一种可扩展的异构云平台适配方法及其系统与流程

本发明涉及一种计算机软件技术，特别涉及一种可扩展的异构云平台适配方法及其系统。

背景技术：

云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务)，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。它的第一次出现是在2005年，Amazon宣布开发Amazon Web Services云计算平台。近两年来，云计算产业发展迅猛，大量成熟的稳定的产品和解决方案被应用到广电，教育，通信，医疗，银行等众多领域。

混合云是公有云和私有云的融合，是近年来云计算的主要模式和发展方向。公有云将搭建好的云资源池通过互联网交付给用户来按需使用；私有云是企业或其他组织在自有数据中心单独搭建，或者由云服务提供商通过用户需求进行搭建后再整体租给用户使用，除所有者之外，其他用户无法使用。私有云的安全性是超越公有云的，而公有云的计算资源又是私有云无法企及的。在这种矛与盾的情况下，混合云完美地解决了这个问题，它既可以利用私有云的安全，将内部重要数据保存在本地数据中心；同时也可以使用公有云的计算资源，更高效快捷地完成工作。混合云应用场景广泛，涉入范围不断扩大，未来将覆盖政府业务，广电、医疗、安防、酒店、银行等众多行业领域，前景光明。从Gartner2015报告中，会发现在云计算新型技术曲线上，传统的云计算已经消失，取而代之的是混合云，而行业内学者也曾预计2016年应该会成为混合云迅速普及的关键性时段，未来混合云可能会席卷全球云计算市场。

而混合云场景下需要解决的最重要的问题就是处理云平台间异构性问题。由于技术原因，各种云平台之间的整体架构，资源模型，管理接口都很不相同，为了统一管理多个云平台，混合云迫切需要解决异构性问题。

技术实现要素：

本发明提供一种可扩展的异构云管理模型适配方法及其系统，能够解决各种云平台之间的异构性问题，实现多个云平台的统一管理，为实际的生产部署提供方便。

本发明的一个目的在于提供一种可扩展的异构云平台适配方法，其包括如下步骤：

1)为各个异构的云平台建立统一资源模型；

2)从各个异构的云平台的自身架构中抽象出资源模型，并将其映射到统一资源模型；

3)根据统一资源模型实现适配器，通过适配器连接各个异构的云平台；

4)将各个异构的云平台的适配器连接添加到控制器的适配器管理列表中；

5)通过控制器操作各个异构的云平台的资源，对各个异构的云平台进行统一管理。

进一步地，各个异构的云平台将自身功能中没有包括在统一资源模型中的部分作为扩展功能添加到适配器中。

进一步地，所述统一资源模型包括：虚拟机、镜像、存储、网络和快照。

本发明的另一个目的在于提供一种异构云平台管理系统，其包括上下两层，其中下层负责云资源的管理，将各个异构的云平台提供的资源转变为能够统一管理的云资源，包括云资源适配层和抽象云资源池；上层负责为应用的部署与运维提供支持，包括资源管理与操作层、应用模型层和用户接口层。

进一步地，所述云资源适配层的作用是将异构云的资源模型映射到统一资源模型中，以统一的接口管理所有已经接入的云平台；所述云资源适配层利用控制器对各个云平台进行统一管理，并提供第三方适配器的接入功能，能够在运行时实时接入第三方的适配器从而管理新的异构云平台。

进一步地，所述抽象云资源池是各个云平台的资源经过适配器的抽象后形成统一资源模型的存储位置，该层向上层暴露统一的API使得上层能够统一地使用资源池中的各种资源，包括虚拟机、镜像、网络、存储和快照。

进一步地，所述资源管理与操作层将提供的资源操作基础API封装成面向实际应用的形式，以完成多种业务需求，包括操作部分、监控部分、评估部分和调度部分。

进一步地，所述应用模型层将管理的虚拟机根据应用的逻辑组织成特定的形式，其中集群是管理不同来源虚拟机的基本单位，即一个完整的运行环境；VM组即虚拟机组对应集群中相同功能的多个虚拟机的集合，是集群进行伸缩的基本单位；VM即对应虚拟机，是平台管理的最终目标，也是监控与调度的基本单位。

进一步地，所述用户接口层提供包括用户管理、集群管理在内的基本功能及其界面，同时也为用户提供实际使用过程中的各种必要工具。

本发明的有益效果是：

1)本发明提供了一个可适应大部分现有云平台的统一资源模型，并实现了一系列适配器使得使用多种异构云平台的用户能够统一管理多种云平台；

2)为各个云平台的资源模型提供了一定的扩展性，使得云平台的特殊功能不再受到统一资源模型的限制，在保证能够统一管理的基础上提供了一定的开放性；

3)对于还没有适配器的第三方云平台保留了接入方式，只需要提供相应的适配器代码就可以立即接入；

4)设计了一种面向实际应用的异构云管理系统，应用异构云管理适配方法，为实际的生产部署提供方便。

附图说明

图1是表示异构云平台的统一资源模型。

图2是表示异构云管理系统的架构图。

图3是表示异构云管理系统下层——云资源管理的架构图。

图4是表示异构云管理系统上层——应用支撑的架构图。

具体实施方式

下面通过实施例和附图，对本发明做详细说明。

本发明通过简化、整合各个异构云的资源模型提出了一个简明的统一资源模型，使得各个异构云平台的接入变成了一个从该云平台本身的资源模型到本系统的资源模型的映射问题；云平台在模型映射建立完毕之后，云平台还可根据自身的功能特点，选择性地将统一模型中未包含的额外特性和功能扩展到现有的模型上形成扩展模型用来完成这些特别的功能。在统一资源模型建立完毕之后，各异构云平台只需要根据统一资源模型的设计实现一个针对自身平台的适配器，并将其加入到适配器控制器当中，该云平台就可进行接入并管理。适配器控制器也是本发明的一个组件，它用来管理各个适配器，并为用户提供了可以操作所有接入的云平台的统一接口，使用户可以使用基本相同的方式操作各个异构的云平台。

适配器的实现方式为：利用统一资源模型中的定义的函数框架，只需要根据实际情况使用系统提供的同步请求或者异步请求调用对应云平台的相应API，并且调用系统提供的数据库操作接口进行对应数据的处理即可。对于该特定的云平台所提供的扩展功能，函数名称需要以ex_开头，内容根据云平台所要提供的扩展功能实现即可。

控制器的实现方式为：在系统启动时，控制器需要读入目前系统接入的云平台列表并动态加载对应的适配器到系统中。运行过程中，当用户发出操作请求时，控制器需要提取用户请求中的目标云平台、用户操作以及操作的参数三部分信息，然后调用对应适配器中的具体实现完成用户的请求，并且将返回结果包装成为预先定义好的格式返回给用户。

同时本发明也提供了一个基于统一模型的异构云的管理系统，其中已经包含了一部分公有云平台的适配器，使得这一部分云平台解决了API异构问题，可以直接接入到系统中；而用户也可以接入自己的适配器使异构云管理系统能够管理自身的云平台。

图1是表示异构云平台的统一资源模型。如图1所示，异构云平台的统一资源模型包含如下内容，图中Node表示虚拟机，Network表示网络，Image表示镜像，Volumn表示存储，Snapshot表示快照。各部分的属性及功能说明如下：

虚拟机的属性包括：ID，名称，状态，公有IP，私有IP，配置，镜像，额外信息。

虚拟机的相关功能：获得虚拟机列表，创建虚拟机，启动虚拟机，停止虚拟机，重启虚拟机，删除虚拟机，获得虚拟机配置列表。

存储的属性包括：ID，名称，存储配置(size)，存储的配置是否支持自定义配置(customizable)，额外信息。

存储的相关功能：获得存储列表，创建存储，删除存储，挂载存储，卸载存储，获得存储配置列表。

镜像的属性包括：ID，名称，操作系统，镜像格式，额外信息。

镜像的相关功能：获得镜像列表，创建镜像，删除镜像。

网络的属性包括：ID，名称，网关，掩码，额外信息。

网络的相关功能：获得网络列表，添加网络，删除网络，获得网络配置列表。

快照的属性包括：ID，名称，快照配置，创建时间，状态，额外信息。

快照的相关功能：获得快照列表，创建快照，删除快照。

该统一资源模型中涉及的功能为管理系统运行所必须的，因此所有适配器都必须实现；在此基础上，各平台可以各自扩展统一模型以实现更多的扩展功能。

本发明的可扩展的异构云模型适配方法包括以下步骤：

1.从云平台自身架构抽象出资源模型；

2.将云平台自身的资源模型映射到本方法中提到的统一资源模型；

3.根据统一资源模型实现适配器，提供基本功能；

4.将自身功能中没有包括在统一资源模型当中的部分作为扩展功能添加到适配器中(可选)；

5.将适配器连接添加到控制器的适配器管理列表中；

6.云平台接入完成，通过控制器操作该云平台的资源。

图2是表示异构云管理系统的整体架构图。如图2所示，本发明的异构云管理系统可以分为上下两层：下层负责云资源的管理，包括云资源适配层和抽象云资源池两部分；上层负责支撑应用，包括资源管理与操作层、应用模型层和用户接口层三部分。

其中下层的主要功能是将异构云提供的资源转变为可以统一管理的云资源。它被分为两层结构，其细节架构如图3所示。

1)云资源适配层的作用是将异构云的API与资源模型映射到统一资源模型中，使得系统可以统一的接口管理所有已经接入的云平台。其实现采用了前文提到的可扩展异构云管理模型适配方法，利用一个控制器对各个云平台进行统一管理。另外，系统提供了第三方适配器的接入功能，可以在运行时实时接入第三方的适配器从而管理新的异构云平台。

2)抽象云资源池就是各个云平台的资源经过适配器的抽象后形成统一资源模型的存储位置，该层系统向上层暴露统一的API使得系统上层能够统一地使用资源池中的各种资源，如图所示，包括虚拟机、镜像、网络、存储、快照等。经过下层的资源映射，各个云平台的异构性已经被去除，对于上层来说可以使用的是一致的云资源模型。

上层的主要功能是为上层应用的部署与运维提供支持。它被分为三层结构，其细节架构如图4所示。

1)自下而上的第一层是资源管理操作层，该层将提供的资源操作基础API封装成面向实际应用的形式，能够完成多种业务需求。其中操作部分实现了包括虚拟机创建、删除、停止、启动等基础行为，是云管理平台必不可少的业务需求；监控部分可以获得每一台正在运行的虚拟机的实时信息并汇总，用于查看系统整体运行状态，同时监控信息也是运维决策变化的重要依据之一；评估部分用于对多个云平台上的资源进行统一的性能评估从而为用户提供一个比较异构云资源的标准；调度部分则实现虚拟机集群的扩展、收缩以及迁移操作，是云管理平台面向应用的高级功能。

2)第二层是应用模型层，将管理的虚拟机根据应用的逻辑组织成特定的形式。其中集群是管理不同来源虚拟机的基本单位，即一个完整的运行环境，用于开发、测试、生产等目的；VM组即虚拟机组对应集群中相同功能的多个虚拟机的集合，比如前端虚拟机、后端虚拟机等，是集群进行伸缩的基本单位；VM即对应虚拟机，是平台管理的最终目标，也是监控与调度的基本单位。按此种方式组织资源有利于用户快速确认各个资源在运行中的角色，从而提高运维效率。

3)最上层即用户接口层，提供了用户管理、集群管理等基本功能及其界面，同时也为用户提供了实际使用过程中的各种必要工具，如应用部署工具，持续集成，持续交付工具等。

下面以一个同时管理阿里云(公有云)和燕云(私有云)的管理系统中的虚拟机部分功能为例，对本发明进行进一步说明。

本发明的异构云管理系统，其中已经包含了阿里云和燕云两种云平台的适配器，可以同时管理操作这两种云平台。用户首先用自己的阿里云账号以及燕云账号接入这两个云平台，在虚拟机界面中就可以同时看到该用户在燕云和阿里云上所拥有的虚拟机，并且可以直接对这些虚拟机进行启动，停止和删除等操作。另外，用户还可以在系统中直接创建这两个云平台上的虚拟机，在创建虚拟机时，选择一个云供应商，就会自动提供该云供应商的各种虚拟机配置供用户选择，设置完成后即可看到已经在对应的云平台添加了虚拟机。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，本发明的保护范围应以权利要求书所述为准。