奔跑吧，OpenStack現場分享：超融合架構如何抹平物理硬件差別？

轉自：https://www.ustack.com/blog/moping/

「經過引入OpenStack這一中間層，實現了雲平臺統一的管理調度支配向上交付，解決了業務的靈活性問題。可是在抹平下層物理硬件差別的問題上，還不夠完全。」UnitedStack有云產品副總裁袁冬表示，「OpenStack配合超融合架構，就完全解決了硬件的靈活性問題，很好的實現了經過標準的服務器和通用網絡設備交付全部資源的目標。」

 

超融合架構解決了什麼問題？

與傳統架構相比，超融合架構最大的特色是全部節點的硬件是徹底對等的。這樣帶來的好處是性能上實現線性擴展，服務可以持續更新。「除了IT資源的數量上的變化，更重要的是在業務增加的過程當中，要求資源的形式也會發生變化。」袁冬說，「在這種狀況下，超融合架構的價值會獲得更大致現。」經過超融合架構抹平全部物理硬件之間的差別以後，用戶就能夠從必須關注每一臺物理設備變爲只須要在虛擬機出問題的時候，停止問題虛機新建虛機就能夠了。

OpenStack聯合超融合架構，好處歸結起來有三點：開源、開放、低成本。由於採用開源軟件、通用硬件、第三方廠商，可讓用戶對系統取得更大的自主可控能力；同時在採購成本、運維成本和替換成本方面都優於傳統IT架構；可是在實施週期、擴容週期和更新週期等時間成本方面卻要優於傳統架構。

統一存儲帶來的驚喜

當通用硬件成爲基本選擇的時候，軟件就變成系統差別的核心。UnitedStack有云經過兩年多的時間，打磨出一套由操做系統CentOS、計算KVM、存儲Ceph、網絡Neutron+OVS，以及Puppet自動化部署的系統——UOS雲平臺。

每個技術的選擇與應用，都通過了UnitedStack有云的思考和優化。以統一存儲爲例，經過將Ceph統一做爲Nova/Glance/Cinder的存儲後端，基於COW的卷建立和快照操做，實現了虛機的秒級建立。同時提供全SSD的Ceph存儲，以及1毫秒延遲的極速性能。統一存儲池方面，忽略QoS，單個虛擬硬盤的最高IOPS（每秒進行讀寫操做的次數）可達50,000，吞吐率可達 1000MB/s。並且這樣的IOPS並不是是在主機作緩存，而是直接使用本地硬盤，真實落地到三個機櫃存儲環境的。

經過SDN構建完整網絡服務

SDN正在從新定義網絡，在UnitedStack有云的SDN方案中，有兩種實現途徑。

一、初級方案

這種方案中，全部節點不是所有是對等的，而是分爲計算節點和網絡節點。其中網絡節點有三塊網卡，一塊走存儲、一塊走內網、一塊走外網，計算節點只有兩塊網卡，一塊走存儲，一塊走內網。

在這個方案中，全部內網化的計算節點得到一個VLAN號，外網鏈接只有網絡節點有，而後由Neutron和OVS控制作路由轉換。

二、分佈式SDN網絡

這種方案中，每個節點既鏈接內網，也鏈接外網，都是計算節點同時也能夠做爲網絡輸入節點，這樣作的好處是沒有任何單點的瓶頸和故障的顧慮。在比較極端的狀況下，當某一個節點上的網絡出現問題的時候，這個方案能夠把全部網絡所有遷移到其餘節點上。

初級方案的成本較低，可是分佈式SDN網絡在極端故障狀況的處理上更勝一籌。

對於單個節點來講，一個物理節點的最底層包括內網和外網兩個網卡，處於中間層的Linux內核經過OVS提供路由服務以及防火牆等功能，上層的Neutron經過二層和三層代理，控制全部內核模塊，最終實現控制全部網絡。

這個架構看起來很是簡單，可是幾乎能實現全部能夠想見的網絡方面服務。這也是OpenStack強大之處。其中，Service VM是UnitedStack有云即將發佈的新功能。Service VM設計的基礎是不少專業作防火牆或者網絡設備的廠商把原來的軟件抽象出來，直接放在雲平臺。技術實現是經過把網絡作成動態的方式，實現Service VM的可插拔設計，根據業務需求動態調整網絡路徑。簡單路徑只經過必要的VM，複雜路徑能夠選擇經過多個VM，這些VM能夠來自不一樣廠商的不一樣應用，而這些功能是與他們在專有硬件上沒有任何區別的。

重點問題：經過隔離解決資源爭搶

「作超融合架構最難的或者說最關鍵的一點解決資源爭搶的問題，也就是應用在同一個空間下不能讓打架。」袁冬說，「他們要搶CPU搶網絡搶內存搶硬件怎麼辦呢？隔離。」

在UnitedStack有云的超融合架構中，實現了多層次的資源隔離，從而確保服務性能。服務隔離方面，經過網卡、VLAN實現了網絡的隔離，而物理機上的服務經過cgroup與物理機上其餘服務隔離；業務隔離方面，基於QEMU的QoS，實現對帶寬和IOPS進行限制，同時IOBrust讓QoS更加符合用戶的實際應用場景；故障與業務的隔離方面，在故障恢復過程當中優先保證數據的恢復，能夠經過配置知足調整故障恢復I/O與業務I/O的佔比。

在這個快速變化的時代，業務的數量和類型也正在快速改變，一個賣點事件就可能爆發一個業務。正因如此，這是一個超融合架構受到更多關注的時代，由於超融合架構可以很好的服務於業務需求的變化，真正實現雲計算來支撐業務。

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