微博

QQ

组合一个云基础设施 智能系统现在可以极大提高能力

2021-05-18 卡尔·保尔森 依马狮视听工场


组合一个云基础设施 智能系统现在可以极大提高能力

云服务用户在开户并开始在系统中迁移数据时,将获得大量的功能、流程和机会。这些用户(无论是企业、个人还是政府)都在积极参与不断变化的数字转型。本文将讨论被称为“组合式”基础设施中的现状和概念。

敏捷性只是利用云及其基础设施的主要理由之一。其它目的包括“无摩擦”的服务,它是通过最大限度利用可用资源的控制系统,以及一个利用自动化供应和智能管理的资源组织起来的一个基础设施提供最高投资回报率的系统实现的。这些都表明了选择云解决方案的基本要求和根本原因,不过,有些人仍然希望在他们自己的受管理的私有数据中心中有类似的功能。

由计算和存储组成的基础设施建立于一个“地面”用户和云提供商(交替运行在一个将那些在计算和存储之间摇摆的系统粘合在一起的结构上)之间有入口和出口的基础网络上。

这一环境被称为“组合式基础设施”,即一种在一个声称无限制的分布式网络中硬件和创新软件分层的基于以太网的结构(图1)。

组合一个云基础设施 智能系统现在可以极大提高能力

完全集成的数据中心解决方案由控制器、交换机及其它浸没在一系列响应消费者的需求和目标的有管理的软件子系统中的硬件组成。缺少的是主要见于内部实现中的传统固有结构,它们只服务它们被构想应提供的单一解决方案集。

根据交换机的拓扑结构和配置结构,数据中心的传统架构会产生特定的限制。例如,虽然有可能建立一个非阻塞的架构,如脊叶式,但它通常需要将机架顶端(TOR)交换机的一半带宽全部用于该架构,这在许多设计和应用中是昂贵的。

协议、边界和分配

设计系统解决方案时通常考虑最大限度地利用可用的结构连接(或链路)。这些设计接着必须进一步模拟故障可能性,同时减少网络回路的概率。协议边界(L2/L3边界)被用作考量,凭此L2(第二层)流量被限于到叶节点的通信,而用L3(第三层)处理机架间通信。

结构上均匀分配带宽是L2/L3边界的目标。当数据中心带宽不能均匀分配或不能均匀占用带宽时,需要进行负载均衡。分配模式将是随机的,推动网络设计到某种形式的等成本多径技术(ECMP)。热点是网络中流量不均匀的结果,它可使用OSPF(开放式最短路径优先)等技术管理。

延迟变化和工作负荷分割

延迟是带宽变化的直接后果。延迟应该是确定的并且一般看具体的工作负荷而定。然而,在叶脊结构下,情况(通常)并非如此。

当考虑端到端产生巨大比例的延迟变化和不可预测性,多级业务运输可以在不同的路径上进行。通常由网络拓扑的接线决定的边界可能对工作负荷有害。

应对这些变化的一种策略是使用工作负荷分割——考虑到云架构中可变性和预期(和管理)的大量应用程序,云解决方案提供商已将其纳入自己的架构中的方案。

控制平面/数据平面

除了上述对延迟的描述外,基于云的带宽应该根据工作负荷需求进行分配。带宽将是动态的。与计算需求高、 I/O低时所要求的负载类似,计算服务的裸机之间的带宽将根据系统的需要进行分配。从概念上讲,这在云解决方案环境中比结构牢固的本地数据中心更好管理,仅仅因为成本与价值的不可预测性。

数据中心拓扑通常把控制平面和数据平面作为它们的基础。数据中心的控制平面往往是被严格控制的。可能只有一批有限的协议是可用的,而且通常不是为解决外部的、用户定义的和动态的需求而设计的——这些协议会根据要求更改,更有可能是为特定的操作线程和模式而设计。

SDN解决方案,即“软件定义网络”,通过将控制平面与网络本身解耦解决已知的限制。早期的网络架构中实现的SDN利用的是关于网络中流量如何以及在何处流动的固定假设。然而,云解决方案不断地控制流并调整(使用SDN原则),以缓解通常严格控制的架构,从而缓解硬连线的数据中心环境中固定的“单行车路式”架构。

组合式结构

前面讨论中所描述的几个问题的一种相对较新的解决方法,着眼于整体地、单独地解决数据平面、控制平面和集成平面(即以自动化为中心)的问题——并基于动态工作负荷。在一个可组合的架构中,这些平面将独立地演进,并动态地互相利用。此时,数据平面通过其拓扑模型,接受网络上的物理连接要求。数据平面通过分布式软件的应用,处理包(数据)转发—折叠和路由整个系统到一个构件的功能。

在大型云环境中,智能路由使用分布于整个云中的结构管理组件发现的可组合的(即可组装、可更改和可拆开)网络,在各种连接组件之间分配路径。

高性能、高级结构可以在支持高性能、基于集群的计算架构的封闭系统中找到。以太网和基于IP的网络以前都有这些功能,但现在不再有了。随着基于云的数据中心接纳新基础满足不断变化的客户、工作负载等要求,这些新方法也在不断演进。

性能剧增

在大多数情况下,终端客户并不知道这些加速的后台系统——他们只看到他们的数据进入云后性能的提高。云提供商可以对更快、更强大的服务收费。

另外,还可以通过类似的采用基于逻辑的TOR系统和机架到机架结构拓扑的互连解决方案进一步建立一个新的本地数据中心。逻辑结构可以选择性地置于系统四处,从而利用可组合的以软件为中心的控制平面解决方案(即一系列自动化的、自我管理的软件子系统)。

在基本SDN控制器通过基于服务器的API或其它相关参数定义工作负荷的能力之外,新的机会不断增加。通过使用嵌入式协议,等价算法可以自动管理工作负载,无需终端用户手动操作数据服务或集成平面。结果是透明的,无需工作负荷感知能力。

让用户远离那些具体的必需品是一个加分点。智能系统现在可以极大提高能力,从而进一步提高云的流动性和灵活性。B&P

智能系统

视听科技视频号 广告
发表评论