应云而生的服务器

精品文档-下载后可编辑应云而生的服务器自2022年“云计算”的概念首度被提出后，全球云计算发展至今已逾10年，已经逐渐成为推动数字经济、大数据、互联网行业发展的关键支撑。云数据中心的数据量和处理量均急剧增长，传统服务器已逐渐不能匹配云计算业务需求。云计算业务呼唤适合云计算应用的具有计算与应用负载适配性好、并发能力要求高、按需分配、高通用性、运行稳定、高能效比、更低价格、高度简约、节省空间等特点的新型服务器系统。

上海交通大学教授管海兵表示：“云计算本身就是为了克服IT系统利用率比较低下的情况。不过建完云以后，我们发现整个云计算系统目前自身的利用率也不是很高，目前大约在15%左右，为了进一步提高云计算系统自身的利用率，面对各种应用非常多的情况，需要遵循一种定制化、简约化的理念，将传统架构的服务器加以改造，加以重塑。”

2022年底，中科曙光对外宣布中国首款安全可控云服务器系统正式量产。据了解，该产品是中科曙光专门面向云计算典型应用需求研l的服务器系统，也是“十二五”期间国家863计划信息技术领域“亿级并发云服务器系统研制”的重大项目成果。云服务器系统采用我国自主设计的体系架构，其正式量产标志着我国云计算产业从此拥有了安全可控的云服务器系统。

有哪些技术突破

作为“十二五”国家863计划信息技术领域“云计算关键技术与系统（二期）”重大专项的成果，云服务器是专门面向云计算应用研发的服务器，可以完美解决传统服务器与云应用不匹配的问题。云服务器针对云计算的运算量低同时并发访问高等一系列特点，创造性设计出颠覆传统、更适合大规模云应用的全新架构，性能功耗比和整体服务能力较传统架构服务器有显著提升的低成本、低功耗、高效能、可靠稳定、超高密度、通用性、亿级并发、安全可控、软件定义的新型服务器系统。它是互联网、云计算的重要基础设施装备，是互联网数据中心、云数据中心的核心组成单元，并可有效应对亿级以上并发访问。

作为研发课题负责人，曙光公司高级副总裁聂华介绍，一台云服务器可应对的典型云服务日请求处理数大于900亿次，而一套云服务器系统负载的并发处理能力可大于1亿次。如客户需求提高，还可随时进行弹性扩展。扩展的设备可在集群中通过软件定义统一管理。

据了解，由曙光公司领衔的“亿级并发云服务器系统研制”项目组针对云计算大量应用呈现计算资源需求量低、并发访问量需求高及信息查询量大的特点，在体系架构和关键技术上上实现了为云而生（全新云计算基础装备，专为云计算需求设计的创新架构）、亿级并发（超高性能功耗比，亿级并发访问，性能提升显著）、安全可控（国产自主设计的体系架构，确保云基础设施安全可控）三大突破，建立了以国产技术为核心的云服务器架构标准。

随着越来越多的政府机构和企业组织将业务迁移上“云”，在云计算逐渐成为互联网发展的重要驱动力时，背后服务于云计算的基础设施的安全性也受到极大的关注。聂华指出，云服务器采用的全新国产体系架构和安全可控技术承载了现有的标准和应用，在保留产品尖端技术和通用性的前提下，通过这种技术来承载，不会留下安全后门，可保证云计算应用的安全。

随着2022年11月亿级并发云服务器系统在天津正式量产，该产品该产品的量产标志着云计算基础硬件设施进入一个全新的时代，通用服务器系统并发能力从“千万”级步入“亿”。据介绍，早在量产之前，云服务器就已经在中国电信的天翼云、中国银联的联云平台、中国教育电视台的教育新媒体云上进行了部署应用，聚合服务能力大于亿次并发。

面对云计算，传统服务器的弊端

传统通用服务器架构搭建的数据中心，优点是可以应对各种场景，然而，采用这种“万精油”式的产品进行数据中心的搭建，却没有针对性，各项指标表现平平。由于云数据中心每天需要应对大量的高并发访问及信息查询，又对计算量要求不高，这就造成了云数据中心每天疲于应付海量并发，而计算性能却白白浪费掉。

整机柜式服务器对互联网应用有所改善和适配。形式上，整机柜式服务器仍采用普通机架式/Twin服务器和网络交换机，但一个标准机柜内的所有节点可共享风扇、电源、监控等模块，在空间上和能耗上有一定优势，在设计上取消了刀片服务器昂贵的高速交换背板，加上可共享大量通用部件，因此总体成本较低，而且可整机柜快速部署，易于实现大规模扩展。不过，由于服务器大多采用2颗处理器，成本相对较高，同时能耗和传统服务器相比并没有明显降低。对于云计算应用中大量网络托管、网页服务器集群等网络带宽密集型应用而言，平均CPU利用率仅为20%左右，造成了成本的浪费。

为了进一步减低总体拥有成本，针对此类云计算应用的各种微服务器（Micro-Server）正在涌现，不过微服务器的性能配置也较低，通常主要面向web访问类应用，适用面较窄。

相对于传统服务器，云服务器系统更加适配云计算高并发要求、低计算要求的特性，使其性能得以专属发挥；相对于整机柜服务器，云服务器系统在结构上除了做到共享散热、电源、管理监控模块，还能做到计算、网络全共享，不必要的结构得以大幅精简，不仅降低了成本，也大大提高了系统的稳定性和可靠性，同时，云服务器在每瓦云服务能力上（能效比）也远高于现有整机柜服务器；相对于微服务器，在应用范围、性能表现上都更加优异。

曙光公司副总裁沙超群介绍：“现在设计这样一款云服务器系统，可以把面向云计算时传统服务器中不需要的所有部件全部拿掉，在不同的节点里面内建了我们自己的网络，以及把存储、网络和计算分别池化，可以在线根据应用的不同去配置服务器。比如未来的电信数据中心里面有冷存储型、有在线存储型、有交易型，根据它不同应用的情况，通过在内建的网络里面对它进行在线配置，一台同样的设备可以配置成不同的应用。”

云服务器系统特点与性能

据透露，云服务器最突出的亮点在于对高并发和高访问的应对。64台云服务器组成的云服务器系统负并发处理能力大于1亿，一台32CPU的云服务器日处理HTTP请求数大于900亿次。云服务器本身具备级连扩展能力，系统规模可根据实际应用的并发要求弹性扩展。每瓦提供的云服务能力更强，1度电处理用户实际访问能力大于70万次。统计数据显示，一台32CPU的云服务器每度电处理国家教育新媒体平台（果实网等）用户实际访问数为73.27万次。

聂华说：“该服务器可以称为史上最匹配云计算应用的服务器，首创的高度简洁的节能架构，首创的真正的全硬件存储虚拟化，首创的单路CPU直连高耦合度的架构，真正的软件定义云服务器。”

与传统架构相比，云服务器的节点性能功耗比能够提升3倍以上，总拥有成本降低70%；与业内最好的传统架构服务器相比，空间占用减少50%；系统复杂性降低60%。适合同时追求低功耗和性能的客户，适用于动态Web服务、专用托管和Web高速缓存为主的超大规模轻量型工作负载，以及公有云、暖存储等领域。比如资源类、交流类、业务服务类、数据分析类的前端在线请求响应，数据检索、全文检索、图像检索、书目检索、多媒体检索信息检索查询等业务。

在架构上，云计算中绝大多数服务器采用X86指令集架构，要搭建一个通用性强，能匹配大多数云应用负载的云平台，X86指令集是最好的选择。此外，基于以太网的通信协议也保证了云平台对各类应用的支持。

研发面向云计算的新型服务器系统，