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作者：方禮        

騫云科技創(chuàng)始人兼CEO，有逾15年的企業(yè)軟件研發(fā)和管理經(jīng)驗(yàn)。作為云計(jì)算全球行業(yè)專家，在云計(jì)算、虛擬化有深厚的技術(shù)積累。曾任全球領(lǐng)先云計(jì)算公司VMware中國云管理事業(yè)部研發(fā)負(fù)責(zé)人，主導(dǎo)了多款云計(jì)算產(chǎn)品的全球研發(fā)。也曾在EMC/HP等跨國企業(yè)擔(dān)任研發(fā)管理職務(wù)及國內(nèi)上市公司技術(shù)總監(jiān)。

云計(jì)算在快速發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型也在倒逼企業(yè)采用越來越先進(jìn)的IT技術(shù)來支持其業(yè)務(wù)的發(fā)展。兩方面的共同發(fā)展過程中，企業(yè)所需要管理的云服務(wù)對象正發(fā)生著如下巨大變化。

1、從簡單的以虛擬機(jī)為核心到各種類型的計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)，存儲；進(jìn)一步發(fā)展成為使用 “公有云上的成百上千的服務(wù)”

2、云資源涵蓋的軟件，從傳統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件，到分布式，微服務(wù)等

3、數(shù)據(jù)中心從分散機(jī)房 到 集中化 再到多云多中心

為了適應(yīng)變化，更好的管理這些日益多樣化，日益復(fù)雜的云資源云服務(wù)，我們需要構(gòu)建統(tǒng)一的開放的模型來描述IaaS，PaaS和SaaS資源。

本文詳細(xì)介紹了 “構(gòu)建組件化的云服務(wù)模型“ 的重要價值，解釋TOSCA云服務(wù)建模標(biāo)準(zhǔn)是什么以及TOSCA的主要特點(diǎn)，最后簡單描述騫云SmartCMP云管產(chǎn)品是如何支持TOSCA的。

一、TOSCA對象模型簡介

TOSCA是什么

云應(yīng)用拓?fù)浜途幣乓?guī)范（Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications，簡稱TOSCA）是一種用于描述在云計(jì)算平臺上的服務(wù)和應(yīng)用程序以及它們之間的關(guān)系和依賴性的語言規(guī)范。TOSCA可以描述云計(jì)算服務(wù)及其組件，并記錄這些組件的組織方式以及使用或修改這些組件和服務(wù)所需的編排流程。這為管理員提供了一種管理云應(yīng)用程序和服務(wù)的通用方法，從而使這些應(yīng)用程序和服務(wù)可以跨不同云供應(yīng)商的平臺進(jìn)行移植。

TOSCA開放標(biāo)準(zhǔn)得到結(jié)構(gòu)化信息標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)組織（OASIS）的支持。OASIS TOSCA技術(shù)委員會于2014年1月批準(zhǔn)了TOSCA 1.0作為標(biāo)準(zhǔn)。TOSCA語言規(guī)范仍在不斷完善，該委員會正在推進(jìn)針對YAML v1.0的TOSCA簡單配置文件，并擴(kuò)展了對容器的支持，負(fù)載平衡，擴(kuò)展，監(jiān)視，網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化以及其他軟件定義的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。

對于云和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，TOSCA的真正意圖是提出一種可以在各種管理和業(yè)務(wù)流程技術(shù)中使用的通用信息模型。遺憾的是，關(guān)于統(tǒng)一信息模型的設(shè)計(jì)往往非常有挑戰(zhàn)，具體原因包括：模型的開發(fā)設(shè)計(jì)不希望與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)有太大的差異；不同的標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)組織（SDO）使用不同的建模理念；各自平臺都希望采用自己專有模型來描述。由此，TOSCA應(yīng)運(yùn)而生來面對以上挑戰(zhàn)。

1、TOSCA構(gòu)建了一套通用的編排和管理工具，以相似的方式處理各種模型。( 盡管這不會立即產(chǎn)生統(tǒng)一的模型，但會產(chǎn)生統(tǒng)一的建模抽象，并在此基礎(chǔ)上重構(gòu)現(xiàn)有模型，并且使用通用工具也可能會更容易從特定領(lǐng)域的模型中提取這些共同特征。)

2、TOSCA對象模型具有足夠的通用性，可以在各種建模領(lǐng)域中使用。同時，它強(qiáng)制執(zhí)行少量非常強(qiáng)大的抽象，這些抽象可以提供對日益增長的云服務(wù)類型和組合的建�；�礎(chǔ)。

TOSCA的發(fā)展現(xiàn)狀：TOSCA是為模型驅(qū)動的業(yè)務(wù)流程而設(shè)計(jì)的，TOSCA規(guī)范幾乎只專注于該語言的語法，TOSCA建模抽象尚未得到廣泛理解。希望通過本文內(nèi)容的介紹，讀者可以更清楚地理解TOSCA的對象模型。

作為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的云服務(wù)描述語言，TOSCA對象模型具有非常強(qiáng)大的以下幾個特點(diǎn)。

1、建模結(jié)構(gòu)圖形化

1、TOSCA使用圖作為服務(wù)的核心建模結(jié)構(gòu). TOSCA服務(wù)被建模為拓?fù)鋱D，該拓?fù)鋱D由一組節(jié)點(diǎn)以及這些節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系組成。節(jié)點(diǎn)是服務(wù)圖中的頂點(diǎn)，關(guān)系是圖中的邊。

2、TOSCA節(jié)點(diǎn)故意盡可能地通用。節(jié)點(diǎn)本質(zhì)上不過是命名屬性及其關(guān)聯(lián)值的集合。節(jié)點(diǎn)被命名，并使用節(jié)點(diǎn)類型進(jìn)行標(biāo)記（稍后會詳細(xì)介紹）。

3、關(guān)系是TOSCA圖中的一流實(shí)體。就像節(jié)點(diǎn)一樣，關(guān)系具有屬性，標(biāo)簽和名稱。

下圖顯示了基本的TOSCA圖形元素的框架圖。

使用圖作為基本建模結(jié)構(gòu)可以使TOSCA完全獨(dú)立于行業(yè)屬性。使用節(jié)點(diǎn)和關(guān)系中的類型字段來引入節(jié)點(diǎn)和關(guān)系的任何特定域的含義。 TOSCA類型提供了規(guī)范，這些規(guī)范限制了可以與特定節(jié)點(diǎn)和關(guān)系相關(guān)聯(lián)的屬性類型（及其值）。

使用圖作為基本的建模構(gòu)造，并使用類型作為規(guī)范機(jī)制，使TOSCA成為靈活的通用基礎(chǔ)，可以為各種應(yīng)用程序領(lǐng)域建模。

2、采用組件模式

任何IT基礎(chǔ)設(shè)施的建模都必須解決如何對大型系統(tǒng)進(jìn)行分解，由較小的構(gòu)建塊組成復(fù)雜的的模型。當(dāng)前，在軟件行業(yè)中，有兩種流行的模式來完成復(fù)雜系統(tǒng)的建模：

1、原子/復(fù)合模式

使用這種模式，系統(tǒng)被建模為組件的集合，其中每個組件都被明確定義為原子的或復(fù)合的。

2、組件模式

使用這種模式，系統(tǒng)也像以前一樣被建模為組件的集合。但是，該模型不會嘗試進(jìn)一步指定組件是原子組件還是復(fù)合組件，并且組件本身也不會進(jìn)一步對其內(nèi)部組成進(jìn)行建模。業(yè)界正在將組件模式作為唯一一種具有足夠靈活性以適應(yīng)各種組合方案的模式，因?yàn)檫@個模式更加靈活（類比一下，現(xiàn)實(shí)世界，即使原子也是可以分解的，只取決于是否有必要去分解）。

TOSCA通過其替換映射功能實(shí)現(xiàn)組件模式，也就是具體如下圖所示：

 3、統(tǒng)一運(yùn)行，編排和設(shè)計(jì)時間

TOSCA的編排引擎和管理工具在整個云服務(wù)生命周期中使用統(tǒng)一模型，實(shí)現(xiàn)模型編排、系統(tǒng)運(yùn)行和組件設(shè)計(jì)，在時間上的統(tǒng)一，統(tǒng)一的模型具體包括以下幾點(diǎn)：

1、模型用于表示系統(tǒng)的運(yùn)行時狀態(tài)，也可用于該系統(tǒng)的運(yùn)營管理。

2、模型可用作表示（模型驅(qū)動的）編排過程的預(yù)期結(jié)果的意圖模型。

3、 模型可以在設(shè)計(jì)時來創(chuàng)建可重用的服務(wù)組件。

二、SmartCMP如何支持TOSCA規(guī)范

TOSCA本身是一個語言規(guī)范，本身不提供任何實(shí)現(xiàn)功能。騫云SmartCMP作為從產(chǎn)品設(shè)計(jì)初始，就采用TOSCA作為云服務(wù)描述語言，提供了業(yè)界對TOSCA最完美的支持。SmartCMP對TOSCA的支持也包括如下核心功能

1、云組件 – 對應(yīng)TOSCA的Node

在最新的版本里面，平臺將之前軟件組件擴(kuò)展成為任意云組件，進(jìn)一步完善了對TOSCA的模型支持能力。

云組件的核心目標(biāo)有如下幾點(diǎn)。

1、 用戶可以非常方便的添加任意云資源類型，包括IaaS，PaaS，SaaS等。更好的支持SmartCMP構(gòu)建XaaS的能力。

2、 用戶可以非常方便的擴(kuò)充現(xiàn)有云資源類型的能力，包括添加組件額外的屬性，額外的操作，操作的UI交互等。

TOSCA的組件是基于面向?qū)ο蟮模�所�?strong>SmartCMP的云組件也一樣。平臺的組件也同意支持面向?qū)ο蟮暮诵哪芰Γ�包�?/span>

1、對象類型定義，包括私有屬性，操作

2、 繼承關(guān)系

3、 多態(tài)

4、 覆蓋

有了這樣的類型定義，平臺還需要提供類型的接口實(shí)現(xiàn)。如果熟悉十多年前的面向組件的編程的同學(xué)，可能還記得COM，CORBA等組件技術(shù)，都可以支持多語言。SmartCMP也類似，平臺原生提供了各種腳本和編程語言支持，包括Shell，Python，PowerShell，Ansible，Terraform等。

2、服務(wù)藍(lán)圖 – 對應(yīng)TOSCA的Topology

服務(wù)藍(lán)圖目前已經(jīng)是面向服務(wù)，面向應(yīng)用的云管理平臺的核心能力之一。通過基于TOSCA的藍(lán)圖，我們可以構(gòu)建一個面向目標(biāo)的編排引擎，也就是我們畫出來什么，最后就出來部署出來什么，變更出來什么。市場更多的是基于流程的編排，用戶需要自己定義每一步需要做什么，該怎么做。

3、服務(wù)部署 –TOSCA模型的運(yùn)行時狀態(tài)和操作

SmartCMP是通過服務(wù)部署來展現(xiàn)一個TOSCA服務(wù)的運(yùn)行時態(tài)實(shí)例的，也是基于TOSCA的組件操作來實(shí)現(xiàn)變更。下圖展現(xiàn)了一個簡單的運(yùn)行時態(tài)服務(wù)和對接節(jié)點(diǎn)所支持的操作。

三、總結(jié)

本文介紹了TOSCA的對象模型，探討了TOSCA對象模型在云管理領(lǐng)域的價值。隨著云計(jì)算的持續(xù)發(fā)展，靈活的模型定義將越來越重要。本文也簡單介紹了騫云SmartCMP對TOSCA的支持。基于TOSCA標(biāo)準(zhǔn)，SmartCMP實(shí)現(xiàn)了對任意應(yīng)用，任意云服務(wù)的建模，部署和管理。

關(guān)于騫云

騫云科技是一家全球領(lǐng)先的云管理軟件及服務(wù)提供商。公司有著強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，致力提升企業(yè)的IT管理水平。我們的旗艦產(chǎn)品SmartCMP，憑借先進(jìn)的產(chǎn)品理念和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，幫助越來越多的客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

我們幫助企業(yè)客戶構(gòu)建統(tǒng)一的，高度自動化的“云服務(wù)+云運(yùn)維+云運(yùn)營”三位一體的IT服務(wù)中臺，實(shí)現(xiàn)云資源管理閉環(huán)。SmartCMP平臺連接超過40多種云資源，通過強(qiáng)大的藍(lán)圖編排、組件建模能力，為企業(yè)IT提供從部署、分析、監(jiān)控到優(yōu)化的完整高效管控體驗(yàn)。迄今為止，騫云科技已服務(wù)超過100家金融、政府、能源、醫(yī)療、高端制造、互聯(lián)網(wǎng)等各行業(yè)的客戶。

騫云科技，專注云管理，幫助企業(yè)釋放云上生產(chǎn)力。