【正文】 文檔存儲(chǔ)等離線業(yè)務(wù)。 除了硬盤，還提供了備份服務(wù)。備份（Snapshot）用于在塊設(shè)備級別（block device level）上進(jìn)行硬盤的備份與恢復(fù)，可以同時(shí)對多張硬盤做備份（包括系統(tǒng)盤和數(shù)據(jù)盤），也可以對正在運(yùn)行的主機(jī)做在線備份。一張硬盤可以有多個(gè)備份鏈，每條備份鏈包括一個(gè)全量備份點(diǎn)以及多個(gè)增量備份點(diǎn)，用戶可以隨時(shí)從任意一個(gè)備份點(diǎn)恢復(fù)數(shù)據(jù)。 盡管網(wǎng)絡(luò)資源模塊也是搭建云平臺(tái)重要的組成設(shè)備之一，但是云平臺(tái)對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的使用都只當(dāng)做為二層（鏈路層）設(shè)備來使用，物理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只是解決連通性問題，無需使用任何三層（網(wǎng)絡(luò)層）的協(xié)議。這樣的好處是在確保性能最優(yōu)的前提下，無需復(fù)雜的配置，無論是工程實(shí)施，還是后期維護(hù)，工作量都大大減少了；同時(shí)系統(tǒng)的構(gòu)建不用依賴任何廠家的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，再也沒有廠商鎖定的困擾。 為了提升整個(gè)云平臺(tái)的高可靠性，云平臺(tái)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了多重實(shí)時(shí)副本，一旦發(fā)生硬件設(shè)備故障時(shí)，異地的實(shí)時(shí)副本就會(huì)自動(dòng)開始工作，確保用戶數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，甚至上層的業(yè)務(wù)系統(tǒng)也不會(huì)下線。正是為了在內(nèi)部支撐網(wǎng)絡(luò)中高效傳送多重實(shí)時(shí)副本，以及確保虛擬機(jī)之間的通信帶寬，我們強(qiáng)烈建議采購方采用萬兆（10Gb/s）以太網(wǎng)交換機(jī)來構(gòu)建后端的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如下圖所示。這些萬兆網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都只以二層設(shè)備方式工作，把所有物理服務(wù)器連接起來，并且與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連通即可。 除了后端支撐網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)外，網(wǎng)絡(luò)資源模塊設(shè)計(jì)還包括用戶層面的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為用戶提供了兩種組網(wǎng)方式：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、私有網(wǎng)絡(luò)（VxNet）。前者是一個(gè)由系統(tǒng)維護(hù)的全局網(wǎng)絡(luò)，后者是用戶各自自行組建的網(wǎng)絡(luò)。 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的好處是簡單、無需用戶做任何配置與管理，即可直接使用， 但正因?yàn)樗侨志W(wǎng)絡(luò)，所以其安全保障是依靠防火墻（Security Group）來實(shí)現(xiàn)的。 與之相對應(yīng)，私有網(wǎng)絡(luò)需要用戶創(chuàng)建并管理（當(dāng)然，為了簡化管理，提供了虛擬路由器來幫助用戶），但私有網(wǎng)絡(luò)之間是 100%隔離的，以滿足對安全的 100%追求。 私有網(wǎng)絡(luò)類似物理世界中使用交換機(jī)（L2 Switch）將多臺(tái)服務(wù)器連接在一起，組成的局域網(wǎng)。它有兩種管理方式：受管（Managed）、自管（Unmanaged）。路由器用于多個(gè)受管私有網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)，并提供多項(xiàng)附加服務(wù)：DHCP 服務(wù)、端口轉(zhuǎn)發(fā)、VPN、隧道服務(wù)和訪問控制，涵蓋了常用的網(wǎng)絡(luò)配置與管理工作。如果提供的路由器功能仍然無法滿足您對網(wǎng)絡(luò)管理的需求，您可以創(chuàng)建自管私有網(wǎng)絡(luò)，并自行配置和管理該網(wǎng)絡(luò)。 對于醫(yī)療行業(yè)用戶，安全保障可謂無處不在，系統(tǒng)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)性能、高級的網(wǎng)絡(luò)很重要，但如果缺少安全貫穿于其中，一切可能都將變得沒有意義，所以在整個(gè)方案設(shè)計(jì)之初，我們已經(jīng)盡可能并且在后續(xù)開發(fā)中繼續(xù)將更多的安全理念注入到云平臺(tái)系統(tǒng)中，現(xiàn)有的安全理念如： l 系統(tǒng)資源秒級響應(yīng)，大大縮減系統(tǒng)在災(zāi)難情況下的巖機(jī)時(shí)間，盡最大可能保障系統(tǒng)的運(yùn)行安全；l 存儲(chǔ)的多重實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)副本，保障數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)安全；l SDN 網(wǎng)絡(luò)，保障不同子網(wǎng)間 100%二層隔離，如果在您的醫(yī)院里，需要將一朵大云劃分；l 給多個(gè)不同的部門或系統(tǒng)，這個(gè)功能將會(huì)幫你將不同子網(wǎng)在二層進(jìn)行攻擊的可能性變?yōu)?0。 豐富的防火墻配置策略將惡意攻擊阻擋在門外，為每個(gè)用戶提供了一個(gè)缺省防火墻，您也可以自建更多的防火墻，自建防火墻在初始狀態(tài)下，所有端口都是封閉的，您需要建立規(guī)則以打開相應(yīng)端口。 在規(guī)劃好計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和網(wǎng)絡(luò)資源后，還需要規(guī)劃智能管理系統(tǒng)，這部分功能可以運(yùn)行在物理服務(wù)器上。作為管理節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)： 物理機(jī)器的管理：每臺(tái)物理機(jī)器都需要分配獨(dú)有的 ID，并能標(biāo)識(shí)出物理機(jī)器的狀態(tài)（活躍、待命、修復(fù)、不可用）。 機(jī)器人管理：在 P2P 機(jī)器人社區(qū)中有各種類型的機(jī)器人，為這些機(jī)器人分配獨(dú)有的 ID，并能標(biāo)識(shí)出機(jī)器人所處的狀態(tài)。 區(qū)域管理：系統(tǒng)支持多地域的部署，需要為每個(gè)部署做個(gè)命名與標(biāo)識(shí)。 控制臺(tái)管理：控制臺(tái)與多地域也是具備獨(dú)立的生命周期，即可以為每個(gè)地域的部署配置控制臺(tái)，也可以讓一個(gè)控制臺(tái)服務(wù)于多個(gè)地域。 API 管理：對于通過 API 方式進(jìn)行資源調(diào)度與管理的用戶，需要管理訪問的 Quota 以及密鑰。 四、關(guān)鍵技術(shù)為了提高服務(wù)的可靠性、安全性、資源調(diào)度的靈活性（彈性），以及可維護(hù)性，我們在設(shè)計(jì)中采用了一系列關(guān)鍵技術(shù)。 系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會(huì)遇到這樣的情形：某些底層硬件資源例如硬盤，突然失效不能繼續(xù)工作，需要由新的資源去取代失效的資源繼續(xù)工作，究竟由誰去分配和調(diào)度？調(diào)度的規(guī)則又是什么？這種硬件容錯(cuò)設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。 我們的設(shè)計(jì)原理是：通過民主選舉的辦法投票選舉出一個(gè)領(lǐng)袖（這個(gè)領(lǐng)袖就是運(yùn)行在虛擬環(huán)境中的一個(gè)進(jìn)程），并將自己的工作任務(wù)實(shí)時(shí)向領(lǐng)袖報(bào)告，并接受領(lǐng)袖分派過來的任務(wù)；當(dāng)領(lǐng)袖發(fā)現(xiàn)自己管理的成員出現(xiàn)故障，就會(huì)及時(shí)將故障資源應(yīng)該處理的任務(wù)分派給其他正常的資源；如果領(lǐng)袖自身出現(xiàn)故障，根據(jù)當(dāng)時(shí)的情況再投票選舉出一個(gè)新的領(lǐng)袖，并由新的領(lǐng)袖繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)大家一起協(xié)同工作。 其實(shí)這是美國萊斯利?蘭伯特 1990 年提出的一種基于消息傳遞的一致性算法：Paxos 算法。我們借鑒和優(yōu)化了 Paxos 算法，并將其應(yīng)用在云計(jì)算系統(tǒng)的資源調(diào)度上。 軟件機(jī)器人技術(shù)在軟件行業(yè)內(nèi)被廣泛應(yīng)用，例如：智能搜索機(jī)器人技術(shù)很早以前就誕生了，不過，這項(xiàng)技術(shù)在發(fā)展初期的重點(diǎn)應(yīng)用是創(chuàng)造幫助互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)發(fā)展的自動(dòng)任務(wù)處理軟件，這就是搜索引擎所使用的用于尋找和索引網(wǎng)頁的“爬蟲”（web crawler）技術(shù)。 而我們的軟件機(jī)器人被賦予了更多的智能。首先，軟件機(jī)器人解決了機(jī)器與機(jī)器之間的信息交流。為了完全實(shí)現(xiàn)消息中間件的互操作性，需要充分定義網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和消息代理服務(wù)的功能語義，所采用的 AMQP 協(xié)議定義了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和代理服務(wù)。其次，軟件機(jī)器人 7x24 小時(shí)監(jiān)控著系統(tǒng)中所有的資源，對這些資源所處的狀態(tài)了如指掌，與領(lǐng)袖選舉機(jī)制一起協(xié)同工作，使系統(tǒng)具備人工智能，從而大大減輕了維護(hù)人員的工作。 P2P 集群架構(gòu)設(shè)計(jì) 傳統(tǒng)的 IT 架構(gòu)都有單點(diǎn)故障的問題，為了提供云平臺(tái)本身的擴(kuò)展性和高可用性，我們采用了新的集群架構(gòu)：P2P 集群架構(gòu)。 P2P 集群架構(gòu)的優(yōu)勢：l 實(shí)現(xiàn)超大規(guī)模和集群效應(yīng)，理論上沒有 P2P 集群沒有規(guī)模上限制 l 單點(diǎn)不再重要 l 結(jié)合機(jī)器人的自動(dòng)運(yùn)維，P2P 集群架構(gòu)擁有強(qiáng)大的自愈能力 l 高度伸縮l 性能是可擴(kuò)展的，性能可以根據(jù)集群規(guī)模的擴(kuò)展而擴(kuò)展 將數(shù)據(jù)的多份拷貝分布存儲(chǔ)在不同的物理服務(wù)器上提供數(shù)據(jù)的可靠性。分布式存儲(chǔ)的底層存儲(chǔ)介質(zhì)就用 SATA、SAS 或 SCSI 硬盤即可，可靠性和性能靠整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不再依賴昂貴的存儲(chǔ)柜。這樣的技術(shù)帶來的是寫 I/O 性能顯著提升，可以滿足如游戲類公司等在并發(fā)用戶激增時(shí)對寫 I/O 性能的嚴(yán)格要求，并節(jié)省了投資。 系統(tǒng)使用多重副本來保障您的數(shù)據(jù)安全，這些副本都是實(shí)時(shí)副本，而且至少包含一份異地副本，這樣即使源數(shù)據(jù)所在的主機(jī)出現(xiàn)問題，通過異地副本也能快速恢復(fù)。目前我們系統(tǒng)缺省采用 1+3 的模式，即一份原始數(shù)據(jù)有 3 份實(shí)時(shí)副本。這也是系統(tǒng)熱遷移的技術(shù)基礎(chǔ)。 寫時(shí)拷貝是一種可以推遲甚至免除拷貝數(shù)據(jù)的技術(shù)。內(nèi)核此時(shí)并不復(fù)制整個(gè)進(jìn)程地址空間，而是讓父和子進(jìn)程共享同一個(gè)拷貝。只有在需要寫入的時(shí)候，數(shù)據(jù)才會(huì)被復(fù)制，從而使各個(gè)進(jìn)程擁有各自的拷貝。也就是說，資源的復(fù)制只有在需要寫入的時(shí)候才進(jìn)行，在此之前，只是以只讀方式共享。 在一般情況下，進(jìn)程創(chuàng)建后都會(huì)馬上運(yùn)行一個(gè)可執(zhí)行的文件，這種優(yōu)化可以避免拷貝大量根本就不會(huì)被使用的數(shù)據(jù)。該技術(shù)大幅提升創(chuàng)建、改變和銷毀資源的速度。 運(yùn)行監(jiān)控工作主要是通過 P2P 軟件機(jī)器人社區(qū)來承擔(dān)，整個(gè)過程都是完全自動(dòng)的，無需人類的干涉和參與。監(jiān)控內(nèi)容主要包括：故障、性能、安全和配置。 通過運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，用戶可以很方便的了解系統(tǒng)運(yùn)行情況以及分析和定位問題。監(jiān)控信息分不同的粒度，從一分鐘到一年的歷史數(shù)據(jù)都有，另外還有 10 秒種級別的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 監(jiān)控類型監(jiān)控內(nèi)容故障監(jiān)控n 服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控，包括：CPU、內(nèi)存和磁盤狀態(tài) n 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控 性能監(jiān)控n CPU 利用率監(jiān)控 n 內(nèi)存利用率監(jiān)控 n 虛擬內(nèi)存利用率監(jiān)控 n 磁盤讀寫監(jiān)控 n 網(wǎng)絡(luò)流量監(jiān)控 安全監(jiān)控 n TCP 連接數(shù)監(jiān)控 配置監(jiān)控n 用戶資源使用情況監(jiān)控，判斷是否超出配額限制