如何构建混合云管理平台？——资源管理篇

随着云业务的发展，云业务的规模越来越大，云业务范围也逐渐从私有云或公有云变为混合云模式。但混合云存在多资源类型、多业务入口、监控管理困难的问题，始终困扰着业务用户和运维人员。通过构建一个统一的混合云管理平台，实现统一资源管理、统一部署、统一运维、统一安全，能够有效的屏蔽底层差异，降低混合云的使用难度和运维难度。

那么构建混合云管理平台的技术难点有哪些，又如何解决呢？我们将在后续的文章中进行介绍。

1. 资源统一管理

在混合云中，我们面对的不仅仅是分散在各处的物理服务器，还包括各种方式提供的虚拟机，虚拟化平台提供的虚拟机化计算资源配额，以及外部云平台提供的计算资源配额。这些计算资源不仅仅是来源的差别，而且也包括性能、网络以及安全方位的差异。给用户选择带来了困难，使用户难以自助化地进行资源申请和使用。

导致这个问题的主要原因是：技术会影响到业务部署，但技术特点和业务特点缺少对应关系，如果技术特点直接暴露给最终用户，用户是很难进行正确的选择。另外这些技术细节并非是用户所熟悉，不同资源会存在不同的部署技术，这大大增加了用户的使用难度。

当我们对用户领域和计算资源领域进行抽象时，我们可以通过适配器将各类资源统一抽象为虚拟的可用区，再将虚拟的可用区重新划分为符合业务特点的业务可用区。用户在申请资源时，仅需要关注部署业务所需要的业务特点，而无需关注具体支撑运作的是哪类计算资源，使资源申请过程得到简化。而计算资源在可用区中被统一抽象为虚拟机资源，使物理机、虚拟机、openStack虚拟机或者云平台虚拟机得到统一的映射。例如当用户需要一台虚拟机时，如果底层对应的是物理机，则从空闲的物理机中自动抽取出合适的机器进行使用，而底层对应的是华为云虚拟机时，系统将自动通过华为云接口创建出一台华为云虚拟机。资源的申请和归还都由适配器完成，用户层面对此并无感知。所以当用户在某种类型的资源上部署测试通过后，只要进行可用区切换，就可以实现，跨资源种类的应用迁移。而底层差异被适配器屏蔽后，我们在增加新的资源来源时，可以有效地减少对已有业务的冲击，用户也不需要重新学习部署过程。

资源管理的另外一个重要问题是，由于之前资源是分散在各处的，所以总体的资源利用率是不清晰、不实时的。即使将这些统计信息整合在一起，由于统计口径的差异，也会导致统计不准的问题发生。当将这些资源统一到业务可用区时，适配器需要将这些资源信息进行统一的规格化，例如统一出cpu核数、内存、存储、虚拟机数等指标，在对这些指标进行整合分析时，更容易得到统一的整体视图。

2. 资源配额管理

在业务中，资源永远是紧缺的、冲突的。如果不加限制，某些业务可能会耗尽平台所有资源，对其它业务造成影响。但如果每次部署业务时，都通过管理员进行审批，是一种非常低效的方式。所以在云平台中，一般采用资源配额管理的方式对资源使用进行控制。

配额管理统一采用虚拟化资源配额中的CPU核数、内存大小、存储大小等作为配额指标。这个指标已经通过可用区和适配器进行了统一。在实际使用中,用户如分配了物理机资源，则按照物理机实际占用的资源数量进行扣减，而申请一个新的虚拟化资源，则按照实际申请量进行扣减。而扣减的配额量，最终都会体现在用户自身的已用配额中。

在配额管理中，不仅仅存在用户本身的配额限制，更多的是层级式的配额限制需求。例如某些业务部门可以使用一定数量的云资源，但不能过度使用，以免影响到其它部门的业务。而在同一业务部门中，不同项目之间也存在资源竞争关系，需要进行合理的控制。在云平台中设计了多级资源配额管理，能够应对各种复杂的业务场景。通过多层级的资源配额管理模式，将资源逐层分配，使资源的使用得到有效的控制。

可用区资源配额，能够控制可用区能够从基础资源层获取的资源量。而组织级资源配额，可以帮助用户在多个独立组织之间分配资源。项目级资源配额可以平衡多个项目间的资源使用冲突，而应用级资源配额，能够控制应用进行水平扩展时，使用最大资源量。

当进行应用部署时，平台会自动在各层级上对资源使用上限进行逐级校验，避免应用超额使用的情况出现。由于上层资源共享范围更大，冲突的可能性也会越大，所以进行自底向上的校验方式可以有效地减少冲突，加快校验过程。

由于项目级、组织级、可用区级配额在资源申请时，出现配额冲突的情况，需要引入分布式锁对申请的资源进行锁定，若所有配额层都通过了，则将申请资源转换为已使用配额，反之则释放掉所有预申请配额，并提示用户配额不足。

由于在实际业务中资源测试可能更加复杂，所以资源配额管理是通过无限层级的父子级工作空间映射完成，每个分区都是一个工作空间，每个工作空间都有其资源以及资源配额。通过将应用、项目、组织、租户、可用区与工作空间的映射，则可以实现任意层次的资源管理配额控制，使系统的灵活性得到加强。

3. 应用与应用数据安全

在混合云中，我们希望资源是尽量共享的和可复用的，以便尽可能的提升整体的资源利用率，所以业务中存在复用或共享物理机或虚拟机的情况。但对于一些有高安全要求的业务来说，这样是存在风险的。所以云平台从两个层面对其进行保障，以平衡资源利用率与安全。

第一，用户可以在创建可用区时，将其设置为独享可用区，只允许特定的组织或部门使用，使同安全级别和相同用途的业务应用部署在同一个可用区中，而可用区是资源隔离的，保证了跨业务组织的业务安全。

第二，用户在创建业务应用时，可以设置为独享应用。该应用不能够与其它应用复用或共享服务器，这样就能够使应用的运行环境和遗留数据得到最大限度的保护。当服务被销毁，服务器被归还时，系统会提示运维人员对服务器进行物理清理后，再将服务器加入到平台中，以避免出现数据泄露的风险。

4. 跨网络管理

混合云的管理会涉及到复杂的网络问题，尤其是跨网络问题，例如某些服务器位于防火墙之后，只有通过网关才能访问，这可能导致管理复杂，且动态创建的服务无法被其它服务访问。所以在混合云中，如何对网络进行整合成为一个非常重要的问题。

针对这个问题混合云管理中会存在两类网关，为管理而建立的代理网关和业务访问而建立的流量网关。

通过代理网关，混合云平台可以将管理指令发往代理网关，代理网关对指令进行翻译，并通过资源代理对资源进行操作，完成应用软件的安装、部署、卸载以及升级操作，同时代理网关也可以统一采集一个网络区域内所有资源的运行情况，并反馈给管理平台。通过代理网关，一个网络区域只需要打开一个指定通道，使系统的安全性得到保障。

而流量网关，可以将普通的应用转换为服务化部署，对外暴露服务信息而非原始的IP地址，通过流量网关即可以实现服务的水平扩容与缩容，也可以实现服务的滚动升级、迁移和替换的操作。

总结：

在混合云管理中，资源管理是最基础的支撑部分，但资源管理能力的高低，也决定对上层业务的支撑能力。具有一个较好的资源管理抽象层，才能够在其上构建功能强大的混合云管理平台。我们将在后续的文章中，逐步对混合云平台其它部分进行更详细介绍。