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高性能、高可靠 中兴超融合架构关键技术解析

IT圈 admin 25浏览 0评论

2024年3月19日发(作者:答斯文)

丁支撵 Technology技术 

在“互联网4-”的时代大背景下,传统IT基础架构面临着巨大挑战。 

如何快速提升基础架构敏捷性、确保业务灵活性、在提供服务的同时有 

效降低总成本已经成为企业的重要目标。 

中兴通讯I屠要峰 

f 传统IT架构 厶计钟。辽移过f 巾, 

帔务器虚拟化是第一步,flj仪仃儿I芷务器虚 

拟化绝埘小能算足云 

巾心VDe 、lk务场景。 

ltl ERS坫r通厂1_Jx86系统,遵们 

皿的协作仃务。存储什 服务按诧’ 储 

服务器上的磁 , :}暂数捌以Chunk(教 

片)为单位进仃史 储, 储箭 服 

、"外, 使住 

放架{j_:J1'19标准,适 多种硬什,支持多利 

虚拟化、 台. 现厂汁并、仃储、 络 资 

个中小 、』』,的数 lf 心Iq,也 米白不 

务 依赖f仃何I inux义什系统. 谍僦 

川厂家的虚拟化软什、 务 和仔储产 

l『l11'川1户渴掣更专,11'.i' ̄9 JJl4务求“拼 {木”, 

务器上实现拿 融 虚拟化讣算及 

源的坝 成干¨ 构优化没 ,通过软仆定 

义分n 式 l typervisor紧密结介,将 

亢接实现了一层为J、 拟化负哉定制 岛 

r}:能分层文件系统 户端提供块仃储的 

粲种资源进¨'厂统一的抽象,高性能、r 、 

可靠、数 ・敏,支持住线水平扩展 

访 接__。操作维护提供h动化竹 返 

维,支持CL I/Web ̄ 竹fq!,t 】外放API, 

储,以减少采购成小车JJ能耗外销.降低 

安犍、管理和运维的 i:眨.. 

女【】I譬nj J ,i}l ∈FBS采”]尢l{1心t'l"J 

提供1 寓的多维度、多捐杯监控,以及强 

人1t9性能和日志分析 。 

分布』弋 构,… 数捌服务、存储竹 川曼 

超融合架构的关键技术 

趟融 架构(}{yPe r—COI"1ve rged 

In rra st TUCtuFe)是 『Il_j一 儿没备 

务、客^n ( 动)、操作维护等核心模块 

组成..庀数 ;服务保存虚拟存储池技干fI 

每个存储服务器 J ・个或 

多个卜述模块.构成分布 集群 、每个 

储服务器 卜郜装城 储倚 服务,接 

应数 t:块n‘J似 竹 0、.并负贞集群负裁均 

衡、数 块健康伶 以及垃圾回收等 

(x86*J}4务器)中小仪n衔 钾 、网络、存 

储嗣;JJlg.务器虚拟化等 源 技术,而且还 

fjJ括缓行加速、重复敬 删除、仵线数据 

竹节点上的若干磁 ’, ¨.通过拜户端 

缩、 份软件、快 技术 儿豢,向多 

以通过l驯络聚合 水, 仪块化的 

存储服务器 

计静虚拟化软件 

超融合存储软件 

厄缝性 扩聪(scale-out).肜成统一的资 

源池、 

软r} 定义的分 J弋 储』三:和虚拟化 

弹址趔融合架构的h-&J, 4-: ̄ff‘定义分 

式 储是超融合的1=发心 、分布式仃储解 

决r lII式 

j盥列的问题. .

存储 jI J 拟化场嗣甲 

}客户端/驱动j 

、 

元数据服务 

・』J必通讯依托 z 

的技术 累和产r ;女 龄, 

。领域多 

发r趔融合 

【 ̄i4ii! ̄1t l 

ll1 I 

构解决方案ZXCCI E[3S(Elastic Block 

I SSD I HDD_ 

Storage),住架构、技术 功能 多个办面 

I HDD I HDD_ 

图1 EBS架构及核心组件 

进¨ri1if多创新, n较gZ(i9比 优势, 

泛 J{]存CDN、 miVDI、虑拟数据 

Technology技术。IT支撑 

动向上层提供数据读 服务 无数据玎I童务 

通常部署于少部分。 上( 存储僻 服 

分布到其存储池对应的服务器节点卜,如 

图2所示。 

动程序方面,提供川户态和内核态棚 

种方式,紧密配合Hypervisor层使川,避 

务合设),保存蓿集群的捋种 信息和 用户创建虚拟卷时可以设置1~5个复 

奉,保持用户数据的冗余可靠。 Ⅲ一份 

数据可以根据业务需求灵活地没 0小 

见数 (用户态和内核态 传递造成n勺 

元数据信息,通过PaXOS 法保 多个无 

数据服务r㈨勺数捌壳骼 及一敛 .= 

件能损火。 

EBS还针对虚拟化环境做_r优化.果 

EBS的仔储容 和 能都叮以弹 

水 扩展 尢需暂停、lI,务,只 将邮 r 

EBS的新节点接入集群刚络,新节, 门动 

数,副本分布到不同的物理节点, 便一 

个节点损坏电不会影响数据的可刚性和 

可靠性。并且采用强一致性的数据同步策 

川列能算法调度数 块到离vM 近的 

点,减少远程I/0的访问, f:可以支持虚 

拟机热上E移,提升虚拟机的离可用 。此 

r几】集群注册服务, 的豁体容 干¨性能 略,保证数据的绝对正确。提供工 IJf进 

随之线性扩腱,数捌自动辽移剑新 

行周期性的扫描并自动恢复损坏的数 , 

达到整个系统的负载均衔 . 

并可将数据备份到外部的存储。 

另外,在随机I/O场景卜,SSD性能 

EBS架构实现数据高可靠、高 

比机械硬盘高2~3个数 级。EBS充分挖 

可用 

掘SSD的高性能实现了智能的分层仃储, 

将热数据缓存到快速的SSD中,以应对 

在中兴EBS L11,川户可以将集群I fl所 

随机I/0读写。当数据读取时,通过 十 

有存储资源作为一个大的存储池(Poo1) 

I R FU(Least Recently/Frequently Used)的 

进行使删,也可以根据・定策略划分为 

智能算法 别冷热数据,将热点数据训度 

干个独立的存储池。侄 储池 ,IJ) 可 

到SSD中,并保持SSD的高命中率和数据 

以创建虚拟卷(Volume),并几.通过客户 

热度。当数据与入H ,数据 先以日忠序 

端驱动将虚拟卷挂裁到主机上,供川广t作 

列的形式存SSD上临时停储,随后以 步 

为标准SCS!块设备使川。趟融合 储将离 

方式搬移到SATA盘进行持久化 储, 

敞在不同存储服务 上的仔储资源进 

数据搬移过程中将地址干¨邻的I/0进行合 

统一抽象,灵活地按刚户所需提供虚拟存 

并,在一定程度上降低随机性,减少牦时 

储能力。 

的硬盘寻道。 

每个虚拟卷的数 际存储时. 

EBS往软件层向对I/0件能进行r 

被条带化(Strip)为符 定K的数据” 

针对性优化。使J【_}j异步I/0机制和非 摩 

(Chunk)。同时根捌一定规则,使一卦l 

(Non—blocking)模型,提升系统n勺整体 

Chunk1) ̄】属十一个Chunk Group, 根 

处理效率和并发度。尽可能地降低内 

算法随机而均匀地以Chunk Group为 化 

拷贝次数,减少对CPU ̄9消耗。在客广l端 

Chunk Group 

存储池 

虚拟卷 

PooI 

V0Iurne 

图2存储资源的抽象 

外,还实现了精简配置、快jlf_{、克降等针刈 

性的-啊级特性。 

传统的云桌面VD1(Virtual Desktop 

1nfrast ructu re)是计算存储分离的休系架 

构. 拟机在计算服务器上傲创建,j 0 

端仃储通常采用SAN/NAS 这种架构 

的缺点 常明显。首先是叮靠件欠佳. 

能磁 内做RAID保障数据冗余,没仃进 

步的中点故障(SPOF,Single Point of 

Failure)容错机制。其次是扩展1稠难,传统 

仔储足为静态负载场景设计的, 支持弹 

lif-Y 腱,J ̄Scale Up办式的扩容丁1级"不 

能带来 倍的性能提升..刚户的虚拟桌面 

 ̄7

 R 

b运行在挂载了特定磁阵的计 。 ^ 

, 

桌面集群整体的负荷均匀性、集 

群的扩腱性方向都存在缺陷。冉次足硬什 

仃化 致成本高,磁阵是一种体系土寸 

的 m更件,即使是I}1低端磁阵价格也较 

为昂 。此外,管理复杂,筲 贝 I,dN0 

塌 计 和仔储两套系统.仔储独市九 拟 

化 川则难以为其做性能优化 确保虚 

拟磁黼QoS。 

采lf]巾兴EBS后,计算和存储一体化, 

桌丽 川像访问_本地资源一样使川分m 

计 行储资源,系统可以很容易地水、 扩 

展, _l/0性能、数据可靠f 易维护等 

订较大优势, 菩提升川户休验 、在 

同等容城和服务等级下,云粜而、【I/务If1使 

>HEBS后能够节约15%~30%的成爪。 

I}] 通讯超融合架构堆十通用X86 

系统,将计算资源与存储资源一体化,提 

岛_r系统的使用效率和 性. I仃离 

性能、高呵靠、易维护、支持在线水、 扩 

展等优 ,解决了传统IT架构无,J史撑 

新一代H联刚应用的难题,在CDN、三_ 

桌面VDI、数据中心VDC等业务巾得剑 

, ‘泛胀川。 

0鲫, m 

2024年3月19日发(作者:答斯文)

丁支撵 Technology技术 

在“互联网4-”的时代大背景下,传统IT基础架构面临着巨大挑战。 

如何快速提升基础架构敏捷性、确保业务灵活性、在提供服务的同时有 

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f 传统IT架构 厶计钟。辽移过f 巾, 

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拟化绝埘小能算足云 

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川厂家的虚拟化软什、 务 和仔储产 

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务器上实现拿 融 虚拟化讣算及 

源的坝 成干¨ 构优化没 ,通过软仆定 

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分布』弋 构,… 数捌服务、存储竹 川曼 

超融合架构的关键技术 

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组成..庀数 ;服务保存虚拟存储池技干fI 

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多个卜述模块.构成分布 集群 、每个 

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计静虚拟化软件 

超融合存储软件 

厄缝性 扩聪(scale-out).肜成统一的资 

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图1 EBS架构及核心组件 

进¨ri1if多创新, n较gZ(i9比 优势, 

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动向上层提供数据读 服务 无数据玎I童务 

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动程序方面,提供川户态和内核态棚 

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元数据信息,通过PaXOS 法保 多个无 

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EBS还针对虚拟化环境做_r优化.果 

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并可将数据备份到外部的存储。 

另外,在随机I/O场景卜,SSD性能 

EBS架构实现数据高可靠、高 

比机械硬盘高2~3个数 级。EBS充分挖 

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掘SSD的高性能实现了智能的分层仃储, 

将热数据缓存到快速的SSD中,以应对 

在中兴EBS L11,川户可以将集群I fl所 

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有存储资源作为一个大的存储池(Poo1) 

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端驱动将虚拟卷挂裁到主机上,供川广t作 

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数据搬移过程中将地址干¨邻的I/0进行合 

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并,在一定程度上降低随机性,减少牦时 

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处理效率和并发度。尽可能地降低内 

算法随机而均匀地以Chunk Group为 化 

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图2存储资源的抽象 

外,还实现了精简配置、快jlf_{、克降等针刈 

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端仃储通常采用SAN/NAS 这种架构 

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能磁 内做RAID保障数据冗余,没仃进 

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群的扩腱性方向都存在缺陷。冉次足硬什 

仃化 致成本高,磁阵是一种体系土寸 

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为昂 。此外,管理复杂,筲 贝 I,dN0 

塌 计 和仔储两套系统.仔储独市九 拟 

化 川则难以为其做性能优化 确保虚 

拟磁黼QoS。 

采lf]巾兴EBS后,计算和存储一体化, 

桌丽 川像访问_本地资源一样使川分m 

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展, _l/0性能、数据可靠f 易维护等 

订较大优势, 菩提升川户休验 、在 

同等容城和服务等级下,云粜而、【I/务If1使 

>HEBS后能够节约15%~30%的成爪。 

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系统,将计算资源与存储资源一体化,提 

岛_r系统的使用效率和 性. I仃离 

性能、高呵靠、易维护、支持在线水、 扩 

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新一代H联刚应用的难题,在CDN、三_ 

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