TOSCA（Topology and Orchestration Specification for Cloud Applications）是由OASIS组织制定的云应用拓扑编排规范。通俗地说，就是制定了一个标准，用来描述云平台上应用的拓扑结构。目前支持XML和YAML，Cloudiy的蓝图就是基于这个规范而来。这个规范比较庞大，本文尽量浓缩了TOSCA的YAML版前两章，以便用尽量少的时间了解尽量多的规范内容。
TOSCA的基本概念只有两个：节点（node）和关系（relationship）。节点有许多类型，可以是一台服务器，一个网络，一个计算节点等等。关系描述了节点之间是如何连接的。举个栗子：一个nodejs应用（节点）部署在（关系）名为host的主机（节点）上。节点和关系都可以通过程序来扩展和实现。
目前它的开源实现有OpenStack (Heat-Translator，Tacker，Senlin)，Alien4Cloud，Cloudify等。
首先登场的是广大程序猿和攻城狮们都喜闻乐见的Hello World，但是其实里面并没有Hello World，只是比较简单而已。先看下面这段描述文件：
tosca_definitions_version: tosca_simple_yaml_1_0description: Template for deploying a single server with predefined properties.topology_template: node_templates: my_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: host: properties: num_cpus: 1 disk_size: 10 GB mem_size: 4096 MB os: properties: architecture: x86_64 type: linux distribution: rhel version: 6.5
除了TOSCA的版本tosca_definitions_version和描述信息description以外，就是这个topology_template了。这里我们看到有一个名为my_server的节点，它的类型是tosca.nodes.Compute。这个类型预置了两个capabilities信息，一个是host，定义了硬件信息；另一个是os，定义了操作系统信息。
再看看下面这个描述文件：
topology_template: inputs: cpus: type: integer description: Number of CPUs for the server. constraints: - valid_values: [ 1, 2, 4, 8 ] node_templates: my_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: host: properties: num_cpus: { get_input: cpus } mem_size: 2048 MB disk_size: 10 GB outputs: server_ip: description: The private IP address of the provisioned server. value: { get_attribute: [ my_server, private_address ] }这里的inputs和outputs分别定义了输入和输出。输入的cpus是在1，2，4和8中的一个整数，而输出的server_ip就是my_server这个节点的private_address也就是私有IP地址。另外一点是TOSCA提供了一些内置函数，在上面这个文件中使用了get_input和get_attribute。输入参数可以通过get_input被使用。
第三个描述文件如下：
topology_template: inputs: # 略 node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: root_password: { get_input: my_mysql_rootpw } port: { get_input: my_mysql_port } requirements: - host: db_server db_server: type: tosca.nodes.Compute capabilities: # 略我们看到了一个新的节点类型：tosca.nodes.DBMS.MySQL。这个类型允许接收root_password和port的参数。在requirements里定义了mysql这个节点需要被安装到db_server这个节点上，这就是“关系”。如果只想表明依赖，比如说service_a依赖于service_b，也可以直接用- dependency: service_b来描述。上面文件的拓扑结构如下图：
第四个描述文件如下：
node_templates: my_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL properties: name: { get_input: database_name } user: { get_input: database_user } password: { get_input: database_password } port: { get_input: database_port } artifacts: db_content: file: files/my_db_content.txt type: tosca.artifacts.File requirements: - host: mysql interfaces: Standard: create: implementation: db_create.sh inputs: db_data: { get_artifact: [ SELF, db_content ] } mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: root_password: { get_input: mysql_rootpw } port: { get_input: mysql_port } requirements: - host: db_server db_server: # 略这里的tosca.nodes.Database.MySQL表示一个MySQL数据库的实例。在artifacts的db_content里指定了一个文本文件，而这个文件将被interfaces里的Create所用，为db_create.sh脚本提供数据。Standard表示生命周期，可能会包含configure、start、stop等各种操作，而db_create.sh本身是对tosca.nodes.Database.MySQL提供的默认create操作的一个重写。如下图：
再来看看第五个描述文件：
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress properties: context_root: { get_input: context_root } admin_user: { get_input: wp_admin_username } admin_password: { get_input: wp_admin_password } db_host: { get_attribute: [ db_server, private_address ] } requirements: - host: apache - database_endpoint: wordpress_db interfaces: Standard: inputs: db_host: { get_attribute: [ db_server, private_address ] } db_port: { get_property: [ wordpress_db, port ] } db_name: { get_property: [ wordpress_db, name ] } db_user: { get_property: [ wordpress_db, user ] } db_password: { get_property: [ wordpress_db, password ] } apache: type: tosca.nodes.WebServer.Apache properties: # 略 requirements: - host: web_server web_server: type: tosca.nodes.Compute # 略 wordpress_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL # 略 mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL # 略 db_server: type: tosca.nodes.Compute # 略这个文件描述了一个很常见的拓扑结构：mysql里有一个wordpress_db，运行在db_server上；apache部署了一个wordpress，运行在web_server上。wordpress需要wordpress_db。
第六个描述文件：
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress properties: # 略 requirements: - host: apache - database_endpoint: node: wordpress_db relationship: my.types.WordpressDbConnection wordpress_db: type: tosca.nodes.Database.MySQL properties: # 略 requirements: - host: mysql relationship_templates: my.types.WordpressDbConnection: type: ConnectsTo interfaces: Configure: pre_configure_source: scripts/wp_db_configure.sh
这里的关注点是relationship里的my.types.WordpressDbConnection。这是一个自定义的关系，在文件的下半部分描述了详细定义。它实际上是一个ConnectsTo类型，为pre_configure_source操作提供了一个自定义脚本。这个定义也可以单独提出一个文件，就像下面这样：
tosca_definitions_version: tosca_simple_yaml_1_0description: Definition of custom WordpressDbConnection relationship typerelationship_types: my.types.WordpressDbConnection: derived_from: tosca.relationships.ConnectsTo interfaces: Configure: pre_configure_source: scripts/wp_db_configure.sh
再看一个描述文件：
node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: # 略 requirements: - host: node_filter: capabilities: - host: properties: - num_cpus: { in_range: [ 1, 4 ] } - mem_size: { greater_or_equal: 2 GB } - os: properties: - architecture: { equal: x86_64 } - type: linux - distribution: ubuntu需要关注的是node_filter。这里并没有指定mysql在哪个节点上启动，但是指定了一些节点信息，只有符合的节点才能够启动它。也可以抽出来做个模板：
node_templates: mysql: type: tosca.nodes.DBMS.MySQL properties: # 略 requirements: - host: mysql_compute mysql_compute: type: Compute node_filter: capabilities: - host: properties: num_cpus: { equal: 2 } mem_size: { greater_or_equal: 2 GB } - os: properties: architecture: { equal: x86_64 } type: linux distribution: ubuntu数据库也可以使用：
node_templates: my_app: type: my.types.MyApplication properties: admin_user: { get_input: admin_username } admin_password: { get_input: admin_password } db_endpoint_url: { get_property: [SELF, database_endpoint, url_path ] } requirements: - database_endpoint: node: my.types.nodes.MyDatabase node_filter: properties: - db_version: { greater_or_equal: 5.5 }上面指定了数据库的版本。也可以抽出来做个模板：
node_templates: my_app: type: my.types.MyApplication properties: admin_user: { get_input: admin_username } admin_password: { get_input: admin_password } db_endpoint_url: { get_property: [SELF, database_endpoint, url_path ] } requirements: - database_endpoint: my_abstract_database my_abstract_database: type: my.types.nodes.MyDatabase properties: - db_version: { greater_or_equal: 5.5 }再看一个描述文件：
node_templates: web_app: type: tosca.nodes.WebApplication.MyWebApp requirements: - host: web_server - database_endpoint: db web_server: type: tosca.nodes.WebServer requirements: - host: server server: type: tosca.nodes.Compute # 略 db: # 这是一个抽象节点 type: tosca.nodes.Database properties: user: my_db_user password: secret name: my_db_name
这里的db是一个抽象节点，可以被下面的描述文件所替换：
topology_template: inputs: db_user: type: string # 略 substitution_mappings: node_type: tosca.nodes.Database capabilities: database_endpoint: [ database, database_endpoint ] node_templates: database: type: tosca.nodes.Database properties: user: { get_input: db_user } # 略 requirements: - host: dbms dbms: type: tosca.nodes.DBMS # 略 server: type: tosca.nodes.Compute # 略这里的database_endpoint是由database节点提供的database_endpoint。两个文件联系起来看，表明了上面的web_app不需要管db是什么样子的，有什么拓扑结构，它关心的只是database_endpoint。而下面由database、dbms和server三个节点组成的模板正好可以提供database_endpoint，从而替换掉db这个抽象节点。另外，这样的替换也支持嵌套。
再看一个描述文件：
node_templates: apache: type: tosca.nodes.WebServer.Apache properties: # 略 requirements: - host: server server: type: tosca.nodes.Compute # 略 groups: webserver_group: type: tosca.groups.Root members: [ apache, server ] policies: - my_anti_collocation_policy: type: my.policies.anticolocateion targets: [ webserver_group ] # 可以一起处理
这个例子表明了apache和server应该是一组的关系。这样它们就可以一起被处理，比如说伸缩。
下面这个描述文件使用了宏来避免重复：
dsl_definitions: my_compute_node_props: &my_compute_node_props disk_size: 10 GB num_cpus: 1 mem_size: 2 GBtopology_template: node_templates: my_server: type: Compute capabilities: - host: properties: *my_compute_node_props my_database: type: Compute capabilities: - host: properties: *my_compute_node_props
先看一个描述文件：
node_templates: wordpress: type: tosca.nodes.WebApplication.WordPress requirements: - database_endpoint: mysql_database interfaces: Standard: inputs: wp_db_port: { get_property: [ SELF, database_endpoint, port ] } configure: implementation: wordpress_configure.sh inputs: wp_db_port: { get_property: [ SELF, database_endpoint, port ] }这个例子有两个inputs，前者指的是为所有操作都声明一个变量，后者指的是为configure这个操作声明一个变量。再看下一个文件：
node_templates: frontend: type: MyTypes.SomeNodeType attributes: url: { get_operation_output: [ SELF, Standard, create, generated_url ] } interfaces: Standard: create: implementation: scripts/frontend/create.sh configure: implementation: scripts/frontend/configure.sh inputs: data_dir: { get_operation_output: [ SELF, Standard, create, data_dir ] }在这个例子里有两个get_operation_output，前者指的是将create操作的环境变量generated_url设置到url里，后者是将data_dir传递给configure操作。
最后一个描述文件：
node_types: ServerNode: derived_from: SoftwareComponent properties: notification_port: type: integer capabilities: # 略 ClientNode: derived_from: SoftwareComponent properties: # 略 requirements: - server: capability: Endpoint node: ServerNode relationship: ConnectsTotopology_template: node_templates: my_server: type: ServerNode properties: notification_port: 8000 my_client: type: ClientNode requirements: - server: node: my_server relationship: my_connection relationship_templates: my_connection: type: ConnectsTo interfaces: Configure: inputs: targ_notify_port: { get_attribute: [ TARGET, notification_port ] } # 略这个例子里，类型为ClientNode的my_client在my_connection关系的Configure操作上需要notification_port变量。这样的话，当类型为ServerNode的my_server连接过来时，就能取到它的notification_port变量，并设置到targ_notify_port环境变量里。有一点值得注意的是，真实的notification_port可能是8000，也可能不是。所以在这种情况下，不用get_property，而用get_attribute函数。
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