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云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的集中云和分散云

2019-02-26    來源:多智時代

容器云強(qiáng)勢上線!快速搭建集群,上萬Linux鏡像隨意使用

中國IDC圈7月12日報道:隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,現(xiàn)在的開心、淘寶、新浪微博等等(好孩子不翻墻),雖然使用者看到的只是在簡單的頁面進(jìn)行點(diǎn)擊輸入,但是后臺的工作量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是少量幾臺大型服務(wù)器能夠勝任的了,即使天河一號也不見得能搞定。集中云的應(yīng)用主力就是這些大型的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商們,當(dāng)然還有一些傳統(tǒng)應(yīng)用如地震、氣象和科研項(xiàng)目的計算也會存在此類需求。

了解了需求,下面簡單談下技術(shù),除了按照承載網(wǎng)絡(luò)類型可分成Infiniband和Ethernet外,根據(jù)技術(shù)分,還可分為Active-Standby主備與Load Balance負(fù)載均衡兩類。

主備模式好理解,所有的Server里面只有一臺干活,其他都是候著的,只有偵聽到干活的歇菜了,才開始接管處理任務(wù)。主備模式大部分就二虛一提供服務(wù),多了如三虛一什么的其實(shí)意義都不太大,無非是為了再多增加些可靠性。主備模式以各類HA集群技術(shù)為代表。

而負(fù)載均衡模式復(fù)雜一些,在所有的LB技術(shù)中都存在兩個角色,協(xié)調(diào)者與執(zhí)行者,協(xié)調(diào)者一般是一個或多個(需要主備冗余時),主要工作就是接活兒和分活兒(有點(diǎn)兒像包工頭);而執(zhí)行者就只處理計算了,分到啥就完成啥,典型的苦力。從流量模型上來說,LB集群技術(shù)有來回路徑一致和三角傳輸兩種,來回路徑一致指流量都是客戶發(fā)起連接,請求協(xié)調(diào)者進(jìn)行處理,協(xié)調(diào)者分配任務(wù)給執(zhí)行者進(jìn)行計算,計算完成后結(jié)果會都返回到協(xié)調(diào)者,再由協(xié)調(diào)者應(yīng)答客戶。

這種結(jié)構(gòu)簡單,計算者不需要了解外界情況,由協(xié)調(diào)者統(tǒng)一作為內(nèi)外接口,安全性最高。此模型主要應(yīng)用于搜索和地震氣象科研計算等業(yè)務(wù)處理中。三角傳輸模型指計算者完成計算后直接將結(jié)果反饋給客戶,此時由于計算者會和客戶直接通信,造成安全性降低,但返回流量減少了協(xié)調(diào)者這個處理節(jié)點(diǎn),性能得到很大提升。此模型主要應(yīng)用于騰訊新浪的新聞頁面和阿里淘寶的電子商務(wù)等WEB訪問業(yè)務(wù)。

集中云在云服務(wù)中屬于富人俱樂部的范圍,不是給中小企業(yè)和個人玩的,實(shí)際上都是各大互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商自行搭建集中云以提供自己的業(yè)務(wù)給用戶,不會說哪天雅虎去租用個Google的云來向用戶提供自己的新聞頁面訪問。集中云服務(wù)可能的租用對象是那些高度科研項(xiàng)目,因而也導(dǎo)致當(dāng)前集中云建設(shè)上升到國家宏觀戰(zhàn)略層面的地位。你能想象哪天百度的云服務(wù)提供給總裝研究院去計算個導(dǎo)彈軌跡,核裂變什么嘛,完全不可能的事。

最后是多虛一對網(wǎng)絡(luò)的需求。在集中云計算中,服務(wù)器之間的交互流量多了,而外部訪問的流量相對減少,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的壓力增大,對帶寬和延遲有了更高的要求,自然而然就催生出后面會講到的一些新技術(shù)(L2MP/TRILL/SPB等)。

再講分散云,這塊是目前的主流,也是前面提到的云服務(wù)的關(guān)鍵底層技術(shù)。由于有VMware和Citrix等廠家在大力推廣,而且應(yīng)用內(nèi)容較集中云更加平民化,隨便找臺PC或服務(wù)器,裝幾個虛擬機(jī)大家都能玩一玩,想干點(diǎn)兒啥都成,也就使其的認(rèn)知度更加廣泛。

虛多的最主要目的是為了提高效率,力爭讓所有的CPU都跑到100%,力爭讓所有的內(nèi)存和帶寬都占滿。以前10臺Server干的事,我整兩臺Server每臺跑5個虛擬機(jī)VM(Virtual Machine)就搞定了,省電省空間省制冷省網(wǎng)線,總之省錢是第一位的(用高級詞兒就是綠色環(huán)保)。技術(shù)方面從實(shí)現(xiàn)方案來看,目前大致可分為三類:

在操作系統(tǒng)中模擬出一個個跑應(yīng)用程序的容器,所有虛擬機(jī)共享內(nèi)核空間,性能最好,耗費(fèi)資源最少,一個CPU號稱可最多模擬500個VPS(Virtual Private Server)或VE(Virtual Environment)。缺點(diǎn)是操作系統(tǒng)唯一,如底層操作系統(tǒng)跑的Windows,VPS/VE就都得跑Windows.代表是Parallels公司(以前叫SWsoft)的Virtuozzo(商用產(chǎn)品)和OpenVZ(開源項(xiàng)目)。Cisco的Nexus7000猜測也是采用這種方案運(yùn)行的VDC技術(shù),但不太清楚為什么會有最多4個VDC的數(shù)量限制,也許是基于當(dāng)前應(yīng)用場景進(jìn)行規(guī)格控制的一種商業(yè)手段。

先說下Hypervisor或叫做Virtual Machine Monitor(VMM),它是管理虛擬機(jī)VM的軟件平臺。在主機(jī)虛擬化中,Hypervisor就是跑在基礎(chǔ)操作系統(tǒng)上的應(yīng)用軟件,與OS-Level中VE的主要區(qū)別在于:

Hypervisor構(gòu)建出一整套虛擬硬件平臺(CPU/Memory/Storage/Adapter),上面需要你再去安裝新的操作系統(tǒng)和需要的應(yīng)用軟件,這樣底層和上層的OS就可以完全無關(guān)化,諸如Windows上跑Linux一點(diǎn)兒問題沒有;

主機(jī)虛擬化中VM的應(yīng)用程序調(diào)用硬件資源時需要經(jīng)過:VM內(nèi)核->Hypervisor->主機(jī)內(nèi)核,導(dǎo)致性能是三種虛擬化技術(shù)中最差的。主機(jī)虛擬化技術(shù)代表是VMware Server(GSX)、Workstation和Microsoft VirtualPC、Virtual Server等。

裸金屬虛擬化中Hypervisor直接管理調(diào)用硬件資源,不需要底層操作系統(tǒng),也可以理解為Hypervisor被做成了一個很薄的操作系統(tǒng)。這種方案的性能處于主機(jī)虛擬化與操作系統(tǒng)虛擬化之間。代表是VMware ESX Server、Citrix Xen Server和Microsoft Hyper-V.

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