超融合架構(gòu)如何抹平物理硬件差異?
“通過引入OpenStack這一中間層，實現(xiàn)了云平臺統(tǒng)一的管理調(diào)度支配向上交付，解決了業(yè)務(wù)的靈活性問題。但是在抹平下層物理硬件差異的問題上，還不夠徹底。”UnitedStack有云產(chǎn)品副總裁袁冬表示，“OpenStack配合超融合架構(gòu)，就徹底解決了硬件的靈活性問題，很好的實現(xiàn)了通過標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)器和通用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備交付所有資源的目標(biāo)。”
超融合架構(gòu)解決了什么問題?
與傳統(tǒng)架構(gòu)相比，超融合架構(gòu)***的特點是所有節(jié)點的硬件是完全對等的。這樣帶來的好處是性能上實現(xiàn)線性擴(kuò)展，服務(wù)能夠持續(xù)更新。“除了IT資源的數(shù)量上的變化，更重要的是在業(yè)務(wù)增長的過程中，要求資源的形式也會發(fā)生變化。”袁冬說，“在這種情況下，超融合架構(gòu)的價值會得到更大體現(xiàn)。” 通過超融合架構(gòu)抹平所有物理硬件之間的差異之后，用戶就可以從必須關(guān)注每一臺物理設(shè)備變?yōu)橹恍枰谔摂M機(jī)出問題的時候，中止問題虛機(jī)新建虛機(jī)就可以了。
OpenStack聯(lián)合超融合架構(gòu)，好處歸結(jié)起來有三點：開源、開放、低成本。因為采用開源軟件、通用硬件、第三方廠商，可以讓用戶對系統(tǒng)取得更大的自主可控能力;同時在采購成本、運維成本和替換成本方面都優(yōu)于傳統(tǒng)IT架構(gòu);但是在實施周期、擴(kuò)容周期和更新周期等時間成本方面卻要優(yōu)于傳統(tǒng)架構(gòu)。
統(tǒng)一存儲帶來的驚喜
當(dāng)通用硬件成為基本選擇的時候，軟件就變成系統(tǒng)差異的核心。比如，UnitedStack有云通過兩年多的時間，打磨出一套由操作系統(tǒng)CentOS、計算KVM、存儲Ceph、網(wǎng)絡(luò)Neutron+OVS，以及Puppet自動化部署的系統(tǒng)——UOS云平臺。
每一個技術(shù)的選擇與應(yīng)用，都經(jīng)過了UnitedStack有云的思考和優(yōu)化。以統(tǒng)一存儲為例，通過將Ceph統(tǒng)一作為Nova/Glance/Cinder的存儲后端，基于COW的卷創(chuàng)建和快照操作，實現(xiàn)了虛機(jī)的秒級創(chuàng)建。同時提供全SSD的Ceph存儲，以及1毫秒延遲的極速性能。統(tǒng)一存儲池方面，忽略QoS，單個虛擬硬盤的***IOPS(每秒進(jìn)行讀寫操作的次數(shù))可達(dá) 50,000，吞吐率可達(dá) 1000MB/s。而且這樣的IOPS并非是在主機(jī)做緩存，而是直接使用本地硬盤，真實落地到三個機(jī)柜存儲環(huán)境的。
通過SDN構(gòu)建完整網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
SDN正在重新定義網(wǎng)絡(luò)，在UnitedStack有云的SDN方案中，有兩種實現(xiàn)途徑。
1、初級方案
這種方案中，所有節(jié)點不是全部是對等的，而是分為計算節(jié)點和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。其中網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有三塊網(wǎng)卡，一塊走存儲、一塊走內(nèi)網(wǎng)、一塊走外網(wǎng)，計算節(jié)點只有兩塊網(wǎng)卡，一塊走存儲，一塊走內(nèi)網(wǎng)。
在這個方案中，所有內(nèi)網(wǎng)化的計算節(jié)點獲得一個VLAN號，外網(wǎng)連接只有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點有，然后由Neutron和OVS控制做路由轉(zhuǎn)換。
2、分布式SDN網(wǎng)絡(luò)
這種方案中，每一個節(jié)點既連接內(nèi)網(wǎng)，也連接外網(wǎng)，都是計算節(jié)點同時也可以作為網(wǎng)絡(luò)輸入節(jié)點，這樣做的好處是沒有任何單點的瓶頸和故障的顧慮。在比較極端的情況下，當(dāng)某一個節(jié)點上的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的時候，這個方案可以把所有網(wǎng)絡(luò)全部遷移到其他節(jié)點上。
初級方案的成本較低，但是分布式SDN網(wǎng)絡(luò)在極端故障情況的處理上更勝一籌。
對于單個節(jié)點來說，一個物理節(jié)點的***層包括內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)兩個網(wǎng)卡，處于中間層的Linux內(nèi)核通過OVS提供路由服務(wù)以及防火墻等功能，上層的Neutron通過二層和三層代理，控制所有內(nèi)核模塊，最終實現(xiàn)控制所有網(wǎng)絡(luò)。
這個架構(gòu)看起來非常簡單，但是幾乎能實現(xiàn)所有可以想見的網(wǎng)絡(luò)方面服務(wù)。這也是OpenStack強(qiáng)大之處。其中，Service VM是UnitedStack有云即將發(fā)布的新功能。Service VM設(shè)計的基礎(chǔ)是很多專業(yè)做防火墻或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的廠商把原來的軟件抽象出來，直接放在云平臺。技術(shù)實現(xiàn)是通過把網(wǎng)絡(luò)做成動態(tài)的方式，實現(xiàn)Service VM的可插拔設(shè)計，根據(jù)業(yè)務(wù)需求動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)路徑。簡單路徑只通過必要的VM，復(fù)雜路徑可以選擇通過多個VM，這些VM可以來自不同廠商的不同應(yīng)用，而這些功能是與他們在專有硬件上沒有任何區(qū)別的。
重點問題：通過隔離解決資源爭搶
“做超融合架構(gòu)最難的或者說最關(guān)鍵的一點解決資源爭搶的問題，也就是應(yīng)用在同一個空間下不能讓打架。”袁冬說，“他們要搶CPU搶網(wǎng)絡(luò)搶內(nèi)存搶硬件怎么辦呢?隔離。”
在UnitedStack有云的超融合架構(gòu)中，實現(xiàn)了多層次的資源隔離，從而確保服務(wù)性能。服務(wù)隔離方面，通過網(wǎng)卡、VLAN實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的隔離，而物理機(jī)上的服務(wù)通過cgroup與物理機(jī)上其他服務(wù)隔離;業(yè)務(wù)隔離方面，基于QEMU的QoS，實現(xiàn)對帶寬和IOPS 進(jìn)行限制，同時IOBrust讓QoS更加符合用戶的實際應(yīng)用場景;故障與業(yè)務(wù)的隔離方面，在故障恢復(fù)過程中優(yōu)先保證數(shù)據(jù)的恢復(fù)，可以通過配置滿足調(diào)整故障恢復(fù)I/O與業(yè)務(wù)I/O的占比。
在這個快速變化的時代，業(yè)務(wù)的數(shù)量和類型也正在快速改變，一個賣點事件就可能爆發(fā)一個業(yè)務(wù)。正因如此，這是一個超融合架構(gòu)受到更多關(guān)注的時代，因為超融合架構(gòu)能夠很好的服務(wù)于業(yè)務(wù)需求的變化，真正實現(xiàn)云計算來支撐業(yè)務(wù)。
