解析IaaS软件解决问题，私有云架构设计实践

首先，我们需要概括一下IaaS软件解决的问题，IaaS软件解决的问题主要涵盖以下的几个方面：

（1）解决计算资源的管理和虚拟化问题，包括如何解决资源利用率、资源隔离及传统GPU的计算资源分配等问题

（2）解决网络的管理和虚拟化问题，包括快速构建NFV和SDN网络等问题

（3）解决存储的管理和虚拟化问题，包括分布式存储、本地存储、集中式存储的统一管理和使用等问题

（4）解决资源的弹性伸缩问题，包括根据资源的使用情况，实现横向和纵向的弹性伸缩等问题

（5）解决资源申请和分配以及计费的问题，包括自定义审批流程，实现用户的权限精确控制和账单管理等问题

（6）解决监控和告警的问题，包括如何自定义监控告警指标和快速发现问题(www.xing528.com)

（7）解决业务和平台的高可用问题

为了解决以上的几个问题，IaaS软件根据面向的场景不同，分为三类，公有云IaaS软件、混合云IaaS软件和私有云IaaS软件。

公有云IaaS软件是公有云厂商为自己的数据中心量身设计的软件，通常面对的业务范围较为封闭，因此，可以对特殊的业务做特殊优化，不论从硬件还是软件架构上，都是以性能、可伸缩性作为优先考虑条件，并且有强大的运维团队做运维保障，因此，公有云IaaS软件无太多产品化的要求和意愿，更多依靠标准的硬件和强大的运维做保障。国内以阿里云为例，阿里云的公有云系统名为飞天（Apsara），最早是王坚博士带领团队在2009年初启动的项目，当时的目标是给阿里云内部使用的一个基础架构平台，内部也成为云操作系统。2010年8月27日，飞天成为了阿里巴巴集团内部的云基础设施，在这个云基础设施之上慢慢开始支持一些业务应用，包括全网搜索，网络邮箱，还有图片储存和微贷支付（当时该业务还在阿里巴巴集团下，现在已经单独拆分为蚂蚁金服集团）。2013年8月，阿里发布了飞天集群5K项目，突破了集群中五千台服务器的技术瓶颈。成为了国内第一个独立研发并实现大规模通用计算集群的公司。由于阿里云起步较早，目前已经发展为国内遥遥领先的公有云提供商，并且也是全球前三名的公有云提供商。

私有云IaaS软件面对的是各种类型客户的数据中心，通常面对的业务场景非常复杂，不论从客户机房的供电稳定性，还是客户硬件的种类，以及客户自身的运维水平，都存在天壤之别，所以，私有云软件必须采用灵活的架构，适应各类硬件条件，适应各类用户的运维水平，才能够满足不同场景下的不同用户需求，因此，私有云IaaS软件必须产品化。产品化意味着需要兼容大量的硬件，以及考虑到各类用户场景，并且能够屏蔽复杂的底层技术细节，让客户轻松上手。国外在虚拟化领域能够做到产品化的代表厂商是VMware，国内以ZStack为代表的新一代产品化云计算平台厂商也在快速发展中。

混合云IaaS软件是同时面向私有云和公有云结合的场景。从广义上来讲，混合云的形态可以包括云与云的组合、云与传统IT系统的组合、云与虚拟化技术的组合等。这些都是根据具体的业务场景需求，使用混合IT的方式解决具体的问题。例如，Gartner认为所有IT环境都是混合的环境，混合IT既包含传统的IT系统也包含云系统（公有云、私有云）。从狭义上来讲，混合云指的是至少使用了两种不同部署模式（公有云、私有云、社区云）的云部署模式。例如，公有云与私有云的组合、公有云与社区云的组合、私有云与社区云的组合等，都可以称之为混合云。目前，应用较多的混合云形式为公有云＋私有云的组合。目前混合云国外以VMware＋AWS为代表，国内以最大的公有云提供商阿里云和阿里云的敏捷版产品ZStack为代表，能够给客户提供混合云的整体解决方案。

由于本书主要关注点在私有云，且私有云IaaS软件的架构设计和公有云、混合云IaaS软件的架构设计也有相似之处，因此，后文所提的IaaS软件即指私有云IaaS软件，公有云和混合云的IaaS软件不在本章讨论范围。