天成云機核心技術(shù)分析與典型案例

V1.3天成云機核心技術(shù)分析天成云機核心技術(shù)融合型基礎(chǔ)架構(gòu)利用分布式集群文件系統(tǒng)，提供虛擬化平臺的底層存儲資源，并與iVCS無縫整合為一套系統(tǒng)采用無元數(shù)據(jù)節(jié)點的集群文件系統(tǒng)作為底層存儲，代替?zhèn)鹘y(tǒng)虛擬化方案的San共享存儲，為各個物理節(jié)點上的hypervisor提供全局統(tǒng)一的命名空間，從而使任何一個節(jié)點上的hypervisor都能訪問到所有的虛機鏡像節(jié)點間的同步虛擬機鏡像，從而達(dá)到支撐虛擬化平臺實現(xiàn)節(jié)點間虛擬機遷移及高可用（專利號201310625622.9）在無共享存儲模式下實現(xiàn)了虛擬化下的HA的要素虛擬機遷移能力存儲全局命名技術(shù)的虛擬化支持多節(jié)點間數(shù)據(jù)同步鏡像及任意節(jié)點數(shù)據(jù)訪問可達(dá)多虛機同時訪問同一個虛擬磁盤鏡像國內(nèi)獨家融合架構(gòu)，融合了計算、存儲、虛擬化平臺及云平臺（云平臺為選件）軟件定義一切，采用標(biāo)準(zhǔn)的X86架構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)存儲介質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不依賴任何硬件控制器模塊及存儲網(wǎng)絡(luò)，以純軟件的方式實現(xiàn)將計算虛擬化與存儲虛擬化融于一體云機系統(tǒng)（虛擬化和分布式文件系統(tǒng)）既可單節(jié)點部署，也可多節(jié)點部署，并且支持隨需擴展，從而達(dá)到了單機成云，堆疊擴展的能力虛擬存儲可同時對虛擬化和其他應(yīng)用系統(tǒng)提供存儲服務(wù)（專利號201310625947.7）虛擬化場景下的IO性能突破通過優(yōu)化將硬件IO利用率由原來的30%提升至90%，近乎于物理機的IO性能采用本地優(yōu)先的訪問方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和訪問，虛擬機永遠(yuǎn)運行在鏡像所在的節(jié)點上（專利號201210501184.0），在虛擬機發(fā)生遷移后，鏡像文件亦可隨動（專利號201210501182.1）虛擬化采用VT-d技術(shù)訪問存儲介質(zhì)分布式文件系統(tǒng)單獨為hypervisor開發(fā)訪問接口，繞過nfs協(xié)議和fuse直接訪問本地文件系統(tǒng)基于以上幾點為虛擬機的IO打通了到最終存儲介質(zhì)的通道，從而達(dá)到最優(yōu)的IO路徑實現(xiàn)vDisk可被多臺虛擬機共享，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群可用利用集群文件系統(tǒng)將各節(jié)點上的存儲單元聚合成虛擬存儲后再提供給各節(jié)點上的hypervisor使用，從而使不同節(jié)點上的虛機訪問同一個鏡像文件,兩個節(jié)點上的hypervisor使用互斥鎖保護對同一個鏡像的IO訪問，實現(xiàn)軟件定義的數(shù)據(jù)庫集群。注：華為、中興、天云等曾嘗試過與我們類似的產(chǎn)品架構(gòu)，因無法打通虛擬化平臺與集群文件系統(tǒng)之間的性能瓶頸、無法定義數(shù)據(jù)庫集群模型等類問題，而未推出產(chǎn)品。天成云機核心技術(shù)案例技術(shù)分析——山東教育應(yīng)用場景山東省威海市的石島教育局構(gòu)建校園錄播平臺，利用天成云機的高度融合特性，在一臺云機上分別搭建了采、編、播、管等4個應(yīng)用模塊，同時還提供影像存儲空間，每個學(xué)校只需要部署一臺天成云機即可實現(xiàn)校園錄播系統(tǒng)的全部應(yīng)用。競爭對手與集成商合作項目，無競爭對手。集成商以前使用4臺服務(wù)器加1臺存儲的方式進(jìn)行項目交付。技術(shù)競爭優(yōu)勢云機提供通過一臺設(shè)備即可提供全部的功能模塊以和數(shù)據(jù)存儲需求天成云機采用的融合架構(gòu)使其在提供虛擬化服務(wù)的同時又能提供NAS共享服務(wù)。使用quota技術(shù)來保障虛擬化對存儲的需求和客戶數(shù)據(jù)存儲的需求相互隔離，從而保障虛機運行不受存儲業(yè)務(wù)干擾傳統(tǒng)方案架構(gòu)復(fù)雜，學(xué)校IT運維人員維護困難，云機簡化配置和運維傳統(tǒng)的方案需要單獨配置前端服務(wù)器和后端IPSan或FCSan作為共享存儲，單個存儲節(jié)點無法擴展，且配置工作復(fù)雜；而應(yīng)用多樣化需要用多套配置方案進(jìn)行，同一網(wǎng)域內(nèi)的命名空間管理使San存儲的配置和服務(wù)器配置更加復(fù)雜，甚至需要獨立的授權(quán)服務(wù)器，使用天成云機無需獨立部署及管理各個單元，隨著需求的增加只需增加云機節(jié)點即可。云機采用了融合架構(gòu)，降低了集成商的部署難度，集成商利用虛擬機模版構(gòu)建方式，實現(xiàn)了項目的快速交付技術(shù)性能參數(shù)對比技術(shù)性能及功能天成云機傳統(tǒng)集成方案（HP服務(wù)器+HP存儲）方案配置天成云機TR-20066臺HPDL380G824臺+HPP20006臺方案架構(gòu)虛擬化架構(gòu)傳統(tǒng)架構(gòu)資源占用情況↑Hypervisor共需要720MB的系統(tǒng)資源占用↓OS占用資源5GB使用驅(qū)動↑標(biāo)準(zhǔn)Linux驅(qū)動↓Windows驅(qū)動資源動態(tài)調(diào)整↑支持（離線）↓不支持存儲資源池類型分布式集群文件系統(tǒng)NTFS存儲支持↓ISCSI、NAS↑ISCSI、NAS、SANIO4KIOPS（R/W）↓3700↑5000IO64KIOPS（R/W）18502100IO512KIOPS（R/W）↑820↓500整個系統(tǒng)實施時間要求↑2天↓12天升級與擴展↑根據(jù)資源池資源剩余情況，直接堆疊相應(yīng)型號和配置的云機節(jié)點↓計算、存儲、軟件需要分別升級，擴展時也需要分別進(jìn)行管理與維護↑基于WEB的全中文管理界面↓分散管理方案成本預(yù)算↑30萬↓150萬↑=優(yōu)勢↓=劣勢案例技術(shù)分析——威海政府應(yīng)用場景威海市是智慧城市建設(shè)“智慧山東”建設(shè)試點，同時入選了住建部首批“智慧城市”試點名單。本次項目主要用于”政府網(wǎng)站和威海市電子政務(wù)平臺。根據(jù)威海市經(jīng)信委信息中心的項目需求，我們使用4臺天成云機構(gòu)建虛擬化集群系統(tǒng)。根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載其中一臺用于應(yīng)用所需的虛擬機池，此外通過分布式文件系統(tǒng)整合了所有節(jié)點的存儲資源，構(gòu)建所需的存儲資源池。最終與用戶原有平臺整合，形成存儲資源可共享。競爭對手集成方案——IBM服務(wù)器+Vmware+EMC存儲技術(shù)競爭優(yōu)勢融合型架構(gòu)實現(xiàn)了用戶快速部署（三天完成應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的遷移）、易于管理的需求競爭對手的集成方案無法將新建的存儲資源池與原有系統(tǒng)進(jìn)行整合云機同時提供虛擬化和存儲兩種類型服務(wù)，單一架構(gòu)滿足客戶復(fù)雜應(yīng)用我們通過對天成云機的IO優(yōu)化，不僅實現(xiàn)了NoSan模式下的虛擬機HA，也使整體虛擬化環(huán)境的IO達(dá)到了近乎于SAN的性能，實現(xiàn)競爭替代。技術(shù)性能參數(shù)對比技術(shù)性能及功能天成云機傳統(tǒng)集成方案（IBM+EMC+VMware）方案配置天成云機TR-20244臺IBMX36504臺+EMCFC存儲+VMware授權(quán)虛擬化方案架構(gòu)裸金屬架構(gòu)裸金屬架構(gòu)虛擬化系統(tǒng)本身資源占用情況↑共需要720MB的系統(tǒng)資源占用↓ESXserver按照VMware最佳實踐需要1.1G的/boot，10G的/，1.6Gswap，5G的/Var,3G的/var/log，3G的/tmp，3G的/opt和3G的/home，需20多G的空間占用使用標(biāo)準(zhǔn)的Linux驅(qū)動↑是↓全部重寫的驅(qū)動，在版本升級過程中可能會產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，對新設(shè)備的支持周期較長虛擬機資源動態(tài)調(diào)整↓不支持↑支持虛擬化存儲資源池類型分布式集群文件系統(tǒng)VMFS文件系統(tǒng)存儲支持↓ISCSI、NAS↑ISCSI、NAS、SAN虛擬機IO4KIOPS（R/W）↓3700↑4100虛擬機IO64KIOPS（R/W）18501900虛擬機IO512KIOPS（R/W）↑820↓400整個系統(tǒng)實施時間要求↑3天↓6天升級與擴展↑根據(jù)資源池資源剩余情況，直接堆疊相應(yīng)型號和配置的云機節(jié)點↓計算、存儲、軟件需要分別升級，擴展時也需要分別進(jìn)行管理與維護↑基于WEB的全中文管理界面↓C/S架構(gòu)管理，需要VCENTER對平臺進(jìn)行管理方案成本預(yù)算↑40萬↓74萬↑=優(yōu)勢↓=劣勢案例技術(shù)分析——福建醫(yī)療應(yīng)用場景福建邵武醫(yī)院云化改造，預(yù)計將HIS、LIS、PACS的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲（不含HIS數(shù)據(jù)庫）部署在云環(huán)境下，需要提供一套完整的解決方案，并且實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)的快速切換以及低成本運維。我們采用云機構(gòu)建虛擬化資源池，承載邵武醫(yī)院所需的各個應(yīng)用模塊，同時為PACS提供大容量影像資料存儲的空間，最終通過IaaS平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。競爭對手集成方案——IBM服務(wù)器+VMware虛擬化軟件+FC存儲技術(shù)競爭優(yōu)勢醫(yī)院IT技術(shù)關(guān)注應(yīng)用，不愿維護復(fù)雜的虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)，競爭對手方案涉及服務(wù)器、存儲、虛擬化軟件等多個組成部分，不滿足用戶的易用需求PACS應(yīng)用對存儲空間要求較大，競爭對手無法實現(xiàn)精簡配置，擴展復(fù)雜，不符合用戶的投資保護需求，我們的產(chǎn)品可以快速的彈性擴展存儲空間，并且可與原有資源無縫整合。醫(yī)院業(yè)務(wù)連續(xù)性要求較高，不允許交付時間過長。競爭對手方案需要較長時間的交付過程，云機可滿足用戶快速上線的需求云機系統(tǒng)在出廠前已經(jīng)預(yù)裝配置完成，用戶只需考慮何時將應(yīng)用遷移至虛擬機即可，無需考慮太多設(shè)備本身的配置。技術(shù)性能參數(shù)對比技術(shù)性能及功能天成云機傳統(tǒng)集成方案（IBM+EMC+VMware）方案配置四個醫(yī)院分別配置：天成云機TR-20241臺天成云機TR-20241臺天成云機TR-2024p2臺天成云機TR-2024p2臺四個醫(yī)院分別配置：IBMX36501臺+Vmware軟件IBMX36501臺+Vmware軟件IBMX38502臺+EMCFC存儲一套+Vmware軟件IBMX38502臺+EMCFC存儲一套+Vmware軟件虛擬化方案架構(gòu)裸金屬架構(gòu)裸金屬架構(gòu)虛擬化系統(tǒng)本身資源占用情況↑共需要720MB的系統(tǒng)資源占用↓ESXserver按照VMware最佳實踐需要1.1G的/boot，10G的/，1.6Gswap，5G的/Var,3G的/var/log，3G的/tmp，3G的/opt和3G的/home，需20多G的空間占用使用標(biāo)準(zhǔn)的Linux驅(qū)動↑是↓全部重寫的驅(qū)動，在版本升級過程中可能會產(chǎn)生不穩(wěn)定因素，對新設(shè)備的支持周期較長虛擬機資源動態(tài)調(diào)整↓不支持↑支持虛擬化存儲資源池類型分布式集群文件系統(tǒng)VMFS文件系統(tǒng)存儲支持↓ISCSI、NAS↑ISCSI、NAS、SAN虛擬機IO4KIOPS（R/W）↑10000↓4100虛擬機IO64KIOPS（