華為計(jì)算虛擬化產(chǎn)品FusionCompute產(chǎn)品介紹

1、 華為FUSIONCOMPUTE產(chǎn)品簡(jiǎn)介張婷婷華為FusionCompute介紹1Part One華為云計(jì)算產(chǎn)品簡(jiǎn)介華為云計(jì)算整體戰(zhàn)略視圖FusionSphere，云操作系統(tǒng)，華為公司級(jí)戰(zhàn)略產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有異構(gòu)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)乃至虛擬化軟件資源的池化，降低企業(yè)IT基礎(chǔ)設(shè)施TCO，提升企業(yè)核心業(yè)務(wù)應(yīng)用部署與生命周期管理的敏捷性。FusionCube，一站式云基礎(chǔ)設(shè)施交付平臺(tái)FusionAccess，華為桌面虛擬化平臺(tái) 2011 2013 2014FusionShpere6.0-2015年9月18日，華為在云計(jì)算大會(huì)（HCC）大會(huì)上推出了面向企業(yè)和運(yùn)營(yíng)商客戶的企業(yè)級(jí)開放的云操作系統(tǒng)，在組件、架構(gòu)、生

2、態(tài)，三個(gè)維度全面擁抱開源，實(shí)現(xiàn)了深度的軟件開放。2014.92015.9 2009 UVP1.0 - 配合桌面云解決方案在華為內(nèi)部項(xiàng)目、電信市場(chǎng)小規(guī)模商用 GalaX v2.0 - v2.0虛擬化軟件單獨(dú)銷售，在全球電信、行業(yè)客戶開始商用 FusionShpere3.0 - GalaX更名為FusionShere FusionShpere3.10 - V3.10版本發(fā)布（January） FusionShpere5.0 - V5.0版本發(fā)布（September） FusionShpere6.0 - V6.0版本發(fā)布Customers客戶數(shù)量Cloud Data Centers云數(shù)據(jù)中心2014

3、年中國(guó)云計(jì)算新增市場(chǎng)軟件定義計(jì)算FusionCompute云管理 OpenStack軟件定義存儲(chǔ)FusionStorage軟件定義網(wǎng)絡(luò)FusionNetwork軟件定義的云操作系統(tǒng)FusionSphere 華為FusionSphere 5.0 云操作系統(tǒng)架構(gòu)2Part Two服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品FusionComputeFusionCompute簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介功能介紹功能介紹關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)FusionCompute定位及功能 FusionCompute，主要負(fù)責(zé)硬件資源的虛擬化，以及對(duì)虛擬資源、業(yè)務(wù)資源、用戶資源的集中管理。 采用虛擬計(jì)算、虛擬存儲(chǔ)、虛擬網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，完成計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源的虛

4、擬化。同時(shí)通過(guò)統(tǒng)一的接口，對(duì)這些虛擬資源進(jìn)行集中調(diào)度和管理。FusionCompute服務(wù)器虛擬化性能SPECvirt 性能測(cè)試3年來(lái)首家進(jìn)入 Gartner x86 虛擬化魔力四象限廠商虛擬化軟件測(cè)試得分排名FusionSphere 5.06321Linux 6.4 (KVM)6252ESXi 5.1472 3FusionSphere 5.0 128單集群的節(jié)點(diǎn)數(shù) 性能- 鏈接克隆卷 場(chǎng)景：對(duì)個(gè)性化操作系統(tǒng)的需求較 弱，如學(xué)校機(jī)房、網(wǎng)吧； 軟件經(jīng)常需要統(tǒng)一更新； VM重啟后還原為初始狀態(tài) 精簡(jiǎn)配置將大于物理存儲(chǔ)空間的容量呈現(xiàn)給用戶 場(chǎng)景：規(guī)劃的存儲(chǔ)比實(shí)際的多，業(yè)務(wù)對(duì)存儲(chǔ)的需求不明確，如Ema

5、il，網(wǎng)絡(luò)磁盤等。 性能：SAN精簡(jiǎn)卷性能有少量下降，主要用于用戶容量大但I(xiàn)OPS要求不高的磁盤。Dsware精簡(jiǎn)卷無(wú)性能下降。 FusionCompute的網(wǎng)絡(luò)虛擬化1VMDQ硬件輔助虛擬化技術(shù)VMDQ利用VMDq（虛擬機(jī)設(shè)備隊(duì)列）技術(shù)，針對(duì)對(duì)虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能有極高要求的場(chǎng)景，在支持VMDq的網(wǎng)卡上，用硬件實(shí)現(xiàn)了一個(gè)Layer 2分類/排序器，根據(jù)MAC地址和VLAN信息將數(shù)據(jù)包發(fā)送到指定的網(wǎng)卡隊(duì)列中去，這樣虛擬機(jī)收發(fā)包時(shí)就不需要Dom0的參與。為虛擬機(jī)提供接近物理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信性能。兼容部分虛擬化高級(jí)特性，比如在線遷移，虛擬機(jī)快照等。 FusionCompute的網(wǎng)絡(luò)虛擬化2SR-IOVSR-

6、IOV（Single Root I/O Virtualization）在物理網(wǎng)卡上對(duì)上層軟件系統(tǒng)虛擬出多個(gè)物理通道，每個(gè)通道具備獨(dú)立的I/O功能。這樣一個(gè)PCIe設(shè)備便虛擬成多個(gè)PCIe設(shè)備，每個(gè)虛擬PCIe設(shè)備如同物理PCIe設(shè)備一樣向上層軟件提供服務(wù)。物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)可繞過(guò)VMM對(duì)虛擬機(jī)I/O請(qǐng)求的代理中轉(zhuǎn)過(guò)程，直接訪問(wèn)PCIe網(wǎng)卡上的寄存器和I/O隊(duì)列, 減少CPU開銷，降低虛擬機(jī)訪問(wèn)外部網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延，實(shí)現(xiàn)了接近本機(jī)的性能。SR-IOV與下列特性互斥： 虛擬機(jī)休眠及喚醒 、虛擬機(jī)內(nèi)存復(fù)用 、虛擬機(jī)熱備 、熱添加、刪除虛擬網(wǎng)卡；內(nèi)存需要將SR-IOV網(wǎng)卡用于存儲(chǔ)或系統(tǒng)接口，則須關(guān)閉該網(wǎng)卡

7、的SR-IOV模式。FusionCompute中的虛擬交換華為支持基于開源Open vSwitch的純軟件的虛擬交換的功能，同時(shí)提供支持完整虛擬交換卸載的智能網(wǎng)卡的虛擬交換。Open vSwitch與智能網(wǎng)卡提供的虛擬交換功能完全一致，二者通過(guò)不同的插件受管理Agent管理。DVSMCompute NodeVirtual Switch AgentVXLANVLANBonding/LACPSwitchSHAPINGOVSSecurityVXLANVLANBonding/LACPSwitchSHAPINGiNICSecurityiNIC Plug-inEVS Plug-in 華為分布式虛擬交換機(jī)通

8、過(guò)分布式虛擬交換機(jī)實(shí)現(xiàn)分布式虛擬交換管理，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理員對(duì)一至多臺(tái)CNA服務(wù)器上的虛擬交換機(jī)的物理端口和虛擬端口進(jìn)行配置/維護(hù)。 例：分布式虛擬交換機(jī)實(shí)現(xiàn)管理平面和業(yè)務(wù)平面的流量分離1、網(wǎng)口綁定。將CNA節(jié)點(diǎn)的eth0/eht1進(jìn)行網(wǎng)口綁定，例如綁定名為Mgnt_port，將eth4/eht5進(jìn)行網(wǎng)口綁定，例如綁定名為Srv_port；2、創(chuàng)建2個(gè)分布式交換機(jī)，其中管理分布式交換機(jī)選擇CNA節(jié)點(diǎn)Mgnt_port作為上行鏈路，業(yè)務(wù)分布式交換機(jī)選擇CNA節(jié)點(diǎn)Srv_port作為上行鏈路；3、分別對(duì)管理分布式交換機(jī)和業(yè)務(wù)分布式交換機(jī)添加VLAN池和創(chuàng)建端口組；4、虛擬機(jī)創(chuàng)建時(shí)管理網(wǎng)卡指定為管理分

9、布式交換機(jī)的端口組，業(yè)務(wù)網(wǎng)卡指定為業(yè)務(wù)分布式交換機(jī)端口組。 VxLAN技術(shù)產(chǎn)生背景：VLAN規(guī)模的限制；虛擬機(jī)遷移的需求；TOR交換機(jī)Mac地址耗盡 VxLAN的組播學(xué)習(xí)過(guò)程-多播 組網(wǎng)準(zhǔn)備：虛擬機(jī)加入到同一個(gè)VXLAN，VXLAN主機(jī)加入到多播組。ARP請(qǐng)求 VM1發(fā)出ARP請(qǐng)求。包含自身MAC地址。目標(biāo)MAC地址全部置1. VTEP1封裝報(bào)文，填寫目標(biāo)IP為多播IP,源IP為VTEP1的IP。 報(bào)文在VxLAN中被多播。到達(dá)VTEP2所在本地虛擬網(wǎng)絡(luò)。 VTEP2對(duì)報(bào)文解封裝學(xué)習(xí)VM1 MAC-VTEP的映射關(guān)系，并在本地局域網(wǎng)中廣播報(bào)文。 報(bào)文到達(dá)目標(biāo)虛擬機(jī)VM2。 VxLAN的的APR

10、應(yīng)答過(guò)程應(yīng)答過(guò)程-單播單播ARP應(yīng)答 目標(biāo)VM3準(zhǔn)備ARP響應(yīng)報(bào)文后向源VM1發(fā)送響應(yīng)報(bào)文; VTEP2接收到VM2的響應(yīng)報(bào)文后把它封裝在IP單播報(bào)文中，并根據(jù)學(xué)習(xí)到的映射表，封裝成VTEP1的外層地址，單播發(fā)送給VTEP1; VTEP1接收到單播報(bào)文后，學(xué)習(xí)VM3-VTEP2之間的地址映射，并去掉隧道轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文給VM1； VM1接收到ARP應(yīng)答報(bào)文，ARP交互結(jié)束. FusionCompute的CPU QoS、存儲(chǔ)QoS、網(wǎng)絡(luò)QoS調(diào)度虛擬CPU分時(shí)復(fù)用CPU Qos功能包括三個(gè)方面的特性：上限、份額和預(yù)留。CPU份額和預(yù)留只在各VM競(jìng)爭(zhēng)計(jì)算資源時(shí)才發(fā)揮作用，如果沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)，有需求的VM可以獨(dú)占

11、物理CPU資源。用戶場(chǎng)景：1. 對(duì)于類似亞馬遜的租戶場(chǎng)景，管理員可以通過(guò)控制虛擬機(jī)CPU上限實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)的付費(fèi)用戶的SLA等級(jí)。 2. 對(duì)于桌面虛擬機(jī)與編譯虛擬機(jī)混合部署的場(chǎng)景，管理員可以對(duì)不同類型的虛擬機(jī)設(shè)定不同的CPU份額。 客戶價(jià)值：虛擬機(jī)資源隔離；提供SLA服務(wù)；在資源競(jìng)爭(zhēng)情況下根據(jù)虛擬機(jī)優(yōu)先級(jí)分配計(jì)算資源。 對(duì)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)備（IPSAN、FCSAN和VBS）掛載到Dom0上的卷進(jìn)行IO上限控制客戶價(jià)值：控制虛擬機(jī)獲得存儲(chǔ)IO的能力，使得IO密集型虛擬機(jī)或存儲(chǔ)IO異常的虛擬機(jī)不會(huì)影響其他虛擬機(jī)的用戶體驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)QoS：支持設(shè)置網(wǎng)卡上限CPU QoS1存儲(chǔ)存儲(chǔ) QoS2網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)QoS3Fus

12、ionCompute的可用性技術(shù)虛擬機(jī)熱遷移 主要被用于雙機(jī)容錯(cuò)、負(fù)載均衡和節(jié)能降耗等應(yīng)用場(chǎng)景。提供內(nèi)存壓縮技術(shù)，使熱遷移效率提升一倍，可支持并發(fā)8臺(tái)虛擬機(jī)同時(shí)遷移。虛擬機(jī)熱備份資源熱插拔 支持VCPU、虛擬內(nèi)存、虛擬網(wǎng)卡和虛擬磁盤的熱插虛擬機(jī)內(nèi)存快照 必須配合存儲(chǔ)快照一起使用，保證數(shù)據(jù)一致性 COW & ROW FusionCompute虛擬機(jī)熱備份技術(shù)FT原理：在虛擬環(huán)境下設(shè)置主備虛擬機(jī)，在備節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建主虛擬機(jī)的完整拷貝，包括CPU狀態(tài)、內(nèi)存、磁盤操作、QEMU等都進(jìn)行低延遲的定時(shí)同步。備節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)處于P狀態(tài)定時(shí)檢測(cè)主節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)心跳，在指定時(shí)間內(nèi)收不到心跳即認(rèn)為異常發(fā)生,備虛擬機(jī)切換到正常

13、運(yùn)行狀態(tài)。FUSIONCOMPUTE虛擬化平臺(tái)支持虛擬機(jī)熱備份（FT）技術(shù)，可支持多次硬件故障實(shí)時(shí)切換，當(dāng)故障發(fā)生主備虛擬機(jī)倒換后，自動(dòng)再次形成主備狀態(tài)，并可支持多核虛擬機(jī)。 FusionCompute安全性、可維護(hù)性、節(jié)能性技術(shù)安全性VLAN隔離、劃分安全組、安全加固（選取CIS-CAT對(duì)Linux系統(tǒng)的安全建議，從文件權(quán)限、賬戶控制、密碼保護(hù)等方面提升安全性）、防火墻（集成SuSEfirewall組件）可管理性 Kbox黑匣子：位于Dom0的內(nèi)核，在Dom0或Xen發(fā)生異常時(shí)候能捕獲異常信息，并把異常信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸出、本地存儲(chǔ)，或直接輸出到系統(tǒng)日志中，為系統(tǒng)異常定位提供支撐。一鍵式收集工具

14、：在平臺(tái)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)利用log命令收集系統(tǒng)的日志信息，發(fā)給開發(fā)人員協(xié)助問(wèn)題定位。搜集的信息包括：系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境信息、系統(tǒng)日志、虛擬化相關(guān)信息GuestOS故障檢測(cè)：當(dāng)客戶機(jī)發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)（例如Windows系統(tǒng)藍(lán)屏），虛擬機(jī)管理程序會(huì)監(jiān)控到客戶機(jī)故障。虛擬機(jī)管理程序可以重啟或關(guān)閉客戶機(jī)，從而避免有故障的客戶機(jī)持續(xù)占用計(jì)算資源。系統(tǒng)故障告警：提供基本的系統(tǒng)故障告警能力，能定期掃描預(yù)設(shè)的告警項(xiàng)。調(diào)用外部接口進(jìn)行主動(dòng)上報(bào)并且記錄日志，同時(shí)對(duì)告警項(xiàng)進(jìn)行跟蹤，對(duì)已經(jīng)恢復(fù)的告警項(xiàng)進(jìn)行清理。預(yù)設(shè)的告警項(xiàng)分為三類：虛擬機(jī)運(yùn)行異常類、虛擬機(jī)管理異常類、資源異常類。節(jié)能性CPU節(jié)能管理：F提供了休眠喚醒的功能來(lái)進(jìn)行節(jié)能降耗。當(dāng)判斷虛擬機(jī)無(wú)人使用時(shí)，主動(dòng)休眠虛擬機(jī)。由于休眠是將當(dāng)前的業(yè)務(wù)