OpenStack与CloudStack

目录

一、云计算

二、IaaS

三、OpenStack与CloudStack

（一）概述

（二）项目历史与运营团队

（三）架构

（四）计算

（五）网络

（六）存储

（七）流行性

（八）整体对比

四、最后的看法

（一）总的看法

（二）关于产品成熟度的一些看法

（三）网上的一些评价说法

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一、云计算

如果说1996年至2010年是互联网时代，那么2022年，则处于云计算的时代。何为云计算？首先我们先了解什么是计算资源？

传统计算资源就是我们的计算设备，比如个人电脑，服务器。计算资源包括了CPU、内存、磁盘和网络。广义的计算资源还包括了应用软件和人力服务。由于存储本身也是一个大类，有时我们会把比如SAN、NAS存储、存储阵列等称为存储资源。所以，为了避免概念混淆，下文提到的计算，主要包含服务器、存储、网络三大类，它们构成计算服务。

当我们需要这样的计算服务的时候，我们不再需要购买实体的计算机，为其搭建网络等，而是从某个平台或组织按需申请使用，就可以享受远程的计算服务。而这种位于远方的计算服务，让人感觉它们就像在云端一样，称之为云计算。

随着云计算市场的发展，云计算的概念所包含的内容与实际的产品也在不断的变化和扩充，比如云数据库，云存储、云容器等。归根到底，就是把原来需要用户自己构建和使用的资源，全部交给云端，将资源池化。云服务商或者企业内部提供自助服务，用户只需要通过网络终端
去按需申请、使用，将更多的精力放在自己的业务即可。

图表：2018-2020年全球云计算市场规模情况

如前面所说，计算可以是一个比较广的概念，除了传统的计算资源，它还包括应用软件和人力服务。云计算则主要有三种服务模式：
IaaS（Infrastructure as a Service）,PaaS（Platform as a Service）,SaaS(Software as a Service)。下面我们主要介绍IaaS相关的内容。

图表：全球云计算市场结构

数据来源：中研普华产业研究院整理

二、IaaS

IaaS服务是基础设施即服务（Infrastructure as a Service），它包含了机房基础设施，计算机网络，磁盘柜，服务器
和虚拟机等。

IaaS是上面提到的云计算最核心的一种服务。早期的云计算，就是将这些基础设施资源池化之后，通过租赁的方式给租户使用。通常我们
从上至下,按层级划分云计算的三种服务模式,从SaaS到PaaS，再到IaaS。而IaaS层最关键的技术就是虚拟化技术。有了虚拟化技术，就能将计算资源划分成更细的粒度，实现资源使用的隔离，满足租户对于资源的使用配额不同的需求。

接下来介绍的OpenStack和CloudStack就是主要负责管理这一层的软件，这里称之为云计算管理工具或者云计算管理平台。拿虚拟机举例，不论我们使用的是KVM、Xen、ESXI等主流虚拟机软件。我们都可以使用这些云计算管理工具很轻松的去创建，删除、启停、迁移、备份这些虚拟机，
划分它们的网络，分配对应的存储。它们都是开源的软件，当然还有其他云计算管理工具，比如ZStack、Eucalyptus等，这里就不再展开介绍。

三、OpenStack与CloudStack

（一）概述

OpenStack与CloudStack其实都是云计算管理的软件。以下为官方的简单介绍：

OpenStack可控制整个数据中心内的大型计算、存储和网络资源池，所有资源都通过具有通用身份验证机制的API进行管理和配置。通过命令或者基于Web的可视化控制面板去管理IaaS层的云端资源。

CloudStack管理和协调存储、网络和计算机资源池，以构建公共或私有IaaS计算云。使用CloudStack，可以设置按需弹性云计算服务，允许最终用户配置资源。

（二）项目历史与运营团队

OpenStack
OpenStack它最先由美国国家航天局（NASA）和Rackspace在2010年合作研发的，旨在为公有云和私有云提供软件的开源项目。OpensStack是一个IaaS层的软件，其目标在于提供可靠的云部署方案及良好的可扩展性，从而实现类似于Amazon 或者阿里云的云基础架构服务。最终目标是
实现一个可以灵活定制的公有云IaaS软件。

2011年Rackspace宣布成立OpenStack基金会，将OpenStack贡献给了该基金会。项目完全由社区开发和维护，开发和发布周期大约6个月。
版本发布历史可以参见https://releases.openstack.org/。

2012年5月NASA宣布退出OpenStack的开发。

CloudStack

CloudStack是由VMOps(后来改名为Cloud.com)在2009年首先推出的软件。Citrix在2011年收购了Cloud.com，后让其开源，并在2012年将CloudStack贡献给Apache软件基金会，成为Apache的孵化项目（项目网站 http：//cloudstack.apache.org/），同时将授权协议改为更加宽松开放和商业友好的Apache许可协议，CloudStack在2013年3月份升级为Apache的正式项目。CloudStack的目标是提供高度可用的、高度可扩展的能够进行大规模虚拟机部署和管理的开放云平台。

CloudStack由Apache CloudStack社区维护，发布周期不固定。版本发布历史可以参见 ：
Apache CloudStack Release Notes — Apache CloudStack Release Notes 4.12.0.0 documentation

（三）架构

OpenStack
OpenStack采用分布式架构，整个平台按照功能不同分为多个项目，项目之间通过消息队列中间件和RESTful形式的API进行交互通信（其中认证项目为其它项目提供认证和服务注册），因此每个项目都可以单独部署在不同的主机上，架构非常的灵活，OpenStack对外提供丰富和功能强大的API，使得资源可以被用户方便的使用和调度，同时提供和Amazon AWS（Amazon Web Services）兼容的API。

图表：OpenStack 项目架构图

OpenStack的架构核心项目：
- Nova（计算）
- Neutron（网络）
- Swift（对象存储）
- Cinder（块存储）
- Keystone（认证、权限等）
- Glance（镜像）
它们都可以分开独立部署，通过API和消息队列进行通信。

CloudStack
CloudStack采用集中式的单体架构（Monolithic architecture），整个平台只有一个项目构成，不同模块之间通过的本地调用进行交互，在一台主机上就可以完成平台的部署，非常方便，CloudStack同样地对外提供自身API和与Amazon AWS相兼容的API。

CloudStack架构组成：
- Host（主机）部署虚拟化机器的宿主机
- Primary Storage（主存储），用来存放虚拟机
- Cluster (集群)一组主机与相关主存储的集合
- Pod（机架）一组Cluster的集合
- Network（网络）为虚拟机提供网络服务
- Secondary Storage（二级存储），用来存放虚拟机模板、快照、ISO
- Zone（资源域）一组Pod及相关二级存储的集合，通常为我们的某个区域的数据中心机房
- Management Server（管理服务器）统一管理整个CloudStack环境

图表：CloudStack 架构图

OpenStack的分布式架构灵活性好，不同的项目可以单独部署，因此可以很容易的根据实际需要进行功能组合，并且由于不同的项目间耦合性低，项目间功能划分明确，因此针对单独功能进行定制开发也非常方便，适合有一定研发能力的团队。

缺点也很明显，不同项目之间过于低耦合和独立，导致不同项目之间的兼容性难以保证，不同项目可能来自于不同的团队，在项目迭代开发的时候，难以确保不同项目的各个版本之间兼容性能做到最大化。比如可能存在一些商业利益导致一些不兼容的现象，某个特性由某厂开发支持，但是在项目中会用到特殊的协议，必须使用其自家的硬件设备等，最终导致不同项目之间版本的兼容性会变得更差。

CloudStack因为各个模块功能代码是合到一块，作为一个整体，部署起来会相对容易,它产品成熟度更高，由于是集中式一体化的软件，它每次大的版本升级会更简单，不同模块之间的兼容性会更好。当然相对与分布式的架构，它扩展性就要相对弱一些，如果有许多定制化的需求，可能就要在现有的架构花费更大的力气去研究和改造。

部署OpenStack的过程，我认为就像是自己从电脑城去购买配件，然后diy组装个人电脑那样，更利于创造。而CloudStack更像是直接去京东购买一台笔记本那样，当你需要去二次开发，可能会多费些功夫去研究这台笔记本的构造，看其所支持升级的部分，去购买适合的配件，升级笔记本的配置。

（四）计算

OpenStack
OpenStack计算服务的实现为代号Nova的项目，Nova的部署角色又可以分为控制节点和计算节点。控制节点主要负责调度，根据计算资源的申请需求，通过一定的策略，选择合适的计算节点，发送对应的vm操作指令，比如创建、销毁、备份vm等等。最后在宿主机上执行指令。
计算节点通常是部署vm的宿主机，在宿主机需要安装Nove的计算组件。详情查看
OpenStack Compute (nova) — nova 25.0.1.dev22 documentation

CloudStack
OpenStack计算服务由Management Server控制，具体vm资源的创建，销毁等操作由安装在宿主机上的agent去执行。详情查看
What is Apache CloudStack? — Apache CloudStack 4.17.0.0 documentation#cloudstack-terminology

无论是OpenStack还是CloudStack，它们本身不提供具体的虚拟化功能，而是虚拟化技术之上的管理手段或工具。通过编程接口控制传统的虚拟化技术来实现管理功能。

（五）网络

OpenStack
OpenStack 网络服务 (neutron) 提供了一个 API，允许用户在云中设置和定义网络连接和寻址。网络服务的项目代号是 neutron。
OpenStack Networking 处理虚拟网络基础设施的创建和管理，包括OpenStack计算服务(Nova)管理的设备的网络、交换机、子网和路由器。还可以使用防火墙或虚拟专用网络 (VPN) 等高级服务。支持的网络形式主要为VLAN、FLAT、FLATDHCP等。
详情查看 Introduction — Neutron 20.1.1.dev33 documentation

CloudStack
CloudStack 提供了两种类型的网络：基本和高级.基本类型网络适用于AWS风格的网络。提供单一网络，可通过安全组（IP 地址源过滤）等第3层手段提供访客隔离。
高级用于更复杂的网络拓扑。这种网络模型在定义访客网络方面提供了最大的灵活性，但需要比基本网络更多的配置步骤。
每个Zone都有基本或高级网络。一旦在 CloudStack 中选择并配置了Zone的网络模型，就无法更改。一个Zone在其整个生命周期中要么是基本的，要么是高级的。支持的网络形式主要为ISOLATION(VLAN)、SHARE。
详情查看 Basic and Advanced Networking — Apache CloudStack 4.17.0.0 documentation

OpenStack和CloudStack都能满足基本的网络需求，对于复杂的网络环境要求，需要结合具体实际业务配置相关的网络设备去实现。

（六）存储

OpenStack
OpenStack的存储分为对象存储和块存储，它们的项目代号分别是Swift（对象存储）、Cinder（块存储）。

Cinder用于为Nova虚拟机、Ironic裸机主机、容器等提供卷。

Swift是一个高度可用、分布式、最终一致的对象/blob存储。可以使用对象存储API创建、修改和获取对象和元数据，该API被实现为一组具象状态传输(REST)Web 服务。

详情查看
OpenStack Block Storage (Cinder) documentation — cinder 20.0.1.dev11 documentation 块存储
Object Storage API overview — Swift 2.29.2.dev3 documentation 对象存储

CloudStack
CloudStack分为主存储和二级存储。

主存储与集群相关联，它为在该集群中的主机上运行的所有VM存储虚拟磁盘。在KVM或VMware上，可以按区域配置主存储。
可以将多个主存储服务器添加到集群或区域。至少需要一个。它通常位于主机附近以提高性能。CloudStack管理客户虚拟磁盘到特定主存储设备的分配。

二级存储主要存储以下内容：
模板 - 可用于引导VM的操作系统映像，并且可以包含其他配置信息，例如已安装的应用程序
ISO 映像 — 包含操作系统数据或可启动媒体的磁盘映像
磁盘卷快照 — 保存的VM数据副本，可用于数据恢复或创建新模板
二级存储中的项目对二级存储范围内的所有主机都是可用的，二级存储范围可以按zone或region来定义。

详情查看
What is Apache CloudStack? — Apache CloudStack 4.17.0.0 documentation#about-primary-storage 主存储
What is Apache CloudStack? — Apache CloudStack 4.17.0.0 documentation#about-secondary-storage 二级存储

（七）流行性

据Statista称，OpenStack 是最受欢迎的开源云平台，近年来其采用率稳步增长。截至 2020 年，30% 的受访者确认他们在生产中使用 OpenStack。

来源：• Statista - The Statistics Portal for Market Data, Market Research and Market Studies

Google搜索文档结果数 （截止2022-06-23）
- OpenStack : 15,700,000
- CloudStack : 1,090,000

百度搜索文档结果数 （截止2022-06-23）
- OpenStack : 94,800,000
- CloudStack : 3,840,000

github 星数

- OpenStack :4.4k
- CloudStack : 1.2k

（八）整体对比

四、最后的看法

（一）总的看法

总的来说，不论是构建公有云还是私有云或者混合云，如果处在前期的摸爬滚打阶段，可能cloudstack更适合一些，因为cloudstack产品相对更加成熟，部署起来更简单、快速，能让我们更快速的学习云计算IaaS层的基础公共的知识及积累经验。如果已经具备云计算相关的基础经验，想做更具规模化及定制化的云，OpenStack可能更适合。当然不管选择哪一种工具做定制化，团队开发能力、经济效益都是要考虑进去的。当然，有雄厚实力及雄心壮志的团队，也可以借鉴这些开源软件的架构，尝试自研。

如果我们要建云，需要结合自身的技术实力、未来的发展方向、规模。更重要的是明白建云的目的，它能否解决当下的关键问题，达成最终的目标。

（二）关于产品成熟度的一些看法

我认为成熟度要没有绝对的好与坏。对于软件来说，如果它够成熟，至少在一定范围或者一段时间内，使用起来能规避那些常见的问题,满足基本要求。
但是，也正因为它成熟，在架构或者一些核心模块上已经定型了，可能在应对未知的变化时，没那么的灵活，可能会花更多的功夫。成熟度低，说明其处在发展阶段，有很多需要完善的地方，可能不够稳定（可能上一个版本的特性，在下一版本已经不在了）。从另一方面说，是什么导致它不成熟呢？有没有一种可能，当业务，市场不断发生变化，使得产品本身对成熟度的定义也发生了变化。换句话说，把自己的目标又抬高了。

网上有说OpenStack成熟度不够高，我在想，它从2010年开始到2022年，也有12年了，依然在不断发版本，这应该算好事吧，说明软件一直保持生长的活力。所以，在使用软件成熟度作为决策标准的时候，还得结合场景等其他维度综合考虑。

（三）网上的一些评价说法

1.CloudStack 主要推荐给小型云服务提供商或中小型企业。OpenStack 也可以被中小型公司使用，但它需要一支技术娴熟的开发人员团队，因此对于企业来说，这将是更好的软件。这两种产品都在不断发展。CloudStack 为存储和网络提供了一系列选项。

2.如果公司是偏向于项目集成的，并不想在底层做太多的投入，只希望有一个稳定的底层，自己根据用户的业务场景进行二次开发，那么CloudStack 很适合你。CloudStack的底层功能已经做的很完善了，目前CloudStack的落地项目很多，功能和稳定性上更适合商用。国内的公司只需要做一些界面的开发，结合客户的业务做一些定制即可。相对来说，开发难度低很多。国内的java程序员要比python程序员多很多，招人也方便。

3. OpenStack在市场宣传、影响力方面远胜过CloudStack，支持伙伴、社区开发人数及讨论话题数、活跃程度等也高于CloudStack，但CloudStack的平台成熟度要优于OpenStack，CloudStack的用户体验及安装容易度也都比OpenStack要好，并已在更具生产实际的环境中得到了充分验证，而OpenStack到目前为止则更像是仍处于研发阶段难以称为“成熟的产品化的IT产品”。

4.现在不管国内国外，主流公有云厂商的底座，都可以说是自研的。当然各个厂商自研的程度有区别，有的是从OpenStack某个版本切出来开始自己改，有的是借用了OpenStack某些模块，有的只是借鉴了OpenStack的设计思想，毕竟OpenStack作为开源云计算系统的标杆性项目，架构设计理念虽然不及Kubernetes，但也是云计算领域的佼佼者了。