平台基础资源定义

本章节主要介绍ZStack ZSphere上计算、存储、网络等基础资源的定义及资源相互之间的关系：

资源定义

资源定义详细介绍平台上所有计算、存储、网络基础资源的功能定义，为您高效使用资源进行业务实践做好理论准备。本章节涉及资源列表如下：

计算资源|数据中心&集群&主机

本节介绍以下三类资源：

数据中心
集群
主机

数据中心

数据中心（Data Center）：虚拟化平台内最大的资源命名空间，包括：集群、主机、数据存储、分布式交换机、分布式端口组等资源。

数据中心主要包含以下核心资源：

集群：一组主机（计算节点）的逻辑集合。
主机：运行KVM虚拟化Hypervisor的x86或ARM物理服务器，为虚拟机提供计算、网络、存储等资源。
虚拟机：运行在物理主机上的虚拟主机，可像物理主机一样运行操作系统与业务应用。
数据存储：为虚拟机及其应用数据提供存储空间的虚拟化资源，可分为本地存储和网络共享存储。
分布式交换机：为集群内虚拟机提供统一虚拟网络管理和监控功能的虚拟交换机设备。
分布式端口组：分布式交换机端口的逻辑分组，用于端口配置。

如图 1所示：

通过数据中心可为平台资源划分多个最大的管理域，优势有三：

实现数据中心级别的资源隔离，不同数据中心内的数据存储、主机等物理子资源可以相互隔离，确保最大程度的稳定性和容错性。
不同数据中心可根据机房建设灵活部署，减少网络时延，提高访问速度。
可单独监控每个数据中心的资源使用情况。

集群

如以上所述，集群是数据中心下、将一批主机（无数量限制）按照业务逻辑组织的集合，需联合数据存储、分布式交换机才可为虚拟机提供完整服务。因此规划集群时，需确保：

集群内所有主机须拥有相同的操作系统。
集群内所有主机须拥有相同的网络配置。
集群内所有主机须能够访问相同的数据存储。
集群必须加载数据存储与分布式交换机。

通过集群可实现物理计算资源的管控和隔离，以下列举集群部分功能特性：

ZStack ZSphere支持x86和ARM两种架构的集群，分别纳管x86主机和ARM架构的主机。
支持以集群为粒度的动态资源调度，监控集群内主机CPU或内存负载情况，并动态调整主机上运行的虚拟机业务，进而平衡集群负载，提高平台稳定性。
支持集群粒度的CPU与内存资源的超配比配置，以实现超分，提高集群计算资源利用率。
支持基于业务场景为集群配置专用的网络，例如VDI网络和虚拟机迁移网络。

主机

如以上所述，主机是为虚拟机提供CPU、内存、本地存储以及网络资源的物理服务器。

如图 2所示：

计算资源|镜像&镜像存储

镜像存储：为虚拟机或硬盘使用的镜像文件提供存储空间的虚拟化资源，可分为单机镜像仓库和分布式镜像仓库。

镜像：虚拟机或硬盘使用的镜像文件，包括两种类型：系统镜像、硬盘镜像。

计算资源|虚拟机&虚拟机分组

虚拟机：运行在物理主机上的虚拟主机，可像物理主机一样运行操作系统与业务应用。

功能组件

操作系统：为虚拟机安装操作系统的方式与在物理主机上安装方式相同。ZStack ZSphere支持通过镜像安装操作系统。您可将镜像上传至对应的镜像存储，使用该镜像新建虚拟机后，为其安装操作系统。ZStack ZSphere支持所有主流操作系统，包括Windows与Linux。

硬件设备：虚拟硬件设备在虚拟机上工作的方式与物理主机硬件设备一样。通过主机Hypervisor为虚拟机提供虚拟CPU、内存、硬盘、网卡、GPU、USB等硬件设备。您可自定义配置虚拟机硬件设备及其特性，例如：

CPU：支持自定义虚拟机CPU的核数；设置CPU模式以继承主机部分或全部CPU特性；为vCPU绑定特定pCPU；或者配置CPU热插拔，以支持在线修改CPU核数。
内存：支持自定义虚拟机内存；为重要的虚拟机高内存资源优先级；或者或者配置内存热插拔，以支持在线修改内存。
硬盘：支持自定义虚拟机硬盘容量；为硬盘设置缓存模式以提供IO性能；设置磁盘带宽/IOPS
网卡：支持自定义网卡型号；为网卡设置多个列队收发网络数据包，以提升网络PPS与带宽性能；设置网卡收发带宽限制。
外设：支持自定义加载外接设备，例如物理GPU、虚拟GPU、USB设备等。

VMTools：VMTools是虚拟机驱动和工具的集合，用于丰富虚拟机功能、提高虚拟机性能，并提供虚拟机高级监控能力。建议您在新建虚拟机完成后安装该工具。

功能特性

ZStack ZSphere提供丰富的虚拟机特性，您可在不同环境下配置不同的特性，例如：

硬件特性配置：参考硬件设备。
高可用配置：
- 提供虚拟机、集群、以及全局三级粒度的高可用配置，用于设置当虚拟机异常停机时可自动重启，保障业务高可用。
- 支持为虚拟机配置跨集群高可用，使自动迁移的虚拟机调配至资源充足的集群中运行。
安全性配置：
- 支持为虚拟机设置远程登录控制台模式和密码，以及登录认证配置，确保只有具备相应权限与密码的用才可登录虚拟机。
- 支持为虚拟机安装VMTools，用以在虚拟机发生故障时可自动重启或关机。
- 支持为虚拟机新建快照，做重要操作前，对虚拟机新建快照，保留特定时间点的数据状态，方便出现故障后迅速回滚。
- 虚拟机支持回收站策略：UI上删除的虚拟机会进入回收站，若为误删的虚拟机，您可进行还原操作；若您确实不需要该虚拟机，即可彻底删除。
- 虚拟机支持操作日志与审计，方便您进行安全分析、入侵检测、资源变更追踪以及合规性审计等需求。
迁移和调度配置：
- 支持手动更改虚拟机所在主机、数据存储，或同时更改两者，支持冷迁移与热迁移。
- 支持通过调度策略为虚拟机分配特定的主机组，以保障业务高性能和高可用。
分组管理：虚拟机分组是用户基于业务需求将虚拟机进行划分的逻辑集合。该资源是数据中心的子资源，您可将整个数据中心范围内的虚拟机进行多级分组，方便查看和管理。

存储资源|数据存储

数据存储：为虚拟机及其应用数据提供存储空间的虚拟化资源，可分为本地存储和网络共享存储。

本地存储：使用一个或多个主机的物理存储空间构建的存储资源。充分利用主机本地存储资源。
网络共享存储：用于远程存储虚拟机及其应用数据的存储系统，主机可通过网络进行并发访问。ZStack ZSphere支持NFS、分布式存储、SAN存储三种存储类型。
- NFS：采用网络文件系统的存储方式，支持自定义挂载参数。
- 分布式存储：采用分布式块存储方式，支持使用密钥认证。
- SAN存储：采用共享块存储方式，支持采用精简置备和厚置备两种存储空间分配策略。
  SAN存储可通过iSCSI存储（iSCSI Storage）、FC存储（FC Storage）以及NVMe存储（NVMe Storage）搭建：
  - iSCSI存储（iSCSI Storage）：基于iSCSI协议构建的SAN存储。用户可将iSCSI存储上划分的块设备添加为SAN数据存储。
  - FC存储（FC Storage）：基于FC协议构建的SAN存储。用户可将FC存储上划分的块设备添加为SAN数据存储。
  - NVMe存储（NVMe Storage）：基于NVMe-oF协议构建的存储阵列，用户可将NVMe存储上划分的块设备添加为SAN数据存储。

网络资源|分布式交换机&分布式端口组

分布式交换机：为集群内虚拟机提供统一虚拟网络管理和监控功能的虚拟交换机设备。

分布式端口组：分布式交换机端口的逻辑分组，用于端口配置。支持进行VLAN配置。

资源关系

平台资源之间存在两类关系：

从属关系：类似人类社会中的人际关系，包括父子关系、兄弟关系、祖孙关系、朋友关系。
具体定义为：
- 父子关系：资源A是资源B的父亲或孩子。例如集群和主机，主机和虚拟机。这两组资源的后者均在前者中运行。
- 兄弟关系：资源A和B拥有同样的父亲则为兄弟关系。例如集群和分布式交换机，集群和数据存储，这两组资源的父亲均为数据中心。
- 祖孙关系：资源A是资源B的直系祖父或直系祖孙。例如：数据中心是集群的父亲，集群是主机的父亲，主机是虚拟机的父亲，因此数据中心是主机的祖父，集群是虚拟机的祖父。
- 朋友关系：资源A与资源B不存在以上三种关系，但资源A和B在某些情境下需要分工合作，例如数据存储和镜像存储。两者需相互配合为集群提供服务。
数量关系：类似人类社会中的数量限制关系，包括1:n（一对多）、n:1（多对一）、n:n（多对多）。
具体定义为：
- 1:n：表示资源A可新建/添加/加载多个资源B，例如一个集群内可添加多台主机，一个分布式交换机可加载多个集群。
- n:1：表示多个资源A可新建/添加/加载于一个资源A，例如多台主机可添加至同一个集群，多个集群可加载同一个分布式交换机。
- n:n：表示资源A可新建/添加/加载多个资源B，同时多个资源A也可新建/添加/加载于一个资源A，例如一个镜像存储可加载多个数据中心，一个数据中心也可加载多个镜像存储。

平台基础资源关系表

下列各表展示了平台各个基础资源之间的从属关系与数量关系：

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
数据中心	镜像存储	朋友	n:n
	集群	父子	1:n
	主机	祖孙	1:n
	虚拟机分组	父子	1:n
	虚拟机	祖孙	1:n
	数据存储	父子	1:n
	分布式交换机	父子	1:n
	分布式端口组	祖孙	1:n

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
集群	主机	父子	1:n
	虚拟机分组	兄弟	/
	虚拟机	祖孙	1:n
	数据存储	兄弟	n:n
	分布式交换机	兄弟	n:n

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
主机	虚拟机	父子	1:n

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
虚拟机分组	虚拟机	父子	1:n

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
数据存储	镜像存储	朋友	/
数据存储	分布式交换机	朋友	/

资源A	资源B	资源A与B从属关系	资源A与B数量关系
分布式交换机	分布式端口组	父子	1:n

集群|数据存储|镜像存储关系详解

集群与数据存储

集群与数据存储均属于数据中心下子资源，二者为兄弟关系。数据存储需加载至集群后才可为集群中虚拟机提供存储服务。不同类型的数据存储加载至集群的数量限制关系不同，如下表所示：

资源 A	资源 B	资源 A 与 B 数量关系
集群	本地存储	1:n
	NFS 存储	1:n
	SAN存储	1:n
	ZCE 分布式存储	1:1
	ZHPS 分布式存储	1:1
	ZBS 分布式存储	1:1
	本地存储 + NFS 存储	1:(1 个本地存储 + 1 个 NFS 存储)
	本地存储 + SAN 存储	1:(n 个本地存储 + n 个 SAN 存储)
	ZCE 分布式存储 + 本地存储	1:(1 个 ZCE 分布式存储 + 3 个本地存储)
	ZCE 分布式存储 + SAN 存储	1:(1 个 ZCE 分布式存储 + n 个 SAN 存储)
	NFS 存储 + SAN 存储	1:(n 个 NFS 存储 + n 个 SAN 存储)

数据存储与镜像存储

镜像存储加载至数据中心后，将为数据中心内的集群提供镜像存储服务。不同类型的镜像存储需配合对应类型的数据存储才支持在集群中新建虚拟机等操作。具体组合限制关系如下表：

镜像存储类型	数据存储类型	是否支持新建虚拟机
单机镜像仓库	本地存储	是
	NFS 存储	是
	ZCE 分布式存储	是
	SAN 存储	是
	ZHPS 分布式存储	是
	ZBS 分布式存储	是
分布式镜像仓库	本地存储	否
	NFS 存储	否
	ZCE 分布式存储	是
	SAN 存储	否

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