鲲鹏智能计算导论 课件 第7章 鲲鹏云计算技术

第7章

鲲鹏云计算技术鲲鹏智能计算导论7.1云计算关键技术7.2鲲鹏云计算技术与鲲鹏云服务学习要点7.1.1 虚拟化技术虚拟化是一种资源管理技术，对计算机的各种实体资源，如服务器、网络、存储等进行抽象、转换后呈现出来。它打破了实体结构间不可切割的障碍，使用户可以以更好的方式使用这些资源。这些资源的虚拟部分是不受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制的。未虚拟化的物理机VS虚拟化后的物理机左边展示的是未虚拟化的物理机，由硬件与操作系统构成；右边展示的是虚拟化后的物理机，除底层硬件和操作系统以外，还有虚拟机监视器（VirtualMachineMonitor，VMM，也称虚拟化层）和虚拟机，其中虚拟机通过VMM来分配需要使用的硬件资源。7.1.1 虚拟化技术

类型对比项寄居型虚拟化裸金属虚拟化操作系统虚拟化部署难易部署简单、易于实现部署相对较难部署简单、易于实现支持的操作系统支持多种操作系统支持多种操作系统、多种应用隔离性差，多容器共享同一操作系统依赖性安装和运行应用程序依赖于主机操作系统对设备的支持不依赖主机操作系统依赖主机操作系统管理开销管理开销较大、性能损耗大管理开销较小管理开销非常小按照架构的不同划分虚拟化7.1.1 虚拟化技术按照硬件资源调用模式划分虚拟化

类型对比项全虚拟化半虚拟化硬件辅助虚拟化兼容性无须修改客户操作系统，兼容性好无须修改客户操作系统，兼容性较好兼容性差性能性能差性能较差性能好7.1.1 虚拟化技术针对不同组件、不同层面划分虚拟化ACB计算虚拟化存储虚拟化网络虚拟化①CPU虚拟化②内存虚拟化③I/O虚拟化在不同的存储设备上加入虚拟化逻辑层，通过逻辑层可以统一访问这些不同的存储资源。对管理员来说，可以很方便地调整存储资源、提高存储利用率。对用户来说，集中管理的存储设备可以提供更好的性能和易用性。①虚拟网卡②虚拟交换机7.1.2 基于ARM架构的主流虚拟化技术鲲鹏虚拟化技术支持将管理节点、计算节点、存储节点全部部署到ARM服务器上，其中管理节点可以部署到ARM虚拟机上。全栈ARM部署，即管理节点和计算节点都是ARM部署。管理节点x86部署，计算节点ARM和x86混合部署。管理节点ARM部署，计算节点ARM和x86混合部署。鲲鹏虚拟化技术架构7.1.2 基于ARM架构的主流虚拟化技术鲲鹏虚拟化技术全栈ARM部署架构管理节点x86部署，计算节点ARM和x86混合部署架构7.1.2 基于ARM架构的主流虚拟化技术管理节点ARM部署，计算节点ARM和x86混合部署架构管理节点ARM部署，计算节点ARM和x86混合部署形态通常出现在硬件资源包括x86和ARM两种服务器且FusionCompute管理节点采用ARM部署后，后期计算节点同样支持ARM和x86以多节点为粒度混合部署的场景。7.1.2 基于ARM架构的主流虚拟化技术鲲鹏虚拟化技术的特点鲲鹏虚拟化技术基于TaiShan服务器实现管理、计算、存储等节点的全部ARM部署，各节点采用自研芯片，实现自主可控，保证供应安全。鲲鹏虚拟化技术从硬件底层芯片、服务器到中间操作系统、虚拟化软件，再到上层的云平台，全部是华为自研的，能够结合软硬件特性进行优化，实现最优性能；同时利用芯片优势，在虚拟化层面提供硬件直通能力，满足特殊领域的性能需求。在鲲鹏虚拟化技术中，通过采用基于ARM1822芯片的智能网卡，实现虚拟交换机硬件卸载，提升虚拟网络的包收发性能和处理能力，大大提升了网络性能。7.1.2 基于ARM架构的主流虚拟化技术鲲鹏虚拟化包括的技术存储虚拟化FusionCompute支持将计算节点本地存储，将FusionStorage提供的虚拟存储空间统一管理，以虚拟卷的形式分配给虚拟机使用。网络虚拟化FusionCompute支持分布式虚拟交换，可以向虚拟机提供独立的网络平面。像物理交换机一样，不同的网络平面间通过虚拟局域网（VirtualLocalAreaNetwork，VLAN）进行隔离。计算虚拟化计算虚拟化技术就是将通用ARM服务器经过虚拟化软件，为最终用户呈现标准的虚拟机。这些虚拟机就像同一个厂家生产的系列化产品一样，具备系列化硬件配置，使用相同的驱动程序。0102037.1.3 分布式技术提供SCSI、iSCSI等标准访问接口协议，支持广泛的虚拟化平台及数据库应用，提供高性能与高可扩展能力，满足虚拟化、云资源池及数据库等场景的存储区域网（StorageAreaNetwork，SAN）存储需求。提供AmazonS3等标准API，支持主流云计算生态，满足内容存储、云备份、云归档及公有云存储服务运营场景需求。提供网络文件系统（NFS）、通用网络文件系统（CIFS）和FTP等标准接口，以卓越性能、大规模横向扩展能力和超大规模分布式文件系统为用户提供非结构化数据共享存储资源，应用于视/音频、HPC、视频监控等多业务场景。分布式块存储服务分布式对象存储服务分布式文件存储服务华为FusionStorage是一款可大规模横向扩展、弹性伸缩的数据中心级智能分布式存储产品。FusionStorage通过系统软件将通用硬件的本地存储资源组织起来构建成全分布式存储池。7.1.3 分布式技术FusionStorage主要子系统的功能描述子系统描述子模块功能描述业务系统AccessLayer（接入层）用于应用访问存储系统的标准访问接口，支持SCSI/

iSCSI标准访问接口协议ServiceLayer（服务层）提供各种特性，如快照、克隆、异步复制、双活等企业级特性IndexLayer（索引层）用于数据逻辑空间和物理空间的转换，数据的重复删除、压缩等功能在该层实现PersistenceLayer（持久化层）采用Plog接口访问（一种AppendOnly的ROW写机制），用于数据的存放，包括多副本、纠删码（ErasureCode，EC）、数据均衡与重构等子系统描述子模块功能描述管理系统资源管理对存储资源池进行管理和分配，提供数据冗余保护，包括多副本保护和纠错码保护业务管理支持按存储资源池发放块存储服务系统管理支持对系统进行初始化配置和必要的业务功能配置，支持设备拓扑管理，可提供系统设备拓扑，方便用户查看和管理设备拓扑用户管理支持对用户的增删改查，包括用户的等级、权限等安装部署完成系统的初始安装、部署升级支持对系统的升级，包括软件升级、操作系统升级、固件升级等扩容完成系统的在线扩容、缩容巡检/信息收集支持对设备的详细管理，可提供设备详细配置和运行状态信息，方便用户了解设备配置信息和健康状态7.1.3 分布式技术FusionStorage硬件平台典型配置硬件类型推荐选型TaiShan硬件节点HuaweiTaiShan200（Model5280）系列HuaweiTaiShan200（Model2280）系列HuaweiTaiShan5280系列HuaweiTaiShan2280系列x86硬件节点HuaweiFusionServer5288V5系列HuaweiFusionServer2288HV5系列7.1云计算关键技术7.2鲲鹏云计算技术与鲲鹏云服务学习要点华为云Stack架构从功能上划分为基础设施、资源池、云服务、应用域和管理域。在华为云Stack中，采用FusionSphereOpenStack作为云平台，对各个物理数据中心资源进行整合；采用ManageOne作为数据中心管理软件，对多个数据中心进行统一管理；通过云平台和数据中心管理软件协同运作，达到多数据中心融合、提升企业整体IT效率的目的。除此之外，华为云Stack提供计算、存储、网络、安全、灾备等丰富的云服务。7.2.1 鲲鹏云计算技术华为云Stack架构FusionSphere是华为面向多行业用户推出的云操作系统技术。它基于开放的OpenStack架构，针对企业云计算数据中心场景进行设计和优化，提供强大的虚拟化功能和资源池管理能力、丰富的云基础服务组件和工具、开放标准化API，可以帮助用户水平整合数据中心物理和虚拟资源，垂直优化业务平台，在支持现有企业IT应用的同时，也面向新兴应用场景，让企业的云计算建设、使用及演进更加便捷、平滑。7.2.1 鲲鹏云计算技术ACB开放性灵活性高可靠性FusionSphere7.2.1 鲲鹏云计算技术华为云Stack特性高可用性安全性先进性可扩展性开放性成熟性可靠性7.2.2 鲲鹏云服务部分鲲鹏云服务华为云Stack提供了丰富的鲲鹏云服务，这些云服务基于鲲鹏处理器等多元基础设施，涵盖裸机、虚拟机、容器等形态，具备多核高并发特点，非常适用于AI、大数据、HPC、云手机/云游戏等场景。7.2.2 鲲鹏云服务对象存储服务（OBS）是一个基于对象的海量存储服务，提供海量、安全、高可靠性、低成本的数据存储能力，包括创建、修改、删除桶，上传、下载、删除对象等。OBS适用于任意类型的文件，适合普通用户、网站、企业和开发者使用。裸金属服务器（BMS）为租户提供专属的物理服务器，拥有卓越的计算性能，能够同时满足核心应用场景对高性能及稳定性的需求，并可以和虚拟私有云等其他云服务灵活结合使用，综合了传统托管主机的稳定性与云上资源高度弹性的优势。云硬盘（EVS）是一种虚拟块存储服务，主要为ECS和BMS提供块存储空间。用户可以在线创建云硬盘并挂载实例，云硬盘的使用方式与传统服务器硬盘完全一致。弹性云服务器（ECS）是由CPU、内存、磁盘等组成的随时可获取、弹性可扩展、按需使用的虚拟的计算服务器。它结合虚拟私有云、云服务器备份服务等，打造了一个高效、可靠、安全的计算环境，确保安装在ECS上的其他服务持久稳定运行。ECS的CPU、内存等为虚拟化技术整合后的硬件资源。7.2.2 鲲鹏云服务虚拟私有云（VPC）是一套为实例构建的逻辑隔离的、由用户自主配置和管理的虚拟网络环境，旨在提升用户资源的安全性，简化用户的网络部署。用户可以在VPC中自由选择IP地址范围、创建多个子网、自定义安全组以及配置路由表和网关等。