Cloud Foundry：主要组件介绍

2017-03-13

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Cloud Foundry

Cloud Foundry（以下称为cf）是PaaS中的一种，其提供抽象IaaS提供平台服务。可以用一句话总结cf的特性：“这是我的代码，给我在云平台上跑。不要告诉我其他细节上的问题。”

Here is my source code, run it one the cloud platform for me. I do not care how.

为了实现与IaaS的解耦，cf并不直接与IaaS交互，而是通过扩展运行的集群环境中的service和DEA组件（新版本由Diego替代），实现动态扩展和管理。cf的组件众多，下面依据《Cloud Foundry: The Definitive Guide》以及官方文档介绍cf主要的功能组件。

cf_architecture_block

Routing

Router（路由）主要包括：GoRouter、TCPRouter、External Load Balancer。所有基于http的流量首先从外部负载均衡（External Load Balancer）进入，然后负载均衡再将请求指向GoRouter。

(Go)Router起到反向代理的功能，将所有来路HTTP流量指路到合适的组件（比如Cloud Controller、运行在Diego cell上的应用）。路由采用round-robin的方式将请求发送给后续组件。并且路由还会周期性地向Diego BBS（Bulletin Board System）查询每个应用当前运行的cells、containers，以便维护自身的路由表。路由表以cell’s IP以及host-side port for the cell’s containers 的形式构成。

Auth and User Management

cf使用UAA组件（user account and authentication）作为安全验证组件，其管理开发者、客户、应用的访问和身份验证。

OAuth2 authorization（授权访问）：请求获取资源时通过访问凭证（tokens）进行授权
authentication（身份认证）：使用凭证（credentials）对用户身份存储和管理。
SSO：单点登录
endpoint manager：端点管理

此外，用户身份存储还分为：内部存储和外部存储并通过LDAP、SAML访问。

App LifeCycle and System State

应用生命周期以及系统状态管理是Cloud Controller组件（以下简称cc）的功能。

cc services

cc对开发者暴露REST API以提供应用的部署功能（代替原来的DEA，Droplet Execution Agent）。当用户向cf提交应用后，cc会通过CC-Brige连接Diego Brain。Diego Brain会协助Diego cells进行软件的stage（部署到类生产环节环境）和run。

cc会使用两个组件进行系统状态的存储：一个是Blobstore，一个是ccdb（Cloud Controller Database）。

Blobstore用来存储大型二进制文件，例如：

源码包
资源文件
buildpacks
Droplets（pack + staging） and other container images

而ccdb存储cc的元数据。

此外还有提一下cc的监控同步组件。在cf中的任务分为Tasks（一次性）和LRP（Long Running Processes，长期执行）的概。对于LRP，我们需要依据用户调用所设置的实例数量，实时管理应用实例。

监控和同步的组件有nsync, BBS, and Cell Reps，进行持续监控状态并reconcile app（代替原来的HM9000组件）。

nsync：收到cc消息，更新DesiredLRP
bbs：launch or kill 实例，将ActualLRP匹配DesiredLRP
cell rep：监控容器并提供AcutalLRP

App exec

cf中执行应用和tasks的组件为上面提及的Diego。Diego的意思是用go语言实现的DEA组件，可以说是cf的弹性运行时（elastic runtime）子系统，位于cf的核心。提供应用或者tasks的制定、编排和布局（scheduling、orchestration and placement）。

Garden是cf的容器（container）管理API。

Messaging

消息通讯走的是http或者https协议。有两个组件进行消息的存储。

一个是consul：存储长期存活的；另一个是上述监控同步使用的BBS（Bulletin Board System），存储的是实时更新的应用状态数据。

系统的路由触发器组件依然使用NATS Message Bus传输，用来广播最新的路由表。

Metrics and Logging

将系统组件的性能指标、应用日志聚合在一起的组件，名叫Loggregator（log aggregator）。Loggregator通过每个vm上部署的metron agent组件收集指标和日志。

Loggregator内部使用Firehose将日志聚合成结构化、易于使用的格式；使用Nzzle进行监控数据的分析。而Loggegator最后可以通过stream的形式将日志数据发送给开发者。

Others

Stack：拥有rootfs文件系统，与Droplets一起使用；Stack提供Container运行应用需要的文件系统。

Service Brokers：该组件与cc交互，支持第三方或者用户自己开发的服务。