準的接口，使得應用的擴展、維護非常不方便，不能支持業務的發展。在當時雖然SOA的架構理念炒的很火，但大部分IT廠商都只是忙著給自己的產品貼上SOA的標簽，而真正把SOA理念付之于行動、落實到服務的是當時做電商的亞馬遜CEO貝佐斯。

亞馬遜AWS云功能示意圖

貝佐斯基本上是靠下行政命令來使系統開發人員按SOA的理念來開發系統。在2002年前后他給公司發的一封郵件中，他要求所有團隊的程序模塊都要用服務接口把數據和功能開放出來；所有程序間的通訊，必須也只能通過這些服務接口進行。違反這個原則的都會被辭退。因此，亞馬遜能從一個電商做成最大的云計算提供商，也就不足為奇，因為只有亞馬遜，是最早、最徹底用面向服務的架構，也就是云計算的核心架構來構建云計算的公云平臺。

時至今日，亞馬遜AWS以經是功能最完善、性能最強大的公有云提供商。圖2是亞馬遜提供的主要服務的功能示意圖。目前可以毫不夸張的說，依托亞馬遜提供的IaaS和PaaS，可以大部分取代傳統IT廠商提供的產品，為客戶構建他們所需的IT能力。亞馬遜ＡＷＳ的架構從底層的數據中心就提供高冗余的設計。每個可用區（Availability Zone）至少由三個相距50多公里的數據中心組成，任何一個數據中心發生故障不會影響客戶的服務使用體驗。

AWS的IaaS提供的高穩定、彈性伸縮的虛擬機，彈性硬盤，簡單對象存儲，虛擬私有云，負載均衡等等，都成為公有云的標桿。同時AWS也逐漸向IaaS+PaaS服務方向演進，提供豐富的PaaS功能，包括大數據和數據庫服務。最后，亞馬遜AWS也是最開放的公有云提供商，通過標準API、軟件市場（Market Place）和Direct Connect構建廣泛的生態圈。

私云–VMWare云架構

VMWare是最早在X86推出虛擬化產品的廠商，也是企業私云建設中的最大得益者，長期以來是服務器虛擬化的絕對龍頭，占有全球虛擬化市場近80%的市場份額。VMWare的拳頭產品是VSphere和VCenter。其虛擬化的穩定性和性能在業界無出其右。在云計算起步的一段相當長的時間，虛擬化和云計算是使很多人混淆的概念。其實虛擬化只是構建云計算資源池的一種主要方式，和云計算的服務模式有很大的區別。另一方面，資源池可以使用物理機或容器來構建。

VMware云功能示意圖

近年來，VMWare也逐步發力云市場。圖三是VMWare在2014年發布的企業云架構。其核心是統一管理物理環境、以VMWare技術為主的虛擬化環境（包括計算為主的VSphere、提供SDN的NSX，以及分布式存儲VSAN）以及多種公云環境，實質上是一個混合云管理的方案。它在上層分成幾個部分：Business(業務)、Automation（自動化）、Operations（運維）、Extensibility（擴展）。通過這幾個部分實現圖1云內部機制的方式。

私云Openstack架構

如果說在企業級市場，VMWare是絕對的龍頭，那么在開源產品上，Openstack已經是主流的開源云平臺，其接受程度已遠遠超過同類型的CloudStack、Eucalyptus和OpenNebula等開源平臺。

OpenStack云架構圖

OpenStacks是2010年Rackspace和美國NASA合作推出的開源云項目，以NASA的Nebula平臺以及Rackspace的云文件存儲平臺為基礎，形成Nova計算平臺和Swift對象存儲兩個核心項目。隨后大部分的IT巨頭，包括IBM、HP、Intel、思科等，出于和亞馬遜AWS、VMWare競爭的考慮，都聚集在OpenStack大旗下，目標是把OpenStack打造成未來的標準云操作系統，就像Linux是服務器的標準操作系統那樣。

上圖的OpenStack架構圖是OpenStack官方的架構圖?？梢钥吹诫m然和亞馬遜AWS以及VMWARE相比還有一段距離，但OpenStack現在已基本具備一個實現類似圖1云內部機制的平臺。其中Horizon是界面模塊，Heat是編排，Ceilometer是監控和計量，Keystone是標識和認證，Nova是類似AWS EC2的計算，Neutron是SDN網絡，Cinder是塊存儲，Glance是鏡像服務，Swift是類似S3的對象存儲。

OpenStack之所以能在眾多開源云平臺中脫穎而出，很大程度在于其采用SOA架構所帶來的靈活性和擴展性。Openstack項目管理也采用非常開放的方式。新的需求和想法可以由開源社區人員發起新項目，到一定成熟程度可以申請成為OpenStack的孵化項目。孵化項目經過考核并證明成熟的項目可以被集成到OpenStack的發布版本，轉成集成項目，成為OpenStack正式家族成員之一。可以預見，未來OpenStack的功能會越來越完善，假以時日，超越AWS或VMWare這公、私云兩大巨頭也不是沒有可能。

總結

以上我們簡單介紹了云計算和架構的定義，云計算的外部體驗和內部實現機制，并通過對公有云龍頭亞馬遜AWS、私有云龍頭VMWare和開源主流云平臺Openstack的架構分析，給讀者一個對云計算架構比較直觀的了解。

云計算架構，其核心是基于面向服務（SOA）的自動化服務管理架構，其特征是資源池化、通過互聯網交付的按需彈性、簡易使用、可計量的服務。企業的互聯網+轉型，需要不單是方便靈活的使用各種云服務，更重要的是要把業務能力和應用轉化成線上交付的云服務。未來的企業在云上同時是服務的提供者和消費者。因此，云計算架構是支持互聯網+轉型的唯一IT架構選擇。

本文選自《中國云力量》一書，作者：鄒均。

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