ExoGENI：多域IaaS测试床的架构与工具解析

### ExoGENI：多域 IaaS 测试床的架构与工具解析 #### 1. 可扩展配置 ExoGENI 由多个层次组成，融合了现成软件、定制软件和多样化的硬件。为了给用户呈现相对统一的功能视图并确保安全性，需要解决跨站点各元素配置的一致性问题，同时考虑硬件和软件部署的差异。为此，采用了双管齐下的方法：一方面减少管理员的配置工作量，另一方面实现跨机架配置过程的自动化。 - **Puppet 自动化配置** - **选择原因**：Puppet 具有模块化和可定制性，能重用现有配置模块，必要时编写自定义模块，支持 ExoGENI 定制组件的配置。其模板化特性可在保持一致性的同时进行定制。 - **部署方式**：最初采用完全分层的部署方式，但在联合系统中，当机架控制权由 ExoGENI 运营商和校园所有者共享时效果不佳。最终，基于中央仓库的版本控制系统存储和更新的模板，将 Puppet 配置部署到每个机架的头节点。 - **功能实现**：在部分安装的头节点上安装 Puppet 及其模板，触发头节点和工作节点上所有软件的安装、文件权限调整和配置文件的自动生成，显著减少机架设置时间并保证一致性。在正常运行中，用于管理用户白名单、部署配置文件更改和更新软件。 ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(部分安装头节点):::process --> B(安装Puppet及模板):::process B --> C(触发软件安装):::process B --> D(调整文件权限):::process B --> E(自动生成配置文件):::process C & D & E --> F(完成机架设置):::process F --> G(正常运行):::process G --> H(管理用户白名单):::process G --> I(部署配置文件更改):::process G --> J(更新软件):::process ``` - **CouchDB 分布式注册表服务** - **使用场景**：用于建立不同机架中 ORCA 参与者之间的安全关联。由于 ORCA 依赖自签名证书和私钥建立关系，手动传播证书不可行，因此使用 CouchDB 注册表存储参与者证书。 - **工作流程**：每个参与者启动时自动向注册表服务注册其 GUID、证书和其他元数据，操作员通过 CouchDB 自定义插件界面批准参与者为“可信”，其他参与者可请求批准参与者的信息，自动创建信任关系。 - **选择原因**：CouchDB 相对成熟，支持主 - 主复制，分布式特性使其对单个实例故障具有弹性，主 - 主复制功能允许客户端选择任何副本进行更新，更改最终会传播到其他主节点。 | 服务特性 | 描述 | | --- | --- | | 存储内容 | 参与者证书、stitchports 元数据 | | 优势 | 减少操作员工作量、建立信任关系、支持分布式部署 | #### 2. 监控 ExoGENI 操作的另一个重要方面是对硬件和软件基础设施的监控，主要包括两个任务： - **组件存活检查**：使用 Nagios CheckMK 进行组件存活监控和性能信息收集。CheckMK 独立部署在每个机架中监控机架组件，还有一个额外的实例监控 ExoGENI 的其他组件。 - **虚拟与物理资源映射监控**：结合 XMPP pubsub 和自定义工具 Blowhole 收集、分发和存储虚拟与物理资源的映射信息。采用发布 - 订阅范式，使用 OpenFire 开源 XMPP 服务器，支持客户端订阅特定切片的清单，当控制器发布更新清单时通知客户端。Blowhole 作为 XMPP 客户端，可对控制器生成的清单执行多种操作。 ```mermaid graph LR classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A(硬件和软件基础设施):::process --> B(CheckMK监控):::process A --> C(控制器):::process C --> D(生成切片清单):::process D --> E(XMPP服务器):::process E --> F(客户端订阅):::process E --> G(Blowhole):::process G --> H(保存到历史数据库):::process G --> I(转换为RSpec):::process G --> J(发布到GMOC):::process G --> K(解析提供映射信息):::process B & K --> L(综合监控信息):::process ``` #### 3. 管理 为了支持 ExoGENI 测试床的运行，需要管理 ORCA 参与者的状态，满足联合环境中共享责任和不同子集管理的需求。 - **从门