开源云计算技术平台-ZStack
2015-08-28 19:31:59 阿炯

ZStack是下一代开源的云计算IaaS(基础架构即服务)软件。它主要面向的是未来的智能数据中心,通过提供全完善的APIs来管理包括计算、存储和网络在内的数据中心的各种资源。用户可以基于ZStack构建自己的智能数据中心,也可以在稳定的ZStack之上搭建灵活的云应用场景,例如VDI(虚拟桌面基础架构),PaaS(平台即服务),SaaS(软件即服务)等等。只需要5分钟,用户就可以在一台Linux机器上轻松完成下载和安装ZStack云环境。跟着ZStack的用户教程,只需要30分钟就可以部署一个简单的云计算环境,完成云主机的创建。


它的诞生是为了解决困绕IaaS软件的几大难题:复杂度、稳定性、可伸缩性和灵活性。作为这个领域的新项目,ZStack从前辈身上学习到了很多经验,并且针对各种云的问题重头设计了整套架构。ZStack已经提供了大部分IaaS的基本功能,包括:虚拟机管理,存储卷管理,存储卷快照,各种网络服务(DHCP、DNS、SNAT、EIP、PortForward以及Security Group)。采用Java开发并在Apache协议下授权。

ZStack,服务之间的交互就简单明了,所有交互统一走消息队列,整个拓扑结构不再紧密,实现星状的架构。如下图所示:


特点

弹性计算
单ZStack管理节点即可胜任管理数十万的物理服务器和数百万的虚拟云主机。 单ZStack管理节点可以轻松处理数万条 并发的API请求。

闪电性能
各种云操作在ZStack之中都具有急速性能, 看看下表中关于ZStack并发创建虚拟机的性能指标吧。一万个云主机,创建只需要23分钟。

网络功能虚拟化 NFV
作为云产品,网络功能必不可少。ZStack提供了非常完善的网络功能虚拟化 NFV(network functions virtualization)。通过一个虚拟应用的虚拟机,它提供给每一个租户一个专属的网络环境。整个网络模型都是自包含和自管理的。网络管理员无需购买额外的硬件就可以提供完善的网络服务(例如DHCP,DNS,SNAT,EIP,Port Forwarding,Security Group等等)。

包罗万象的查询APIs
IaaS管理了海量的基层硬件信息和云主机信息,能否有效的获取各种资源的信息决定了IaaS是否是用户友好的系统。ZStack提供了超过4,000,000种单项查询条件(如果进行条件组合,那就是不计其数了)来获取IaaS里各种资源和信息。用户无需手动添加任何的ad-hoc脚本,也无需手动查询数据库。获取信息的方式就是调用ZStack的查询APIs。

一键安装、无缝升级
ZStack安装和升级其实就好比拷贝和复制一个Java的WAR文件一样的简单。一个ZStack的POC演示环境,可以用一个安装程序在5分钟内搞定;一个多节点的生产环境的搭建也可以在30分钟内完成升级时,用户只需要升级一个或者两个管理节点,所有的节点都会随之自动无缝升级。升级管理节点的操作简单到运行几条升级命令即可。

全自动部署和配置
一切都是由APIs来管理。用户无需手动的去编辑各种各样复杂的配置文件,绝大部分配置都是透明而无缝的。ZStack利用Ansible库实现全自动的部署和升级, 把用户从管理海量服务器硬件的功能中解放出来。

VERSATILE PLUGIN SYSTEM
云世界瞬息万变,功能叠出。想要拥抱未来的功能,灵活稳定的扩展能力必必可少。ZStack的整个核心架构 都是基于类似于Eclipse和 OSGI一样的插件系统,所有的模块都是以插件的形式存在。辅以创新的系统标签能力,可以让ZStack在添加新功能时真正的做到无需修改核心代码,以保证核心代码的稳定高效。

ZStack 获中国电信战略投资

2021年3月8日,中国电信集团投资有限公司(以下简称电信投资)与上海云轴信息科技有限公司(以下简称ZStack)共同宣布,电信投资已完成对ZStack的战略投资,中国电信与ZStack将在云计算领域展开更加深入密切的合作。


中国电信积极践行建设网络强国和数字中国、维护网信安全的责任和使命,在“十四五”开局之年,立足新发展阶段,贯彻新发展理念,全面实施“云改数转”战略,持续推动企业做大做强,打造世界一流企业。作为全球云服务能力排名第一的运营商,在深化双方业务合作的同时,中国电信通过资本进一步赋能,战略投资ZStack,加强科技创新布局,增强网络关键核心技术掌控力。未来双方将聚焦国产化云平台及生态的培育和构建,打通企业数字化转型的平台和入口。

凭借通用性、标准化属性的产品化优势,云轴科技(ZStack)成立5年来,一直引领着国内私有云和混合云发展的技术趋势,客户数量和业绩收入连年倍速增长,得到了用户市场的广泛青睐。截至目前,ZStack云平台已经为超过 1200 家客户提供云产品和服务,涵盖政府、电信、能源、交通、教育、制造业、医疗、金融、广电、互联网等10多个行业,全球销售范围达30个国家和地区。面对企业数字化转型、新基建、以及信创的蓬勃市场机遇,ZStack选择继续专注IaaS、潜心打磨产品,从功能到性能,以客户体验为中心,大幅降低用户的上云门槛,同时降低IT成本、提升用户云上使用性能。

对于此次战略投资ZStack,中国电信投资公司董事长李原表示,ZStack是目前国内云计算领域具备自研优势和产品化优势的IaaS提供商,在数字化新基建建设中获得了广泛的用户认可。作为中国电信云改数转战略的重要一环,中国电信高度重视云计算领域的发展,将始终秉持生态共赢的理念,与生态企业的产品能力、技术能力和运营能力深度协同,赋能全社会数字化转型,共同实现高质量发展。

对于ZStack与中国电信天翼云的合作,中国电信天翼云总经理胡志强表示,ZStack是中国电信天翼云生态中重要的合作伙伴,在过去的2020年,双方联手推出了多款产品,并在产品推广中取得了良好的效果。在未来,双方将持续为全行业提供更为专业的整体解决方案和服务,以科技创新推动数字中国建设。对于中国电信的此次战略投资,ZStack创始人兼CEO张鑫表示,中国电信是全球运营商中最大的公有云提供商,我们非常看好跟中国电信的合作。ZStack将秉承初心,坚持自主创新,以技术的手段不断降低企业上云门槛,早日实现普惠云计算。未来在“云+网”、“云+5G”和“云+边缘”领域,ZStack跟中国电信都有广袤的合作空间,我们将精诚合作,将产品做精、服务做好,为每一位客户提供最好的云产品和云服务。

中国电信为了持续做大做强做优天翼云,将以现有的中国电信云计算分公司为主,改变分公司的架构,设立独立的公司。该公司定位为中国电信集约开展云业务的科技型、平台型公司,以建设、研发、运营、生态合作和销售服务一体化方式,致力于成为向客户提供涵盖计算、存储、分发、平台和应用等全栈云解决方案的云服务商。并且,中国电信还设立了不小的目标,计划用三到五年时间将云公司打造成为规模和能力国内领先、市场竞争优势明显、技术创新能力显著增强的千亿级云服务商。

数据显示,目前中国电信有云计算中心资源,数据中心超过300个,云计算中心超过600个,骨干的带宽容量达到183T。并且还坚定不移的实施“云改数转”战略,在加快5G基础建设的同时,基于5G核心网的云架构,持续加快“网是基础,云为核心,网随云动,云网一体”的云网融合进程。

近年来,三大运营商都开始注重云业务的发展,云已逐步渗透到各行各业,而5G又极大地加速这一进程,目前三家纷纷强化基于云的核心竞争力,打造传统产业优化升级的新动能,助力产业云化的升级。其中中国移动追得很快。中国移动在2019年设立了中国移动云能力中心,其目标是力争三年内,推动移动云业务市场份额进入国内云服务商第一阵营,在国内运营商中成为云服务领先品牌。而中国联通进军云业务较早,目前与阿里云、腾讯云等合作紧密。

ZStack Mini 3.0.0 正式发布

2020年8月,上海云轴发布ZStack Mini新版本3.0.0。本次新版本中,涵盖一系列企业级应用场景特性功能,在稳定性、易用性和高可用性等均得到大量提升。ZStack Mini 3.0新功能概览如下:
云主机新增容错技术(Fault Tolerance,FT)
支持外接FC SAN光纤存储资源
支持外接USB移动硬盘备份
强大灵活的应用中心
提供物理网络连接状态变化检测
支持长时任务中止操作


1. 云主机新增容错技术(Fault Tolerance, FT)
ZStack Mini 3.0.0支持使用容错技术来保障云主机上业务的正常运行。设置云主机保护级别为FT后,将在一体机上为云主机创建一台配置、状态完全相同的辅助云主机,当主云主机发生故障时将立即触发切换,由辅助云主机支撑业务运行,切换过程零中断,云主机应用不会受到影响,保障业务的连续性和稳定性。

2. 支持外接FC SAN光纤存储资源
ZStack Mini 3.0.0支持通过外接FC SAN光纤存储的方式,进行存储资源空间扩容。ZStack Mini一体机出厂时可以选配FC HBA主机光纤通道板卡,支持双端口8Gb、16Gb或32Gb速率规格。在数据密集型的应用场景下,管理员可以根据业务系统的需要来布局云主机和云盘的数据落盘位置,指定到Mini Storage或FC SAN存储空间。


FC HBA主机光纤通道板卡外部连接


FC SAN存储资源管理概览页

3.支持外接USB移动硬盘备份
ZStack Mini 3.0.0支持使用外接USB移动硬盘来备份管理节点数据。管理员可以定期将一体机内的数据备份至外接硬盘,实现关键业务数据的离线备份与管理。当出现系统故障或需要快速恢复环境时,可直接使用备份数据进行快速还原。备份任即使中断也可以从中断点恢复备份,保障业务数据备份的连续性。

4.强大灵活的应用中心
ZStack Mini 3.0.0新增应用中心功能,作为一个开放平台为管理员提供全面立体的应用快速部署。支持添加各种类型的第三方应用,包括中间件、数据库、安全应用、以及各类行业的企业应用。并能对应用进行自定义管理,让应用提供商可以从物理资源的复杂性中脱离出来,只需交付企业应用模板到应用市场,管理员即可便捷地选择需要的应用来构建服务。

5. 提供物理网络连接状态变化检测
ZStack Mini 3.0.0支持对物理网络连接状态变化进行检测,当出现网络连接中断情况时,UI将自动跳转至专门的运维排查提示页面,方便进行运维管理。

6. 支持长时任务中止操作
在ZStack Mini 3.0.0中,支持对耗时较长的任务执行取消操作,取消后不会在平台中产生中间状态数据,提升了操作过程体验。


最新版本:1.0
1.0带来了诸多的新增功能,大致如下:
Flat Network Provider,分布式DHCP
User Data,支持cloud-init
本地存储的磁盘迁移
ISO API,支持加载/卸载ISO,调整VM启动顺序
Spice支持
i18n,支持中文、繁体中文、英文
VM状态实时捕获
资源删除策略控制
CPU型号Passthrough,支持嵌套虚拟化
22M超小试用镜像
全中文API用户手册

1. Flat Network Provider
Flat Network Provider是一种新的网络服务提供模式,它提供DHCP和Userdata服务。相对于已有的Virtual Router Provider,Flat Network Provider最大的优势在于不需要启动一个Virtual Router虚拟机就可以为VM提供DHCP服务,这大大简化了部署一个扁平网络的复杂度。此外,由于采用了分布式DHCP系统,Flat Network Provider不存在传统DHCP系统的单点失败情况,因为每个物理机上都会有一个DHCP服务器服务运行在该物理机上的VM。在高并发创建或启动VM的时候,DHCP的负载会被分发到不同物理机上去,大大提供了系统整体的并发性。

2. User Data
标准的Cloud-init在该版本中得到支持。使用cloud-init,用户可以在云主机第一次创建的时候对云主机进行必要的初始化(例如设置ssh无密码登录的公钥)。要使用user data,你需要在VM的操作系统中安装cloud-init包。User data使用了ZStack的系统标签(System Tags)机制实现,其格式请参考官网的Release Notes。

3. 本地存储的磁盘迁移
在本版本中,你可以在本地存储的不同物理机间迁移虚拟机的磁盘(volume),解决使用本地存储虚拟机不能迁移的的问题。具体的使用办法请参考官网的Release Notes。

4. ISO API
在该版本中,你可以使用API向一个VM加载或卸载一个ISO,并且随时改变VM的启动设备顺序。

5. Spice支持
在该版本中,除了原有的VNC协议,我们新增支持Spice协议作为VM图形终端协议。你可以通过更改全局选项进行设置。

6. I18N支持
在该版本中,我们支持多语言版本,目前支持英文、简体中文和繁体中文,你可以通过点击语言图标进行切换。

7. VM状态的实时捕获
在该版本中,我们支持VM状态的实时捕获。如果用户绕过ZStack对VM进行了操作,其状态会实时的发送回管理节点进行更新。也就是说你可以在VM内部 通过halt命令来关闭虚拟机,而不用通过ZStack UI。虽然不推荐,但如果你用virsh关闭或者启动了一个VM,其在ZStack中的状态也会被实时更新。

8. 资源删除策略控制
从该版本开始,我们对一些关键资源(虚拟机、镜像、云盘)实现了删除策略控制,用户可以控制资源的删除方式,以防误删除。目前支持删除策略控制的资源包括:虚拟机、磁盘(volume)、镜像(image)。目前支持的删除策略包括:Direct(直接删除), Delay(延时删除),Never(从不删除)三种。默认的策略是Delay。

9. CPU型号Paasthrough(支持嵌套虚拟化)
你可以通过改变全局配置让虚拟机获得跟物理机CPU相同的型号:

UpdateGlobalConfig category=kvm name=vm.cpuMode value=host-model

支持三种模式:
none: CPU型号为QEMU模拟器
host-model:CPU类型为物理机CPU类型
host-passthrough:CPU型号跟物理机CPU完全一样

当模式为host-model和host-passthrough时,虚拟机可以获得嵌套虚拟化功能。

使用该功能可能会影响虚拟机热迁移。因为热迁移时会检查虚拟机CPU型号,如果两台物理机的CPU型号不同,会导致虚拟机热迁移失败。

10. 超小试用镜像
在1.0中为ZStack专门构建了一个只有22M的测试镜像,支持网络、SSHD,用户可以用它来做一些基本测试。相比于之前的ttylinux,由于该镜像支持了ACPID,支持优雅关机。下载链接
感谢Robert Yang(ZStack微信社区名:linuxer)提供该镜像。

11. 安装
你可以通过下面方式安装:
wget http://download.zstack.org/releases/1.0/1.0.0/zstack-installer-1.0.0-0201.bin -O zstack-installer-1.0.0-0201.bin
bash zstack-installer-1.0.0-0201.bin -R aliyun

这里-R aliyun参数指定使用阿里云的源进行安装,你也可以使用-R 163使用网易的源。

12. 升级
一如既往的,我们支持一键无缝升级:
wget http://download.zstack.org/releases/1.0/1.0.0/zstack-installer-1.0.0-0201.bin -O zstack-installer-1.0.0-0201.bin
bash zstack-installer-1.0.0-0201.bin -u

13. 用Flat Network Provider替换Virtual Router Provider
如果你的网络模式是扁平网络,并且使用的是Virtual Rotuer Provider作为网络提供商,你可以使用1.0的Flat Network Provider替换它,这样你就不再需要virtual router VM来充当DHCP服务器了。具体步骤请参考官网的Release Notes。

最新版本:1.2
修复了1.1版本中发现的bug,并增加了分布EIP、shared mountpoint主存储支持、数据库自动备份、Systemd支持等新功能。用户不再需要使用Virtual Router就可以使用EIP网络模式,也可以无缝的使用GlusterFS、MooseFS、OCFS2等分布式文件系统作为主存储。具体细节参考以下章节。
新增功能:分布式EIP、Shared Mountpoint主存储、数据库定时备份、Systemd支持、KVM缓存模式配置、AWS EC2模式Userdata支持

最新版本:3.4.0
涵盖大屏监控新增科技款主题、云主机内部负载实时监控、VPC支持OSPF动态路由协议等功能,新功能概览如下:
大屏监控新增科技款主题
云主机内部负载实时监控
VPC支持OSPF动态路由协议
批量删除云主机及云盘快照  
新增资源删除保护机制
全新灾备服务:
    单个备份任务支持多资源
    优化备份策略的交互流程
    支持物理和虚拟带库
    新增备份进度条
    单个资源立即备份
全新裸金属管理:
    批量无人值守安装裸金属主机操作系统
    创建裸金属主机全新交互流程
VPC路由器优化:
    UI提供SNAT开关配置
    VPC路由器展示管理节点IP
负载均衡监听器优化:
UI支持修改监听器高级参数
ZWatch支持监控负载均衡监听器会话数
单集群支持Ceph和SAN存储混合使用  
云平台监控报警服务增强:   
    ZWatch资源报警器支持设置报警恢复
    物理机磁盘监控优化:  
        新增物理机磁盘容量监控
        新增物理机根盘相关监控条目
    首页物理机监控按时间段展示  
    提升资源监控图表精度  
二层网络全面共享给租户   
增强双因子认证安全防护
全局设置优化:  
    CPU超分率/内存超分率/主存储超分率/物理机保留内存 参数设置细粒度至集群
    CPU超分率/内存超分率/主存储超分率 分级告警提示
    NUMA/云主机Hyper-V开关 参数设置细粒度至云主机(技术预览)
指定网卡IP提供更智能化提示   
前端日志保留时间可配置   
UI提供最小分辨率提示   
UI提供浏览器时间和平台系统时间不同步提示   
租户可查看历史账单明细(技术预览)
其它功能和优化  
    新增多个操作场景进度条、操作助手和帮助文档
    优化界面交互
    优化部分业务逻辑
更详细的图文介绍,请查看此处

ZStack 4.x 更新记录

官方主页:http://zstack.org/
该文章最后由 阿炯 于 2023-07-18 20:49:13 更新,目前是第 2 版。