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【HCI技术剖析】下一代创新超融合架构

【发布时间:2021-03-17】

在以规模为驱动的传统经济下,传统的IT架构以物理为核心,服务器、存储和网络以分层的形式进行部署和管理。这种IT架构下,IT的规划、部署和调优周期往往以月甚至年来计算,不仅IT响应速度慢,且管理复杂、开支高。对企业而言,这就意味着系统里各个业务应用之间管理相互“独立”,各个产品从研发、生产、制造到销售等各个环节的数据管理效率低下,从而导致产品的整个面世周期长,严重影响企业对于市场个性化需求的响应速度。

为了实现从规模经济向市场需求驱动的经济转型,IT提速成为必然,超融合应运而生。超融合技术通过整合服务器、存储和网络资源,不仅将IT的部署和调优周期缩短至以周甚至以天计算。同时,超融合技术简化了这三者之间的管理,在有效提高IT资源利用率的基础上,显著提高了IT响应速度,为企业快速响应市场需求提供保证。

超融合基础架构(HCI)是一种软件定义的IT基础架构,可虚拟化传统“硬件定义”系统的所有元素。HCI 至少包括虚拟化计算(Hypervisor),虚拟化存储(软件定义存储,一般为分布式存储)和虚拟化网络(软件定义网络)。HCI 通常在商用 x86 服务器上运行。

超融合诞生后,越来越多的用户开始接受超融合的理念,超融合这一新兴产品迅速在市场上获得了广泛的应用。而云计算、互联网、社交媒体以及大数据的发展,对算力的要求越来越高,用户对超融合系统提出了更高的要求,例如:

集群内单服务器能够承载更多的虚拟机,能够部署更多的业务;

需要更好的网络转发性能;

需要更高的存储性能,高IOPS,低延迟;

如何满足这些需求?紫光股份旗下新华三集团给出的解决方案是硬件加速,并推出了全新的下一代创新超融合架构,即赤霄智能加速架构。

UIS赤霄智能加速架构揭秘

UIS赤霄智能加速架构,可以带来如下优化成果:

CPU和内存损耗大幅度降低;

可承载的虚拟机数量大幅度增加;

单VM的成本降低20%以上;

网络IO性能大幅提升,小包性能从2G提升到15G以上;

存储性能大幅提升,4K随机IOPS至少提升1倍以上。

UIS赤霄智能加速引擎

UIS赤霄智能加速引擎

UIS赤霄智能加速架构的核心是实现了网络加速和存储加速。采用加速卡加速以后,在主机上仅需运行虚拟化平台,承担CPU、内存及少量外设的虚拟化,而网络访问,存储访问及存储的处理逻辑全部下沉到加速卡上去处理。

UIS赤霄智能加速架构具备如下优势和特点:

智能加速:

新型虚拟化技术,主机侧虚拟化损耗为零,提供等同于物理机的CPU性能;

全运行态:

支持对虚拟化、裸金属、容器、函数计算的加速能力,实现统一的超融合计算架构;

ABC能力:

支持云计算(Cloud)、大数据(Big Data)和AI的深度融合,提供智能化超融合架构,广泛应用于各种云数场景。

UIS赤霄智能加速与非加速方案对比

智能加速与非加速方案对比

智能加速与非加速方案对比

现有的传统超融合方案,计算、存储、网络均采用CPU处理,存储和网络占用大量CPU资源,导致真正用于计算的CPU资源下降,CPU的算力无法完全发挥。

UIS赤霄智能加速架构,网络访问、存储访问及存储的处理逻辑全部交由智能加速卡处理,主机上仅运行CVK等轻量的虚拟化平台。因此节省出的几乎全部的CPU资源全用于计算,提升了整体算力的同时,也具备更高的性能和更低TCO(总体拥有成本)。

而承担网络Offload和存储加速的加速卡则具备了如下功能:

硬件承担网络offload,基于硬件实现vSwitch转发;支持存储协议,实现通过NVMe oF方式访问后端存储。虚拟机访问存储完全bypass主机X86 CPU。

加速卡内嵌CPU,运行 linux,vSwitch控制面,存储offload控制面, 具备灵活可编程能力。

UIS超融合智能加速架构具备广泛的应用

智能加速架构应用场景

智能加速架构应用场景

UIS赤霄智能加速架构的应用场景将会十分广泛,对于所有的云数场景都适用,支持数据和计算分离,提供各种性能加速和增值能力,作为“为云原生而生的超融合架构”将有力的支撑客户在各种场景的存算需求。

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