超融合架构——打造计算、存储、网络三位一体的it基础设施

超融合架构 打造计算、存储、网络三位一体的IT基础设施 袁冬 UnitedStack产品副总裁 July 26, 2015 | ShangHai China 内容 超融合架构 云计算时代的挑战 云计算架构的演进 超融合架构 优劣势分析 超融合架构的优势 超融合架构的挑战 UnitedStack 超融合架构 软硬件方案 技术难点分析 云计算时代 IT的需求与挑战 应对变化云计算基础设施的核心使命 业务系统 云平台 硬件 “任何计算机的问题都可以通过引入一个中间层来解决。” 云计算时代 解决方案 OpenStack概览 Hardware Applications 传统架构 计算存储网络 业务系统 OpenStack + 传统硬件 计算存储网络 OpenStack 业务系统 OpenStack + 超融合架构 OpenStack 业务系统 X86 服务器通用交换机 Server Storage 全对等 Network Server Server Storage Network Server Server Storage Network Storage 传统IT架构 超融合架构 Node Node Node Node Node Node Node Node 扩展 RDS NoSQL FireWall VPN Service VM 性能线性扩展服务持续更新 群盲 “在传统服务模式下，你可以想象你的主机就是宠物，你给他们取名字，比如大乖、二 狗等，他们被精心抚养长大。当他们病了，你得修复他们。而在计算机应用的服务模型 中，虚拟机被看做是农场种的公牛，他们的名字差不多都是编号，每头牛也长的差不多 ，当他们病了，你就杀掉他，用一头新的牛取代。” William Baker, Microsoft 开源、开放、低成本 自主可控 开源软件 通用硬件 第三方厂商 资金成本 采购成本 运维成本 替换成本 时间成本 实施周期 扩容周期 更新周期 对比 传统架构超融合架构 服务存储、计算和网络分离存储、计算和网络融合 硬件专用硬件通用硬件 部署单独部署统一部署 灾备HA全对等 扩展规划按需 成本高低 超融合架构 云计算时代的挑战 云计算架构的演进 超融合架构 优劣势分析 超融合架构的优势 超融合架构的挑战 UnitedStack 超融合架构 软硬件方案 技术难点分析 UnitedStack云平台 UnitedStack超融合架构 硬件 标准x86服务器 Intel E5 800GB SSD * 3 or 4TB SATA * 12 256GB RAM, More is Better 10Gb Network * 2 or 3 标准以太网交换机 10Gb机柜内交换机 40Gb核心交换机 * 2 (for HA) VLan Support UnitedStack超融合架构 技术栈 OS Ubuntu Debian Red Hat CentOS Compute KVM Xen Docker ESXi Hyper-V Storage Cinder + LVM Ceph GlusterFS SheepDog Network Nova Network Neutron + OVS OpenContrail Operation Chef Salt Puppet 统一存储系统 Ceph RADOS 块存储 Ceph RBD 对象存储 Ceph RGW 虚拟机 Nova 文件共享 Manila 数据库 Trove 云硬盘 Cinder OpenStack Ceph Pyhsical User 数据分析 Sahara 数据分发 CDN UnitedStack超融合架构 存储服务 将Ceph统一作为Nova/Glance/Cinder的存储后端 基于COW的卷创建和快照操作，实现虚机的秒级创建 全SSD的Ceph存储，1ms延迟的急速性能 NovaGlanceCinder LocalFS LocalFS Swift Ceph GlusterFS LVM SAN Ceph NovaGlanceCinder Ceph UnitedStack超融合架构 统一存储 1 ms 4K随机IO平 均延迟1ms 95%延迟 在2ms内 1 s 创建、快 照、挂载、 扩容等操作 秒级完成 170 MB/s 单性能盘吞 吐量可达 170 MB/s（ QoS） 6000 IOPS 单性能盘 IOPS可达 6000 IOPS （QoS） 忽略QoS，单云盘的最高IOPS可达50,000，吞吐率可达 1000MB/s Burst特性允许云盘短时间内突破QoS，更符合实际应用的需要 UnitedStack超融合架构 统一存储池 UnitedStack超融合架构 分布式SDN网络 Node 1Node 2Node 3Node 4 VLAN 1001 VLAN 1002 IDC网关 UnitedStack超融合架构 SDN网络 Node IPTablesOVS L3AgentL2Agent eth0eth1 Neutron Linux/OVS Physical UnitedStack SDN Router Float IP Security Group Load Balance GRE/IPSec Tunnel VPN Service VM . UnitedStack超融合架构 Service VM 防火墙VM负载平衡VM路由VM安全组VM虚拟机VM 防火墙 VM 路由VM 虚拟机 VM 可插拔的ServiceVM设计，根据业务需求动态调整网络路径 简单路径：网络流量只通过必要的虚拟VM 复杂路径：流量经过多个虚拟VM，来自不同厂商 服务之间的隔离 通过网卡、 VLAN实现网络 的隔离 物理机上的服 务通过cgroup 与物理机上其 它服务隔离 业务之间的隔离 基于QEMU的 QoS，实现对 带宽和IOPS进 行限制 IOBrust使QoS 更符合用户应 用场景 故障与业务隔离 故障恢复过程 中优先保证数 据的恢复 可以通过配置 满足调整故障 恢复IO与业务 IO的占比 UnitedStack超融合架构 资源隔离 26 UnitedStack超融合架构 解决方案 通用硬件 虚拟化计算SDSSDN VMVPCvDiskRDSNAS Physical IaaS PaaS UnitedStack RoadMap