IaaS软件体系架构解析

IaaS软件位于云计算服务的最底层，此类软件向用户提供虚拟机、虚拟存储和虚拟网络等基础设施资源。

以开源软件为例来说，现有开源软件支持的IaaS体系结构大体上可分为两种，一种是以Open-Nebula、Nimbus和ECP等软件为代表的两层体系结构，如图1-2所示。

两层体系结构分为控制层和工作节点层，其中控制层由云控制器和存储系统构成，工作节点层由一系列的工作节点构成。

云控制器是客户端与云计算平台通信的接口，对整个平台的工作节点实施调度管理，其组件大致包括云端接口、平台组件管理器、调度器、监控器、用户管理器、存储管理器和网络管理器。存储系统用于存储平台中所用到的映像文件。客户端（用户和云计算平台管理员）可以通过命令行和浏览器接口访问云计算平台。云端接口将来自客户端的命令转换成整个平台统一识别的模式，平台组件管理器管理整个平台的组件。监控器负责监控各个工作节点上资源的使用情况，为调度器调度工作节点和平台实施负载均衡提供参考。用户管理器对用户身份进行认证和管理。存储管理器与具体的存储系统相连，用于管理整个平台的映像、快照和虚拟磁盘映像文件等。网络管理器负责整个云计算平台里的虚拟网络的管理，包括VLAN和VPN等。

图1-2　IaaS两层体系结构

工作节点上运行虚拟机管理器（VMM，如KVM、VMware、Xen 等），用户可以在这些VMM 上部署VM 实例，并在VM 上建立软件环境和应用。同时平台可以通过VMM 来管理VM 实例，如VM 的挂起和迁移等。通过使用VM，用户便可以享受到云计算平台所提供的基础设施服务。

另外一种是以Eucalytus和Xen Cloud等软件为代表的三层体系结构，如图1-3所示。

图1-3　IaaS三层体系结构(www.xing528.com)

单从体系结构图来看，三层体系结构与两层体系结构的主要区别是增加了一个集群控制节点中间层，该层的作用主要有三个方面。

（1）控制相应集群中的网络管理情况，一般会在集群节点上建立起该集群的DHCP 和DNS服务器。

（2）监控该集群的DHCP和DNS服务器，群中节点的资源使用情况并将监控到的结果向上层的云控制器汇报，云控制器对底层的工作节点的调用要以集群控制节点监控到的信息为参考。

（3）充当路由器的功能，当两个集群间的工作节点通信时，它们通过双方的集群控制节点进行通信。

从功能角度来看，相对于两层体系结构而言，三层体系结构具有更好的扩展性。在两层体系结构中，云控制器直接管理工作节点，这种直接管理方式使得云控制器对VM 的部署速度更快。在三层体系结构中，由集群控制节点与工作节点直接通信，工作节点通过集群控制节点与云控制器进行通信，云控制器通过中间层集群控制节点来负责对工作节点的调度，这样缓解了云控制器的开销，增强了整个平台的扩展性。