1. 概览
Apache CloudStack 是一个开源的基础设施即服务（IaaS）平台，用于在多种数据中心中统一管理计算、存储和网络资源。它最初由 Cloud.com 开发，后来被 Apache 基金会接纳。CloudStack 支持多种虚拟化平台，包括 KVM、VMware 和 XenServer，提供了简洁的 Web 界面和强大的 API 接口。无论是构建私有云还是公有云，CloudStack 都能提供灵活、可扩展的生产级基础设施。
在本文中，我们将深入了解 Apache CloudStack 的功能，以及它是如何与其他技术协同工作的。
2. Apache CloudStack 是什么？
Apache CloudStack 是一个开源平台，用于自动化部署、管理和配置虚拟化 IT 环境。
✅ 它作为云基础设施的控制中心，协调虚拟机、存储和网络资源，帮助构建可扩展的公有云和私有云。
CloudStack 用 Java 编写，包含一个管理服务器和轻量级代理，代理运行在每个虚拟化主机上，从而高效管理资源。
2.1. 虚拟化支持
CloudStack 的一大优势是其广泛的虚拟化支持：
- KVM
- VMware vSphere
- XenServer
- LXC
这种对多种虚拟化技术和容器的良好兼容性，使其能够适应多种基础设施环境。
2.2. 网络模型
在网络方面，CloudStack 提供两种模型：
- 基础网络（Basic Networking）：使用单一扁平网络，适合简单场景。
- 高级网络（Advanced Networking）：支持 VLAN 划分和与 SDN（如 Nicira NVP）集成。
2.3. 存储管理
CloudStack 将存储分为两个层级：
- 主存储（Primary Storage）：用于管理虚拟机磁盘卷，支持 NFS、iSCSI 等协议。
- 二级存储（Secondary Storage）：用于存放模板、ISO 镜像和快照，支持 NFS、S3、Swift 等后端。
此外，CloudStack 提供了基于 Web 的控制台和 REST 风格的 API，包括 EC2 兼容接口，便于迁移和自动化操作。
2.4. 核心功能
CloudStack 内置负载均衡、故障转移和多区域支持，可管理数以万计的服务器。例如，一家电商公司可以在节假日期间动态扩展虚拟机资源，这种灵活性使其在中小企业和大型企业中都广受欢迎。
2.5. 管理服务器
管理服务器运行在 Apache Tomcat 上，并使用 MySQL 数据库存储数据。
✅ 它负责组织所有操作，包括 IP 分配、虚拟机调度、存储管理、用户权限控制等。
在高可用场景中，可以通过负载均衡部署多个管理服务器。
2.6. 架构层级
CloudStack 的基础设施采用层级结构管理：
- Region（区域）：最高级别。
- Zone（区域）：代表物理数据中心，用于灾备和故障隔离。
- Pod（机架组）：由多个服务器机架组成，包含 Cluster。
- Cluster（集群）：运行相同虚拟化平台的主机集合，共享主存储，支持热迁移。
- Host（主机）：运行虚拟机的物理服务器。
这种结构使得分散的硬件资源可以被统一组织为逻辑单元。
3. 安装与配置
初次部署 Apache CloudStack 可能看起来有些复杂，但只要准备充分，过程是可控的。虽然完整的生产环境部署较为复杂，但对于测试或小型部署，可以参考官方快速安装指南进行简化设置。
3.1. 环境与需求
我们通常选择 Rocky Linux、AlmaLinux 或 Oracle Linux 等稳定发行版作为部署环境。
✅ 至少需要一个管理服务器和一个或多个虚拟化主机。
推荐使用 KVM，因为它广泛支持且易于配置。同时，服务器必须支持硬件虚拟化。
安装前先升级系统：
$ dnf -y upgrade
3.2. 网络配置
在安装 CloudStack 之前，需要配置静态 IP 并确保系统时间同步。
配置网络桥接：
$ nmcli connection add type bridge con-name cloudbr0 ifname cloudbr0
$ nmcli connection modify eth0 master cloudbr0
$ nmcli connection up eth0
$ nmcli connection modify cloudbr0 ipv4.addresses '172.16.10.2/24' ipv4.gateway '172.16.10.1' ipv4.dns '8.8.8.8' ipv4.method manual && nmcli connection up cloudbr0
⚠️ 设置主机名：
$ hostname --fqdn
$ hostnamectl set-hostname server.local --static
重启后生效：
$ reboot
SELinux 推荐设为 enforcing，但为了简化演示，我们设为 permissive：
$ setenforce 0
修改配置文件以持久化设置：
SELINUX=permissive
SELINUXTYPE=targeted
3.3. 时间同步
使用 chrony 进行时间同步：
$ dnf -y install chrony
$ systemctl enable chronyd
$ systemctl start chronyd
3.4. 存储配置
使用 NFS 配置主存储和二级存储：
安装 nfs-utils：
$ dnf -y install nfs-utils
配置 NFS 共享：
$ cat /etc/exports
/export/secondary (rw,async,no_root_squash,no_subtree_check)
/export/primary (rw,async,no_root_squash,no_subtree_check)
创建目录：
$ mkdir -p /export/primary
$ mkdir /export/secondary
修改 domain 设置：
Domain = local
关闭防火墙以便测试：
$ systemctl stop firewalld
$ systemctl disable firewalld
启动 NFS 服务：
$ systemctl enable rpcbind
$ systemctl enable nfs-server
$ systemctl start rpcbind
$ systemctl start nfs-server
3.5. 数据库配置
安装 MySQL：
$ dnf -y install mysql-server
配置数据库参数：
innodb_rollback_on_timeout=1
innodb_lock_wait_timeout=600
max_connections=350
log-bin=mysql-bin
binlog-format = 'ROW'
启动并启用 MySQL：
$ systemctl enable mysqld
$ systemctl start mysqld
3.6. CloudStack 安装与配置
添加 CloudStack 仓库：
$ cat /etc/yum.repos.d/cloudstack.repo
[cloudstack]
name=cloudstack
baseurl=http://download.cloudstack.org/centos/$releasever/4.20/
enabled=1
gpgcheck=0
安装管理组件：
$ dnf -y install cloudstack-management
初始化数据库：
$ cloudstack-setup-databases cloud:password@localhost --deploy-as=root
配置管理服务器：
$ cloudstack-setup-management
安装系统模板：
$ /usr/share/cloudstack-common/scripts/storage/secondary/cloud-install-sys-tmplt \
-m /export/secondary -u http://download.cloudstack.org/systemvm/4.20/systemvmtemplate-4.20.1-x86_64-kvm.qcow2.bz2 -h kvm -F
3.7. KVM 配置与验证
安装 KVM agent：
$ dnf -y install cloudstack-agent
配置 QEMU 和 libvirt：
编辑 qemu.conf：
vnc_listen=0.0.0.0
编辑 libvirtd.conf：
listen_tls = 0
listen_tcp = 1
tcp_port = "16509"
auth_tcp = "none"
mdns_adv = 0
启用 TCP 监听：
LIBVIRTD_ARGS="--listen"
重启服务：
$ systemctl restart libvirtd
3.8. 复杂部署建议
以上仅是基础部署，实际生产环境需考虑多节点、高可用、灾备等复杂场景。
推荐参考 Apache CloudStack 官方安装指南 获取详细指导。
4. 使用场景
许多组织使用 Apache CloudStack 构建云基础设施。例如：
CloudINFra 公司使用 CloudStack 管理基于 KVM 和 Ceph RBD 的大规模私有云。
CloudStack 原生支持 Ceph，实现了高效、可扩展的存储配置，无需额外插件。
✅ 该架构支持高并发负载，确保多个可用区之间的数据冗余和容错能力。
利用 CloudStack 的高级网络功能，CloudINFra 实现了租户隔离、动态 IP 分配和虚拟路由服务。
结合 Ansible 和 CloudStack REST API，实现基础设施的自动化部署。
5. 总结
Apache CloudStack 是一个成熟、可投入生产的云管理平台。
✅ 它支持多种虚拟化平台、高级网络配置和强大的存储管理功能，具备高度灵活性和可扩展性。
无论是构建测试环境还是全球数据中心，CloudStack 都能提供统一、高效的管理能力，而无需增加复杂性。