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数据中心未来新趋势-借助Valence即时组合硬件资源 发布时间:2017-08-24

英特尔机架规模设计技术是将数据中心设计方法从物理资源聚合演进到资源池,最终瞄准未来的服务感知编排。同时,作为能够控制/协调大量计算,存储和网络资源的无处不在的云操作系统,OpenStack可以利用它,在诸如深度学习,大数据等领域提供更优化的性能。
 
本文由九州云研发总监黄舒泉、Intel架构师臧锐在2017 OpenStack Days China上的演讲内容整理而来,重点阐述Valence的使命,用户案例和进展,展示一些Valence如何工作的流程。

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九州云研发总监 黄舒泉

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Intel架构师 臧锐

此次演讲中,黄舒泉首先进行发言:
非常高兴能给大家介绍OpenStack Valence这个项目,OpenStack 巴塞罗那峰会上该项目被正式宣布成立,主要是基于Intel RSD技术实现硬件资源的重构。首先我会从数据中心面临的挑战来分析OpenStack Valence项目诞生的背景。稍后臧锐也会详细介绍RSD技术。我也会接着介绍Valence整个的架构、案例以及Demo。


数据中心面临的挑战

随着IOT以及移动互联网的飞速发展,根据调查显示,到2020年会有近50B设备链接到网络中去,网络连接技术将会飞速发展,比如说5G等,数据量也会呈现极大的增加,数据中心面临的技术挑战随之而来。同时随着数据的增长,诞生了数据挖掘,人工智能等新业务,数据中心的挑战进一步加剧。可以看到,高速的连接、快速的业务响应以及大量的数据带给数据中心诸多挑战,那么我们如何能够更加灵活、经济、开放的实现数据中心业务扩展,同时做到数据中心对业务创新的支持呢。

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从我们的经验来看,目前数据的连接以及数据爆炸性增长仍然是影响数据中心管理技术的主要问题。大部分数据中心的使用率低于50%,也就是说这些数据中心未能被高效的使用。同时数据在以每18个月的速度呈现双倍的增长,原有数据中心已无法支持业务的增长及快速响应。我们希望业务能进行分钟级甚至秒级的响应,实现业务的创新。但原有的数据中心架构只能支持一周或者更长时间的上线。

所以我们希望一种新的数据中心管理技术诞生,能够帮助降低运维难度,同时减少固定资产服务器的投资。从这点来讲,就是将资源进一步池化包括原有的CPU,内存、磁盘等,通过池化打破它们之间的界限,打造成CPU池,内存池等。然后由数据中心的操作系统来动态的调配从而更好的满足业务的需求。通过动态池化的资源来实现我们在分钟级或者秒级的业务创新。同时能够通过统一的数据中心云管理系统来收集整个数据中心使用的数据,来进一步分析数据中心目前遇到的问题是什么,从优化这些数据来实现一个闭环。最后我们希望整个数据中心资源的扩展及新设备的采购能够快速的加入各种池中,从而实现对已有资源包括新资源也能很好的上线。
 
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所以我们希望一种新的数据中心管理技术诞生,能够帮助降低运维难度,同时减少固定资产服务器的投资。从这点来讲,就是将资源进一步池化包括原有的CPU,内存、磁盘等,通过池化打破它们之间的界限,打造成CPU池,内存池等。然后由数据中心的操作系统来动态的调配从而更好的满足业务的需求。通过动态池化的资源来实现我们在分钟级或者秒级的业务创新。同时能够通过统一的数据中心云管理系统来收集整个数据中心使用的数据,来进一步分析数据中心目前遇到的问题是什么,从优化这些数据来实现一个闭环。最后我们希望整个数据中心资源的扩展及新设备的采购能够快速的加入各种池中,从而实现对已有资源包括新资源也能很好的上线。
 
我们希望未来的数据中心是可重构的,包括硬件可重构和软件可重构。目前OpenStack已经走向可重构的发展方向,不同的软件项目可以实现灵活的可重构。那么硬件呢,我们希望是采用一个新型的硬件技术,将CPU、内存、存储等都池化,根据业务需求进行重构。目前硬件可重构我们是基于IntelRSD技术来实现的。
 
RSD—面向未来的数据中心设计

下面由Intel架构师臧锐介绍RSD技术。

在RSD中引入了资源池化这一概念, CPU、内存、网络等资源都完全池化。以前,我们会根据业务发展情况、选型等进行服务器采购,但RSD所实行的是一种新理念,你买到的是一个整机柜的硬件,这里面的所以资源是池化的。你可以动态的Composable一个计算节点,这相当于一个物理机,它所涵盖的网络、存储等资源都是动态的,可以随意调整。

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那么资源池化能够给最终用户带来什么好处呢?可以从两方面来说明:
 
一方面:重构节省资金成本,因为每种硬件的生命周期是不一样的,可能会不定期更换设备,但是通过RSD技术,所有资源都池化,接口都是标准的,如果想换CPU,可以把整个CPU池换掉,但网卡、内存等都可以留着。通过这种方法也是对资源的一种节省。对资源有很好的利用。另一方面:RSD能带来性能上的提高,例如在某些时段你对计算能力要求比较高,你可以动态的调整CPU来实现性能的提升。
 
下面来看看RSD从软件协议栈上是怎样的构成。

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最底层是Rack,整个Rack的管理软件叫做RMM,主要管理Rack电源等,PSME管理每个资源池。一个Rack里面只有一个RMM,但可以有多个PSME。这些都是在固件里通过Firmware实现的。那么Firmware API向上是什么呢,我们说过可以把多个Rack组成一个Pod,是RSD的一个管理单元,Rack通过RMM向Pod提供接口,Pod Manager通过API来直接管理每一个Rack,Pod Manager向云环境或者别的Orchestration software提供API。
 
从RMM到Pod Manager所有的API,我们正在纳入到Redfish协议中。Redfish是IPMI的一个净化版本,与IPMI相较而言,有几点优势:首先IPMI由Intel一家提出的,但Redfish由DMTF提出的,是一个业界标准。其次IPMI只能管理一个服务器,Redfish可以管理一组服务器,多个节点。从这两点就可以很好的保证它的应用性和安全性。

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Valence架构、用户案例以及Demo

下面由黄舒泉来继续介绍Valence的动向。
 
Valence是OpenStack Big tent的一个项目。它主要的工作就是封装RSD的API。刚也提到RSD对外提供的是基于Redfish的API,这需要Valence进行进一步的封装,包括如何提供Valence的API对我们输入的参数进行检查。同时还提供了Valence CLI,它可以以COI或者是以python binding来提供给其他系统进行调用,或者管理员与Valence进行交互。同时Valence项目还提供针对OpenStack其他项目的Plugins。除此之外Valence还提供参考的GUI来帮助我们熟悉使用RSD的API。另外Valence提供了横向扩展的能力,Valence有能力来管理不同类型的Pod。为了能兼容已有非RSD的硬件, Valence也正在开发如何来管理非RSD的硬件和Pod Manager。

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下图是给大家展示Valence的简单架构,可以看到RSD有一个Web UI,它可以跟Valence的API和Controller进行交互,然后Valence的Controller通过RedfishAPI与RSD的Pod Manager进行交互,Pod Manager通过PSME直接跟硬件连接,对CPU、内存、硬盘、网卡等资源进行重构。
 
另外Valence还能提供不同的OpenStackPlugins给到不同的项目。Valence可以跟不同的部署工具进行整合,比如跟Fuel、Kolla等。Compose出来的节点提供给不同的部署工具,然后这些部署的工具可以把它们部署成一个云,从而实现数据中心里的云环境的部署。

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下图是介绍Valence跟Ironic整合之后的工作流。简单展示用户从Compose节点到部署操作系统的流程,这是一个最简单的使用案例。

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除了以上基本的使用案例,下面会介绍几个比较复杂的场景,同时还会进行demo演示。

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因为篇幅限制在此就不一一讲述,大家可以点击以下链接查看完整版演讲视频:http://www.itdks.com/dakashuo/new/dakalive/detail/3458

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