[摘要] ? 超融合架構(gòu)經(jīng)歷多年的技術(shù)發(fā)展，正逐步邁入規(guī)模落地階段。如今，超融合已經(jīng)成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型背后的重要力量，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中…
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超融合架構(gòu)經(jīng)歷多年的技術(shù)發(fā)展，正逐步邁入規(guī)模落地階段。如今，超融合已經(jīng)成為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型背后的重要力量，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心核心業(yè)務(wù)的承載。隨著被越來越多的用戶所接受，超融合被認(rèn)為是未來 it 基礎(chǔ)架構(gòu)的發(fā)展趨勢。
華云數(shù)據(jù)作為中國云計算獨角獸，為了更好地滿足用戶需求，通過自主研發(fā)于2019年推出了安超os。為了能讓用戶快速了解安超os超融合系統(tǒng)的技術(shù)特點，本期大咖說，華云數(shù)據(jù)資深解決方案工程師桂燾分為兩期內(nèi)容，為大家?guī)?ldquo;安超os超融合系統(tǒng)技術(shù)細(xì)節(jié)”，對華云數(shù)據(jù)安超os超融合系統(tǒng)的核心組件和各組件功能特點等技術(shù)細(xì)節(jié)，進(jìn)行詳細(xì)介紹。
精彩觀點
1.
超融合是以軟件定義為中心的it基礎(chǔ)架構(gòu)，hci將計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源集成在標(biāo)準(zhǔn)的 x86 硬件中。hci 包含的最小集合是：虛擬化計算（hypervisor），虛擬存儲（sds）和虛擬網(wǎng)絡(luò)。
2.
安超os的設(shè)計理念遵循軟件定義是基礎(chǔ)，分布式存儲是核心，架構(gòu)簡化是目的，致力于打造一個能夠為企業(yè)提供高性能、高可用、高效率及易于安裝維護(hù)的it基礎(chǔ)設(shè)施平臺，加速政府和企業(yè)上云的進(jìn)程，為推動企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供完整的一站式企業(yè)上云的云操作系統(tǒng)平臺和生態(tài)解決方案。
3. 安超系統(tǒng)架構(gòu)：（1）安超os部署在每個節(jié)點上，與vmware或kvm的hypervisor緊密結(jié)合。（2）安超os在每個服務(wù)器上部署一個cvm（存儲控制虛擬機或容器），通過該cvm將所有節(jié)點的本地存儲聚合成一個統(tǒng)一管理的虛擬化存儲池（global namespace）；（3）在底層，安超os利用內(nèi)存和ssd作為數(shù)據(jù)的高速緩存，實現(xiàn)動態(tài)的數(shù)據(jù)分層，將存儲池分為緩存池（performance tier）和容量池（capacity tier）；（4）在上層，安超os為不同類型的應(yīng)用，提供基于策略的性能優(yōu)化和高可用性設(shè)置，實現(xiàn)安超集群內(nèi)多種應(yīng)用負(fù)載的支撐能力；（5）所有節(jié)點上的cvm通過高速以太網(wǎng)（萬兆以太網(wǎng)），管理和控制各節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸和通訊。
4.
安超os是一款橫向擴展的軟件集成基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)，采用通用的x86服務(wù)器，不與其他節(jié)點共享cpu、內(nèi)存、本地磁盤等組件；支持供應(yīng)商和組件的異構(gòu)性；可以提供快照、克隆、數(shù)據(jù)壓縮、存儲分層等原來由專有的企業(yè)級存儲系統(tǒng)提供功能，同時也可以按需單獨擴展存儲節(jié)點（存儲能力），或者只擴展計算節(jié)點（計算能力）。
5.
安超os核心模塊功能包括：文件系統(tǒng)、對象管理器、nfs管理、集群仲裁管理、節(jié)點管理、aril（intent log）&讀緩存。
6.
安超文件系統(tǒng)采用自研的、可伸縮的、具備彈性的分布式文件系統(tǒng)（arfs），提供企業(yè)級共享存儲服務(wù)。同時，通過跨集群的實例間同步操作來消除腦裂。此外，還能夠在集群中的每臺服務(wù)器上運行管理實例，提供高可用和可伸縮的全局命名空間。
7. arfs的讀i/o路徑：通過最靠近guest虛擬機的本地存儲管理實例（arsp）處理寫 i/o；數(shù)據(jù)條帶化盡可能寬，并創(chuàng)建數(shù)據(jù)副本。數(shù)據(jù)及其副本通過網(wǎng)絡(luò)，寫入至少兩個不同節(jié)點閃存介質(zhì)上的aril；每個節(jié)點都確認(rèn)數(shù)據(jù)已寫入閃存介質(zhì)；在將所有數(shù)據(jù)（包括副本）寫入閃存后，寫 i/o 確認(rèn)信息返回給應(yīng)用程序vm；數(shù)據(jù)最終會寫入hdd。
8.
寫操作超時時的處理：（1） 通過最靠近guest虛擬機的本地存儲管理實例（arsp）處理寫 i/o；（2）數(shù)據(jù)及其副本通過網(wǎng)絡(luò)寫入至少兩個不同節(jié)點閃存介質(zhì)上的aril；（3） 某個節(jié)點數(shù)據(jù)寫入閃存介質(zhì)超時（8s），此節(jié)點被標(biāo)記為stale；（4）其他節(jié)點上數(shù)據(jù)（包括副本）寫入閃存后，寫 i/o 確認(rèn)信息返回給應(yīng)用程序vm；（5）當(dāng)被標(biāo)記為stale的節(jié)點恢復(fù)后，數(shù)據(jù)將被更新同步到該節(jié)點，并最終會寫入hdd。
9.
主控制器隨vm浮動時的i/o路徑：（1）傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)以服務(wù)器-客戶端的方式，維護(hù)所有 vm 的主控制器，該控制器有可能成為 io 流量的瓶頸；（2）安超允許主控制器的角色在節(jié)點間傳遞，并為每個 vm 維護(hù)一個主控制器；（3）當(dāng) vm 在節(jié)點間遷移時，這種主控制浮動或遷移的機制，可以消除不必要的網(wǎng)絡(luò)訪問流量，從而達(dá)到改進(jìn)io性能的目的。
10.
安超os能夠提供端到端的數(shù)據(jù)完整性保護(hù)，在不需要對硬件配置進(jìn)行改變的條件下，安超os提供的數(shù)據(jù)完整保護(hù)機制可以避免靜默數(shù)據(jù)損壞。并利用強校驗，讓校驗不僅在讀取塊時進(jìn)行，在數(shù)據(jù)存取時也進(jìn)行驗證，這個驗證過程覆蓋aril、讀取緩存、metadev、hdd 以及所有跨網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。最重要的是，安超不僅校驗數(shù)據(jù)塊自身，同時也校驗數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)驗證失敗時，安超可以通過可用副本中的正確數(shù)據(jù)對損壞的數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)進(jìn)行自我修復(fù)。

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