??隨著技術的發展和各行業對云概念理解的深入，云開始在各個層面和各個領域蔓延。它已經變成一種思路、一種潮流，如云計算、云服務、云安全等。它們可以使計算能力、服務、運營能力及安全能力通過一個平臺集中提供并控制，并讓其成為千千萬萬的企業和個人可以隨需索取的東西。 ??如何讓云深入人們的生活？其中的關鍵在于開放平臺的提供，它可以使云透過標準通用管道，服務于普通百姓人家。可以說，使用云能力的門檻越低、越便利，使用范圍才能越來越廣。云計算的能力開放，不僅方便最終使用者，更是受益第三方企業，他們能利用開放的接口和服務， 提供超出云計算本身能力的服務。 ??1 IaaS能力開放架構 ??1.1 虛擬化能力開放 ??目前業界已有很多廠商可以提供虛擬化解決方案，如VMWare、 Microsoft、Citrix以及基于開源的Xen/KVM等。各種虛擬化解決方案各有特色，但目前面臨的最大問題是：不論是生成的虛擬化文件，還是虛擬化的管理都各自為政、互不兼容。 ??當前的形式迫切需要一種標準，能向所有參與者提供虛擬化應用的方法，并且減少多個、競爭性的、不兼容的實現所帶來的問題。目前，分布管理任務組織已開始使用開放式虛擬機（OVF）格式。OVF支持多虛擬化映像格式，對于任何監管程序的虛擬機都可以使用它引導程序并加載。另外，OVF引導程序是基于數字簽名的，確保了免費發布和用戶的利益。 ??虛擬化最主要的參與廠商，像Dell、HP、IBM、微軟、VMware以及Citrix都加入了OVF，后幾者的加入表明虛擬化廠商參與的重要性，同時也增強了標準被廣泛采納的可能性。 ??中興通訊公司在虛擬化的統一管理方面提供了開放的管理平臺，能夠支持多種底層虛擬化環境，如圖1所示。它未來也將可以支持OVF， 并能提供用戶側的監控與網管，自由創建、銷毀、遷移及監測各虛擬機及上層應用的狀態。由于虛擬機調度可能導致網絡設備以及負荷平衡設備的變化，因此將對網絡設備也實現統一管理。虛擬化平臺向應用層提供可信的虛擬化開放接口，可以讓應用系統根據自身需求，動態調度虛擬機。業務系統通過開放的接口調用，就能夠實現更加廣義的自動化業務彈性可擴展解決方案。 ?? ??1.2 存儲能力開放 ??存儲能力是最基本的能力之一，也是所有數據能夠被處理的基礎。目前的數據存儲主要有3種訪問方式：文件存儲、對象存儲以及塊存儲。塊存儲與文件存儲面向底層接口，一般來說對應用透明；對象存儲屬于應用層之上的軟接口［1］。 ??從文件系統的角度來看，云計算主要面向的是分布式文件系統，它是云基礎架構中最核心的元素，目前比較著名的有RedHat GFS、IBM 的GPFS及SUN的Luster。這些分布式文件系統對硬件設施的要求較高，往往需要存儲節點自身提供數據可靠性的保證。這類文件系統通常會在操作系統核心提供開放接口供文件訪問。另外一類是類似Google GFS產品，如開源的HDFS、KFS、阿里巴巴的盤古文件系統等，此類產品使用廉價商用機器搭建分布式文件系統，并在用戶態提供開放接口。 ??不論何種內部實現方式，分布式文件系統都需要提供可靠性存儲及可供應用訪問的接口。核心域實現的存儲開放方式主要是在操作系統內核層面通過專用驅動實現裸設備的暴露，操作系統使用通用的文件系統如Ext3對應用開放。用戶域的存儲開放方式是Posix接口或專用的私有協議接口。使用用戶態開放接口有如下好處： ??在用戶態文件系統與操作系統松耦合，便于單獨升級，穩定性好。 ??減少操作系統導致的底層交互次數，降低復雜度，提高效率。 ??接口更豐富，能夠實現更好的優化。 ??安全性更好控制。 ??當然，用戶態開放也有缺點，如接口對應用有侵入性。如果遷移到其他存儲系統將需要重新編譯相關應用。 ??對應用戶態開放的是通用接口方式，如網絡文件系統（NFS）、文件傳輸協議（FTP）等標準協議。由于這些標準協議制訂時并未考慮到分布式問題，所以接口本身的分布式需要重點解決，即接口本身如何尋址、容錯、負載均衡等。同時需要重點解決多文件共享訪問的讀寫鎖問題。 ??中興通訊分布式文件系統對于通用接口方式采用動態域名系統（DNS）結合接口IP虛擬化技術，較好地解決尋址及容錯問題，并且通過服務端增加額外一層接口層實現了根據能力的負載均衡技術。 ??1.3 對象 ??直接開放文件系統的存儲方式比較適合私有云的構建，對于面向公眾服務的公有云服務，我們期望能夠和WEB協議（HTTP）兼容。互聯網的快速發展對存儲系統的容量、性能和功能提出了巨大挑戰，主要表現為大容量、高性能、可擴展性、可共享性、自適應性、可管理性，以及高可靠性和可用性，目前市場上沒有一種解決方案可以滿足所有這些要求。對于快速升級的存儲需求，基于對象存儲（OBS）技術是一種非常有前景的解決方法，它融合了高速可直接訪問的存儲網絡（SAN）和安全、良好跨平臺共享數據的網絡附屬存儲（NAS）的優點。通過對象存儲可以很好地屏蔽底層協議及網絡結構的復雜性，對象存儲的具體特點如圖2所示。下一代互聯網和PB級存儲大規模部署迫切地期待基于對象存儲技術的成熟和大規模應用。對象存儲設備（OSD） 可以基于獨立的設備（如OSD硬盤），也可以在分布式系統上構建。為保證對象的唯一性，面向分布式系統時一般會劃分對象組，確保在不同對象組內對象具有唯一性。 ?? ??對象設備內部管理元數據（空間管理）。 ??對象ID是訪問該對象的唯一標志（每個OSD設備唯一）。 ??圖3所示的是OSD安全模型，它是一個基于證書的訪問控制系統，由4個實體組成：應用客戶端、安全服務、策略/存儲管理者及對象服務。 ?? ??對象存儲一般都要包含如下操作：讀、寫、列表、刪除、獲取元數據，例如Amazon 簡單存儲服務（S3）面向各種應用提供了面向對象的S3。 ??對象存儲主要是面向應用開放，目前各種系統接口尚未完全統一。提供WebService或RESTful的接口比較便于應用的透明接入，但提供基于長鏈接的定制化客戶端接入則比較容易做到高效訪問。 ??中興通訊開發的分布式鍵值訪問系統就屬于典型的對象存儲方式。它將數據區劃分為不同的桶，每個桶內的對象對應唯一的鍵。通過鍵信息，可以獲取對應的訪問權限驗證元數據信息和值信息。為了保證系統的可擴展性，整個系統搭建成無主網絡，并且可以做到元數據信息以及鍵值信息的自動分布與備份。系統為提高性能，同時支持了持久化存儲與非持久化存儲機制。 ??1.4 塊存儲能力開放 ??塊存儲將存儲區域劃分成固定大小的小塊，是傳統裸存儲設備的存儲空間對外暴露方式，如圖4所示。傳統設備的塊存儲面向的是單一的物理設備，而到了云計算環境，塊存儲設備也將面臨分布式環境。 ?? ??在云計算中提供塊存儲能力對于虛擬機與存儲系統的有機結合有著其他存儲方式無法替代的作用［2］。因為很多應用軟件并沒有按照云存儲形式進行改造或優化，例如大部分的數據庫軟件。如果想要在虛擬機中有效地部署并使用這些應用，提供塊存儲能力必不可少。 ??塊存儲的一個問題是安全性較差。因并非直接對應用暴露接口，而是面向操作系統暴露底層設備，因此對于存儲的內容往往沒有較好的辦法進行控制。 ??中興通訊配合虛擬機技術，實現了分布式的塊存儲訪問模式。通過塊存儲，能夠將多臺機器上的物理存儲設備虛擬化，并且重新切分，分配給需要使用的虛擬機。使用塊存儲設備還可以很好地利用淘汰下來的舊存儲設備，通過存儲虛擬化接口層，將不同的物理底層設備接口進行屏蔽［3-4］。 ??通過存儲虛擬化層整合各種物理存儲設備，并將它的內空間按固定的大小統一切片。然后向客戶端提供塊存儲接口，并將多個切片后的小塊存儲區域通過存儲虛擬化層統一調度并組成客戶所需要的卷大小，如圖5所示。每個小的切片都會由接口將客戶機的塊訪問請求直接映射成為物理機的塊訪問請求。 ?? ??1.5 IaaS能力開放的安全性考慮 ??對于商業系統用戶來說，系統的高效訪問、可靠性、易用性是其中一個方面，但最終決定是否使用云計算作為企業基礎服務的是能力開放的安全性。 ??（1） 特權使用者的管理 ??特權使用者，例如運營商的管理員，由于具有絕對的權力，必須嚴格監管。