IaaS云平台存储架构规划设计
云计算体系架构分层
云计算体系架构分层云计算是网格计算，分布式计算，并行计算、效用技术、网络存储、虚拟化和负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。
其目的是通过基于网络的计算方式，将共享的软件/硬件资源和信息进行组织整合，按需提供给计算机和其他系统使用。
一般来说，大家比较公认的云架构是划分为基础设施层、平台层和软件服务层三个层次的。
对应名称为IaaS，PaaS和SaaS。
IaaS, Infrastructure as a Service，中文名为基础设施即服务。
IaaS主要包括计算机服务器、通信设备、存储设备等，能够按需向用户提供的计算能力、存储能力或网络能力等IT基础设施类服务，也就是能在基础设施层面提供的服务。
IaaS能够得到成熟应用的核心在于虚拟化技术，通过虚拟化技术可以将形形色色计算设备统一虚拟化为虚拟资源池中的计算资源，将存储设备统一虚拟化为虚拟资源池中的存储资源，将网络设备统一虚拟化为虚拟资源池中的网络资源。
当用户订购这些资源时，数据中心管理者直接将订购的份额打包提供给用户，从而实现了IaaS。
PaaS, Platform as a Service，中文名为平台即服务。
如果以传统计算机架构中“硬件+操作系统/开发工具+应用软件”的观点来看待，那么云计算的平台层应该提供类似操作系统和开发工具的功能。
实际上也的确如此，PaaS定位于通过互联网为用户提供一整套开发、运行和运营应用软件的支撑平台。
就像在个人计算机软件开发模式下，程序员可能会在一台装有Windows或Linux操作系统的计算机上使用开发工具开发并部署应用软件一样。
微软公司的Windows Azure和谷歌公司的GAE，可以算是PaaS平台中最为知名的两个产品了。
SaaS，软件即服务。
简单地说，就是一种通过互联网提供软件服务的软件应用模式。
在这种模式下，用户不需要再花费大量投资用于硬件、软件和开发团队的建设，只需要支付一定的租赁费用，就可以通过互联网享受到相应的服务，而且整个系统的维护也由厂商负责。
IaaS云计算安全框架设计
IaaS云计算安全框架设计IaaS云计算安全框架设计1、引言本文档旨在设计一个IaaS（基础设施即服务）云计算安全框架，以保障云计算平台中的基础设施和数据的安全性。
该框架将包括安全策略、身份认证、访问控制、数据保护等关键方面的安全措施。
2、安全策略2.1 安全目标- 保护基础设施和数据的机密性、完整性和可用性- 防止未授权的访问、攻击和数据泄露- 及时检测和响应安全事件2.2 安全责任与合规性- 明确云服务提供商和用户之间的安全责任分工- 遵守相关的合规性要求，如GDPR、PCI DSS等2.3 安全风险管理- 确定潜在的安全风险和威胁- 开展风险评估和风险管理，采取相应的安全措施3、身份认证与访问控制3.1 用户身份管理- 设计用户身份验证和授权机制- 强制使用强密码和多因素身份认证- 定期审计用户权限3.2 资源访问控制- 实现细粒度的访问控制，限制用户对资源的权限- 设计角色基础的访问控制模型，确保权限管理的可扩展性3.3 身份与访问管理监控- 实施审计日志记录和监控机制，跟踪用户活动和访问控制事件- 及时发现异常行为并采取相应的响应措施4、数据保护和隐私4.1 数据分类与加密- 根据敏感性和重要性对数据进行分类- 实施合适的加密机制，保护数据的机密性4.2 数据备份和灾难恢复- 定期备份数据，确保数据的可用性和完整性- 设计灾难恢复方案，减少数据丢失和业务中断风险4.3 数据隐私保护- 遵守适用的隐私法规和合规标准- 采取数据去标识化和数据脱敏等技术，保护用户隐私5、安全监控与应急响应5.1 安全事件监控- 实施安全事件和攻击的实时监控- 使用入侵检测系统（IDS）和入侵防御系统（IPS）等安全工具5.2 安全事件响应- 设计应急响应计划，包括事件检测、报告和事件响应流程 - 确保协调和沟通，及时应对安全事件6、文档涉及附件请参考附件一，包括详细的安全设计细节和流程图。
7、法律名词及注释- GDPR：欧洲通用数据保护条例。
私有云平台下的存储架构规划设计
一、引言相对于其他云计算技术来讲，私有云平台应该算是最早进入企业的IT基础架构。
越来越多的私有云平台开始支持各类存储架构，如何选择可以融入私有云平台的存储架构成为关键问题。
二、总体规划设计思路存储本身是用来承载数据，对于存储架构的设计，必然离不开数据的分析。
所以在企业私有云平台下对存储架构的规划和设计也同样需要一个以数据分析为起点的整体规划思路。
总结下来，笔者认为从数据分析到技术架构分析的完整闭环思路，如图1所示：图1：数据分析到技术架构分析完整闭环思路图按照图1所示，存储架构的规划需要分三个步骤进行。
首先，需要从企业内部业务数据层面进行梳理和分析，包括业务数据的数据类型、数据当前的规模以及膨胀的速度、数据读写分布的比例以及随机顺序的相关特征、数据访问的并发量问题、数据重要性分级以及数据保存的安全性要求等；其次，根据数据梳理的结果进一步分析存储架构的规划设计，在通过对数据的结构类型、数据规模、并发需求、读写特点综合分析之后可以确定分布式架构和集中式架构的选型和拓扑规模，对数据分级和安全需求进行综合分析之后，可以决定架构当中的冗余性设计策略和备份归档策略，读写特点和并发量的分析又可以定位架构当中存储介质以及性能平衡的一些策略；最后，我们通过对底层架构选型和规划分析，再结合管理维度所需要达到的目标，来确定应用接口层、中间功能层以及运维层面需要达到的一系列对数据的使用、监控、加工、分析、报告等各方面的存储管理指标。
三、数据业务梳理分析1. 按照业务维度为前提的原则存储是私有云当中核心的三大资源之一，存储资源的分配需要秉承着以合适合理的性价比原则进行分配。
而对于企业来讲，所有的业务系统是有着重要性、安全性等业务方面的区分的，而这些属性维度的判断是与每一个业务系统精密绑定的，因此数据分析的第一步就是要根据应用系统的业务特性需求进行分级划分，并且针对每一个业务系统进行其他维度的梳理和细分。
例如，在银行业当中，企业的所有应用系统会参照银监局以及人民银行的相关要求（业务连续性、数据安全、数据审核等）并且结合自己企业的实际业务需求情况（核心、交易、渠道系统）进行细化分级，这些细化分级之后的标准是进行数据梳理分析的前提条件。
开放云计算体系及云架构设计——核心技术与IaaS
开放云计算体系及云架构设计——核心技术与IaaS曹玮祺博士资深云计算架构师Systems LOB -Greater ChinaSystems EngineeringSun Microsystems, Inc.1.云计算的来龙去脉2.云计算的核心技术2.1 虚拟化技术2.2 大规模分布式数据管理与并行计算3.落地的IaaS存储云解决方案及演示4.落地的IaaS计算云解决方案及演示5.围绕“APIs”构建云平台及演示6.弹性自适应承载的计算云7.云计算数据中心自动化8.云计算的新起点内容IT到云计算的演进所有的人都在谈论云计算•Database as a Service •Utility Computing•Virtualization •Application Hosting•Infrastructure as a Service•Grid Computing •Platform as a Service •Storage as a Service•Software as a Service•SOA不同视角•用户•开发者•云的架构师/建设者用户希望从云中得到什么Must be easy, automated and friendly.开发者希望从云中得到什么架构师眼中的云但是云可以如此不同Software as a ServicePlatform as a ServiceInfrastructure as a ServiceHPCAnalyticsFinanceWebMedicalPublicPrivateHybridApplication DomainsXaaSLayersCloudBusinessModel云计算层次Software as a ServiceApplications offered on-demand over the network(, Oracle CRM on-demand)Platform as a ServiceDeveloper platform with built-in services(Google App Engine)Infrastructure as a ServiceBasic storage and compute capabilities offeredas a service (Amazon web services)关键挑战构建云计算服务面临的关键挑战构建不同层面的云计算面临着不同的关键挑战，如SaaS服务需要在多租户复用时提高用户体验，PaaS需要支撑服务的开发、编排及混搭，IaaS要实现低成本、高可用和透明化的基础设施提供。
云计算服务平台架构规划
云计算服务平台架构规划第一章云计算服务平台概述 (3)1.1 云计算服务平台定义 (3)1.2 云计算服务平台发展历程 (3)1.2.1 初始阶段 (4)1.2.2 发展阶段 (4)1.2.3 成熟阶段 (4)1.3 云计算服务平台发展趋势 (4)1.3.1 混合云成为主流 (4)1.3.2 边缘计算兴起 (4)1.3.3 行业解决方案不断丰富 (4)1.3.4 安全性成为关键因素 (4)第二章云计算服务平台架构设计原则 (5)2.1 安全性原则 (5)2.2 可扩展性原则 (5)2.3 高可用性原则 (5)2.4 成本效益原则 (6)第三章基础设施架构 (6)3.1 数据中心规划 (6)3.1.1 场地选择 (6)3.1.2 设施布局 (7)3.1.3 供电系统 (7)3.1.4 网络接入 (7)3.2 网络架构设计 (7)3.2.1 网络层次 (7)3.2.2 网络设备 (7)3.2.3 网络冗余 (7)3.2.4 安全防护 (7)3.3 存储架构设计 (7)3.3.1 存储设备选择 (8)3.3.2 存储网络设计 (8)3.3.3 数据备份与恢复 (8)3.3.4 存储资源管理 (8)3.4 服务器架构设计 (8)3.4.1 服务器选型 (8)3.4.2 服务器集群 (8)3.4.3 虚拟化技术 (8)3.4.4 系统监控与维护 (8)第四章虚拟化技术 (8)4.1 虚拟化技术概述 (8)4.2 虚拟化技术分类 (9)4.3 虚拟化技术选型 (9)第五章服务架构 (10)5.1 服务架构设计 (10)5.2 服务组合与编排 (10)5.3 服务标准化与规范化 (11)5.4 服务质量保障 (11)第六章数据管理 (12)6.1 数据存储与备份 (12)6.1.1 数据存储策略 (12)6.1.2 数据备份方法 (12)6.1.3 备份周期与恢复 (12)6.2 数据共享与同步 (12)6.2.1 数据共享策略 (12)6.2.2 数据同步方法 (12)6.2.3 同步周期与异常处理 (13)6.3 数据安全与隐私保护 (13)6.3.1 数据加密 (13)6.3.2 访问控制 (13)6.3.3 隐私保护 (13)6.4 数据挖掘与分析 (13)6.4.1 数据预处理 (13)6.4.2 数据挖掘方法 (13)6.4.3 数据可视化 (13)第七章安全管理 (14)7.1 安全策略制定 (14)7.2 身份认证与权限管理 (14)7.3 数据加密与安全传输 (14)7.4 安全监控与应急响应 (15)第八章监控与运维 (15)8.1 监控系统设计 (15)8.1.1 监控目标 (15)8.1.2 监控架构 (15)8.1.3 监控工具选型 (16)8.2 运维管理流程 (16)8.2.1 系统部署 (16)8.2.2 系统监控 (16)8.2.3 故障处理 (16)8.3 自动化运维工具 (17)8.3.1 配置管理工具 (17)8.3.2 日志分析工具 (17)8.4 功能优化与故障处理 (17)8.4.1 功能优化 (17)8.4.2 故障处理 (18)第九章用户管理与接入 (18)9.1.1 用户认证 (18)9.1.2 用户授权 (18)9.2 用户接入方式设计 (18)9.2.1 Web端接入 (18)9.2.2 移动端接入 (19)9.3 用户服务定制与个性化 (19)9.3.1 用户偏好设置 (19)9.3.2 内容推荐 (19)9.3.3 个性化服务 (19)9.4 用户支持与售后服务 (19)9.4.1 常见问题解答 (19)9.4.2 在线客服 (19)9.4.3 售后服务 (19)第十章业务流程管理 (19)10.1 业务流程设计 (19)10.2 业务流程优化 (20)10.3 业务流程自动化 (20)10.4 业务流程监控与改进 (20)第十一章云计算服务平台功能评估 (21)11.1 功能评估指标体系 (21)11.2 功能评估方法与工具 (21)11.3 功能优化策略 (22)11.4 功能评估与改进 (22)第十二章云计算服务平台发展趋势与展望 (22)12.1 云计算服务平台技术发展趋势 (22)12.2 云计算服务平台市场发展趋势 (23)12.3 云计算服务平台在行业中的应用前景 (23)12.4 云计算服务平台的挑战与对策 (24)第一章云计算服务平台概述1.1 云计算服务平台定义云计算服务平台是指基于云计算技术，为用户提供计算资源、存储资源、网络资源以及软件应用等服务的平台。
基于云计算的分布式存储系统设计
基于云计算的分布式存储系统设计随着信息技术的不断发展和深入应用，数据的规模、类型和种类越来越多样化和复杂化。
在存储和管理这些数据时，传统的单机存储系统已经无法满足需求，分布式存储系统逐渐成为了当前存储领域的重要研究方向。
而基于云计算的分布式存储系统更是在互联网时代得到了广泛应用和推广，下面就来谈谈基于云计算的分布式存储系统设计。
一、云计算的概念及特点云计算是一种基于互联网的计算模式，它将计算和存储资源以服务的形式提供给用户，并通过共享的方式实现按需使用，具有运行成本低、易于扩展、高可靠性和易于管理等特点。
云计算体系结构主要分为三层：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。
二、分布式存储系统的架构与实现方法在分布式存储系统中，要实现对数据的分发和存储，需要采用一种分布式存储架构来实现。
目前常见的分布式存储系统有三种不同的架构形式：集中式、对等式和哈希式。
其中，集中式架构由一台中央控制节点统一管理数据，所有的客户端通过访问该节点来实现数据的查找、读写操作。
对等式架构中，每个节点都具有相同的权重，各节点之间通过通信协议实现数据的同步和共享。
哈希式架构则是根据数据的哈希值将数据均匀的分散到不同的节点上，利用哈希函数来实现数据的查找和读写操作。
三、基于云计算的分布式存储系统的设计基于云计算的分布式存储系统可以采用虚拟化技术来实现虚拟机之间的资源隔离和分配，从而实现对多个节点的分布式存储系统进行管理。
具体的实现流程如下：1. 利用云计算平台进行资源规划和部署，将存储节点虚拟化，形成虚拟存储集群。
2. 针对不同的应用和客户需求，优化存储节点的资源分配和管理，实现动态扩容和缩容。
3. 采用分布式算法对数据进行分发和存储，同时保证数据的可靠性和安全性。
如采用冗余存储技术，实现数据备份和故障转移。
4. 通过网络协议实现存储节点之间的数据同步和共享，实现数据的高速传输和访问。
5. 利用性能监控和管理工具对存储系统的性能进行评估和优化，不断提高存储系统的可用性和稳定性。
云计算平台存储架构设计
云计算平台存储架构设计云计算平台存储架构设计一：引言1.1 背景介绍云计算平台存储架构设计的背景和动机。
1.2 目的阐述本文档的目的和概述。
1.3 范围界定本文档所涵盖的云计算平台存储架构设计范围。
二：总体设计2.1 架构目标解释云计算平台存储架构设计的目标，包括性能、可伸缩性、可用性等方面的要求。
2.2 架构原则确定用于指导云计算平台存储架构设计的原则，例如分布式存储、冗余备份等。
2.3 架构设计模式介绍采用的存储架构设计模式，如对象存储、块存储等。
2.4 集群拓扑描述云计算平台存储架构中集群的拓扑结构，包括节点分布、连接方式等。
三：存储服务设计3.1 存储服务类型各类存储服务的设计要求和适用场景，如文件存储、对象存储等。
3.2 存储协议介绍支持的存储协议，如NFS、CIFS、S3等。
3.3 存储引擎分析选用的存储引擎，包括关系型数据库、NoSQL数据库等。
3.4 存储性能优化阐述存储性能优化的方法和策略，如缓存、数据压缩等。
四：数据保护与备份4.1 数据备份策略定义数据备份的策略和周期，包括全量备份、增量备份等。
4.2 容灾设计说明容灾设计的原则和方法，如异地备份、数据复制等。
4.3 数据恢复描述数据恢复的流程和策略，如灾难恢复、快照恢复等。
五：安全设计5.1 访问控制介绍存储平台的访问控制策略和身份认证机制。
5.2 数据加密阐述数据加密的方式和实施方法，如传输加密、存储加密等。
5.3 安全审计解释安全审计的方法和工具，如日志分析、审计报告等。
六：性能监控与调优6.1 监控指标确定云计算存储平台的性能监控指标，如IOPS、吞吐量等。
6.2 监控工具介绍用于性能监控的工具和系统，如Prometheus、Grafana等。
6.3 调优策略阐述性能调优的策略和方法，如容量扩展、负载均衡等。
七：附录附件1: 云计算平台存储架构示意图附件2: 存储协议详解附件3: 存储引擎选型报告法律名词及注释：1. 云计算：指可通过网络访问的计算资源，包括计算力、存储、服务等。
云平台设计方案
云平台设计方案李万鸿2016-2-25云计算是大势所趋，选择合适的硬件和软件建立云平台是非常重要的，下面是一个非常详细的云平台设计方案。
1.云平台架构设计学校云平台架构图云平台包括Iaas、Paas、Saas三层服务，云平台既是一个企业云，也可以对外提供服务，学校还可以使用别的公有云如阿里云，形成混合云。
1）. SaaS：提供给客户的服务是运营商运行在云计算基础设施上的应用程序，用户可以在各种设备上通过客户端界面访问，如浏览器。
消费者不需要管理或控制任何云计算基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等等，实现智慧校园产品及学校现有产品等给用户使用。
2）. PaaS：主要提供应用开发、测试和运行的平台，用户可以基于该平台，进行应用的快速开发、测试和部署运行，它依托于云计算基础架构，把基础架构资源变成平台环境提供给用户和应用。
为业务信息系统提供软件开发和测试环境，同时可以将各业务信息系统功能纳入一个集中的SOA平台上，有效地复用和编排组织内部的应用服务构件，以便按需组织这些服务构件。
典型的如门户网站平台服务，可为用户提供快速定制开发门户网站提供应用软件平台，用户只需在此平台进行少量的定制开发即可快速部署应用。
提供给消费者的服务是把客户采用提供的开发语言和工具（例如Java，python, .Net等）开发的或收购的应用程序部署到供应商的云计算基础设施上去。
客户不需要管理或控制底层的云基础设施，包括网络、服务器、操作系统、存储等，但客户能控制部署的应用程序，也可能控制运行应用程序的托管环境配置；可以使用Kubernetes、Docker容器完成应用系统的部署和管理。
提供统一登录、权限、门户、数据中心、数据库等服务，实现容器管理、自动化部署、自动化迁移、负载均衡、弹性计算、按需分配、应用统计、性能检测、API接口、数据交换等功能。
3）. IaaS：提供给消费者的服务是对所有计算基础设施的利用，包括处理CPU、内存、存储、网络和其它基本的计算资源，用户能够部署和运行任意软件，包括操作系统和应用程序。
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虚拟 网络
虚拟内存
虚拟CPU
虚拟磁盘
物理层
服务器 网络设备
存储设备 机房设备
管理模式
服务管理 流程管理
用户管理 订单管理
权限管理 安全审计
信息查询 计费管理
资源监控 集群管理 安全管理
虚拟机管 理
配置管理
资源调度
镜像管理 可用性管
理
虚拟机监 控
资源调度
设备监控 配置管理
告警管理 资源调度
服务接口
用户服务门户 管理员服务门户
选择
合适的就是完美的
谢 谢！
方案 – 常见方案
1. 集中式存储 刀片服务器，企业级存储设备（NFS，SAN）
2. 纯分布式存储 计算集群，分布式文件系统
3. 本地分布混合式 系统盘存本地，数据盘存放于分布式文件系统
4. 全对称式本地存储 计算节点即存储节点，分布式文件系统
5. 纯本地存储 本地虚拟机本地存储
方案1
方案2,3
方案4,5
方案 – 对比（1）
方案1： 集中式存储
方案2：
方案3：
纯分布式存储 本地分布混合式
方案4： 全对称式本 地存储
方案5： 纯本地存储
优势 劣势 备注
灵活；易动态迁 移；易扩展易管 理；部署快；虚 拟机密度高；高 可用性易实现； 统一存储策略； 节约空间；
成本高；单点失 效风险；存储IO 性能瓶颈
全对称架构，节 点数目某一范围 内性能可线性
可映射本地设备 可采用网络 RAID（DRBD） 防单点；软硬件 存储缓存；
方案 – 对比（2）
方 案 1： 集中式存储
方 案 2： 纯分布式存
储
方 案 3： 本地分布混
合式
方 案 4： 全对称式本
地存储
方 案 5： 纯本地存储
灵活性
5
4
3
4
1
成本
4
3
2
虚拟 资源 调度 接口
虚拟 资源 信息 接口
虚拟 资源 监控 接口
虚拟 机管 理API
虚拟 网络 API
虚拟 存储 API
虚拟化平 台软件
资源池化 管理
问题 - IaaS存储内容
• 虚拟机磁盘 • 配置文件 • 日志 • 监控信息
问题 – 虚拟磁盘
• 存储位置（本地，网络） • 虚拟机磁盘格式（文件，块） • 部署方式（拷贝，COW，Snapshot）
问题 – 设计目标
• 灵活性 • 成本 • 数据可用性 • 可扩展性 • 管理复杂度 • 性能
不存在完美的解决方案
问题
如何存储及管理虚拟机磁盘？
方案
方案 - 存储介质
• 本地存储
– 文件系统 – 块设备
• 分布式存储
– NFS – FC-SAN IP-SAN – 分布式文件系统
• MooseFS, GFS, GlusterFS, Ceph…
IaaS云平台存储架构规划设计
技术创新，变革未来
为IaaS平台选择合适的存储架构
华茂云天科技（北京）有限公司 高级架构师 石磊
• 问题 • 方案 • 选择
目录
问题
问题 – IaaS平台
服务运 营层
资源基础
客户
订单
资源
应用
服务 信息
虚拟化 管理层
集群 CDN/IP
镜像 数据
虚拟化层
虚拟 机
存储 池
2
2
数据可用性
2
4
3
4
2
可扩展性
4
5
4
5
3
管理复杂度23442
部署周期
1
3
4
3
2
性能 指标：吞吐率，IOPS 影响因素：规模，带宽，拓扑，客户端数目，虚拟机磁盘格式，硬件 配置（RAID，缓存，磁盘类型数目），软件配置（缓存，协议）
注：评分1-5代表从低到高，仅供参考
方案
1. 集中式存储 2. 纯分布式存储 3. 本地分布混合式 4.全对称式本地存储 5. 纯本地存储
…
选择
选择
• 设计目标
– 灵活性 – 成本 – 数据可用性 – 可扩展性 – 管理复杂度 – 性能
• 实际需求
– 目的
• 企业私有云，IDC云服务
– 服务能力 – 功能需求
• 存储快照，虚拟机迁移
– 资源特点
• 硬件配置，机柜空间
– 应用特点
• IO，计算，网络密集型
– 成本因素
• 资金，人力，时间 • 迁移代价，部署周期
优化并行NAS （pNFS） 适用企业私有云
易扩展；动态迁 移；虚拟机部署 快；多份拷贝高 可用性支持；
数据盘存储易扩展； 系统盘性能高；数据 盘高可用性；本地 RAID容错；
无单点；无IO性 性能较好；部署 能瓶颈；成本低 ； 简单；本地 多份拷贝高可用 RAID；易管理； 性；本地RAID 容错；易扩展易 管理
额外存储节点成 本；管理代价； 软件系统稳定性 要求高；存储性 能受限于网络；
采用多交换机+服 务器多网卡负载 均衡
不易热迁移；管理代 价高；虚拟机部署不 易；系统盘数据难保 障；
数据盘优化同方案2， 系统盘可以采用本地 块设备或LVM分区快 照
双角色节点压力 无法迁移；不易 大；虚拟机部；署 扩展；计算存储 时间长；节点宕 均单点； 机数据恢复效率 ； 镜像拷贝带宽；