雲管理平台功能設計和實踐解析
程序員的 8 點技術早餐
CMP（Cloud Management Platforms）近兩年來被業界廣泛提及，但因為其市場較新，加之不少企業對 CMP 平台建設存在較多認知誤區，所以本文將以一項典型技術實踐來打開 CMP 發展中的「黑匣子」。
CMP 的定義和發展方向
如何定義 CMP
隨著公有／私有雲、雲原生及底層基礎架構的日趨複雜，企業級應用流程管理和雲管理平台的誕生和發展顯得迫在眉睫。
Gartner 將雲管理平台（ CMP，Cloud Management Platforms） 定義為一種管理公有雲、私有雲和混合雲環境的整合性產品，其主要功能範圍包括多種基礎架構和資源的整合，跨平台的編排，以服務目錄方式展現的自服務界面，資源訪問管理和流程配置，資源統計和費用管理，以及與外部已有的企業管理系統集成和對接等。
為了更好地管理資源，Gartner 對雲環境進行了分層，主要包含三層：
資源層：包括各種計算、網路，存儲等基礎設施，也包括虛擬化、SDS 等
雲架構層：提供用戶 API 及其它軟體使用，使其可以管理、申請和使用雲資源，包括 vCenter，OpenStack，CloudStack，AWS 等
雲管理平台（CMP）層：企業用戶用來利用企業雲基礎設施的管理平台。終端用戶在 CMP 層上進行操作，然後 CMP 層將指令發給其下一個或多個雲平台，雲平台又發送指令給下面的基礎設施層。
CMP 在雲計算體系中扮演著「承上啟下」的角色，它向上承載和支撐了各類行業應用，向下進行資源的管理和調度，包括異構資源。
企業 IT 架構管理面臨的挑戰和 CMP 的對策
目前，企業 IT 基礎架構呈現出分散式的、物理資源與虛擬資源並存、不同廠商和制式的軟硬體普遍共存、傳統業務和新興互聯網業務共存的複雜狀況。業務數據和應用程序跨多雲、產品迭代快等對雲管理、靈活的 IT 資源提出了更高要求。而現實是，企業 IT 基礎設施運維、應用部署仍然依靠人工操作、紙質工單流轉，IT 資源監管困難、利用率低、交付周期長，很難滿足業務發展的速度，資源回收也成為一個難題。
Gartner 的調研指出，大多數聲稱已部署了私有雲的國際企業，80% 的私有雲實現主要是 IT 基礎設施的虛擬化 + 自動化和自助服務。
所以歸納而言，CMP 的發展方向包括了：增強自動化部署減少手工操作，回收休眠資源，減少硬體採購、資源按需使用，標準藍圖部署應用、混合雲資源統一管理等幾大維度。簡而言之，CMP 需要通過自動部署和智能調度實現動態和彈性，另外也需要對監控、告警等一系列運維流程保駕護航，提供安全、自助式服務。
SmartCMP 的誕生與迭代
在 CloudChef（騫雲科技，以下均簡稱「CloudChef」）創始人 &CEO 方禮看來，儘管現階段虛擬化和私有雲「遍地開花」，但對於自動化部署的增強，擺脫原始的交付模式，將底層 IT 資源更為高效快速地利用，還需要雲管理平台的統一管理，從而優化雲的使用效率和流程。CloudChef 的創始團隊們也看到了這些痛點。
正所謂「異構雖好，管理不易」。CloudChef 的 SmartCMP 即在上述背景下而誕生。
目前國內業界涉足 CMP 的主要分為幾大陣營：
一是以 IBM、思科、RedHat 為代表的外企，其在產品的本土化方面一直存在短板，與國內通用的公有雲平台及軟硬體對接存在硬傷；
二是以硬體起家的大企業，其更多的是管理自身資源，構建以硬體管理為核心的平台；
三就是像 CloudChef 這類創新企業，主攻差異化且專業的雲管理產品和服務。
憑藉多年的行業經驗，方禮知道，SmartCMP 的定位一定是以開放的形式管理異構環境，要更側重軟體上層流程化、自動化的管理。從私有雲擴展到公有雲、混合雲管理，更多地面對傳統企業，幫助其解決雲管理整套流程上的技術或工程效率等痛點。
從 2015 年年末開始著手研發發展到今天，SmartCMP 歷經了 V1.0 到 V3.0 的三次迭代升級與發布。
SmartCMP 系統架構對資料庫選型的更換，更好地滿足自身架構的擴展以及客戶對資料庫運維的要求。
在編程語言的選型上，從原先的單一語言到現如今的多語言，使得開發和運維流程更為高效。
1.0 版本支持私有雲，主要解決將單一的虛擬化平台轉變為可自主服務的私有雲管理平台；2.0 版本加入了對主流公有雲（包括 AWS、阿里雲、騰訊雲等）以及容器的支持；3.0 完善了更多功能的支持。從私有雲管理走向混合雲管理，實現私有、公有雲的一體化編排與資源發布。
產品功能從開始的資源納管和劃分，虛擬機以及應用的自動化部署，到自動運維，再到現在的全生命周期管理、監控管理、策略分析和成本控制等全套解決方案。
SmartCMP 產品架構圖
在迭代和演進過程中，方禮重點談到了他的兩點經驗收穫和經歷的故事。
1、資料庫的變更和切換：SmartCMP 最初的資料庫選型在實際落地應用中發現，大批企業（尤其是傳統企業）所用的數據中心存在較多的安全和隔離的要求，導致這些企業無法接入更好的技術手段進行運營維護。所以在之後的版本中，SmartCMP 改變了資料庫的選型和架構。
這個轉變過程使方禮意識到，面對不同的企業級客戶，技術的選型和採用並非需要不停地超前或瞄準最新的那一隊，適應用戶、融入到使用者的定位體系中，才是構建整個平台架構的基礎。
2、對於傳統企業，CMP 的意義不是單純的雲管理，其落地的場景一定存在較大的差異化：可能是建構 IaaS 平台，可能是設計及搭建開發測試雲和混合雲，亦或從集群運維拓展到 IT 運營中心或雲服務中心，成為加速用戶體系技術層的驅動力。所以在這種需求的演變中，方禮總結，SmartCMP 的解決方案也需要更多維化：從管理、監控到分析，再到運維的整體解決方案，不同的用戶使用場景就有不同的落地方式。但核心研發一定是聚焦在核心產品線上，從而助於落地解決方案的成熟化。
讓 SmartCMP 更加 Smart 的技術思路
隨著微服務、雲和容器化架構的出現，構建系統的方式與以往相比發生了翻天覆地的變化。同時，底層的基礎設施和網路服務愈加健壯，應用程序層一方面需要跟上技術的發展步伐，另一方面多轉為分散式，面臨的挑戰也瞬息萬變。同時，運維環境的異構和複雜化，導致日常運維工作需要付出的人力、時間成本越來越高，於是運維需求也逐漸向自動化甚至智能化過渡。
方禮在採訪中談到了四個企業雲架構的新特點，其中包括：
SDDC 的發展，基礎架構日益複雜
分散式應用，微服務，讓應用部署監控更加複雜
跨地域跨城市，多數據中心
公有雲的使用日益增多
企業 IT 基礎架構運維的工作量及工作難度大大增加，對運維人員的技術水平要求越來越高、運維團隊規模不斷擴大，企業即使不斷加大在運維方面的投入依然無法滿足快速變化的需求，IT 反而成了業務發展的制約因素。在 CloudChef 曾經服務過的眾多客戶中，這樣的情況不勝枚舉。
SmartCMP 在最開始圈定的定位就是以應用為核心，使其自身變成整個應用的交付管理平台。SmartCMP 能夠在部署和管理時清晰地定位整個應用所依賴的資源和運行狀況：通過對網路管理、分析管理等不同層次信息和內容的整合和分析，從而確定、展示應用和組件間的依賴關係、虛擬化資源和物理資源的依賴關係以及虛擬化網路和應用之間的依賴關係等。簡而言之，方禮認為，將各種異構的、多層次的信息交由軟體進行統一分析，能幫助應用在大規模環境和分散式環境下實現更加快速的故障定位和分析。
方禮總結道：CMP 的核心是要將原先的以運維人員為核心的運維轉變為以用戶為核心的運維。實現 Self-Service（自主服務），即讓平台自動化地管理和運行執行計劃，並根據特定的策略、場景決定是否需要特殊的手工操作或人工審批，最大程度減少或簡化人工干預的過程。用自動化程序代替運維人員，能夠在最少的人員干預下使用故障探測技術尋找業務運行中的故障點、定位故障根源尋找解決方案，並能夠自動運行預製腳本與工具嘗試進行故障的修復、預測潛藏隱患及制定預案。SmartCMP 通過對底層資源進行更好的封裝和對資源選擇、自動化交付的優化，也正向未來的智能化運維不斷邁進。
為了讓更多非專業的運維人員、資料庫管理員能快速上手 SmartCMP 平台，CloudChef 也實踐了兩項技術創新：
通過可視化應用藍圖，抽象底層的複雜基礎架構，減少對專業知識的依賴；
通過角色分類，把專業的運維人員的知識變成客戶重複使用的自動化邏輯，讓普通用戶也能夠根據情況申請各種雲的資源和應用。
在從純手工操作到 Self-Service 的轉變中，同時也需要改變整個企業的流程和架構。
因此方禮總結道，IT 智能化（無論對於傳統企業亦或互聯網企業）既是一場技術維度的變革，也是一次管理理念上的革新。
SmartCMP 未來定位展望
隨著 SmartCMP 的成長，CloudChef 從客戶服務的實踐中也總結了很多。方禮談到，他們最大的經驗收穫就是如何更好地去引導客戶需求。尤其是面向傳統企業，全雲化的世界已然形成，那麼如何讓其接納更為創新的技術解決方案，通過新的技術去改變其整體 IT 運行效率和能力體系，SmartCMP 一直在通過持續的快速迭代和創新開發來引導實踐。
未來，SmartCMP 平台計劃是更多的向上層發展，加強對應用支持，提升分析的效率和能力。同時，公有雲的滲透普及也需要 SmartCMP 對公有雲支持提供更多樣化和更好的完善。此外，方禮還談到，今後 SmartCMP 會是混合雲落地的關鍵平台，除了管理更多的公有／私有雲，其還會在平台的擴展性和可配置性上做進一步技術演進，從而適應不同客戶場景的需求。
2017 年中的時候，CloudChef 獲得了雲啟資本領投的 A 輪融資。在該輪融資後，其主要規劃，一是繼續增強對產品研發技術的直接投入；二是增加市場投入，構建其全國技術支持的布局。方禮說，不管是私有雲／混合雲這一畝三分地，還是整個技術變革的浪潮，市場和客戶的需求都在快速變化和增長。真正的技術公司，是需要用技術推動客戶的認知，用技術推動整個市場的發展，所以 SmartCMP 要更智能，並在不同的行業場景深耕落地，才能更好的引導或引領用戶。
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