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運用云計算技術實現多業務云的架構設計
一、計算云的設計
1.1設計指導思想一
對于業務的部署關系到計算資源的分配和調度.相對來說比較復雜,而存儲資源本身的分配和調度也比較復雜,但計算和存儲之間不管腳本或API是否是標準接口,均可以通過腳本或API來關聯。因此,進行多業務云架構設計可以把計算資源和存儲資源分開考慮,計算云和存儲云的邏輯架構如圖1所示。
計算云中,業務處理是關鍵模塊,需要具備快速部署、動態加載、靈活伸縮、在線擴容等特點,但實際上業務處理只是執行者,管理中心和調度中心才是計算云的真正核心。管理中心主要負責設備管理、業務管理、在線升級待理、在線擴容管理、調度策略管理等功能。調度中心則需要根據系統CPU、內存、磁盤空間、話務最等資源情況,在一定的控制策略下進行計算能力、存儲能力的調度。如果說云計算中的資源可以是公其的,調度中心和管理中心則一定是私有的,這也是真正體現設備提供廠商技術水平和考驗其設備穩定性的關鍵。這兩部分一定要反復斟酌,充分考慮設備性能、配置靈活度、策略響應速度、系統安全性等多個方面。邏輯上管理中心和調度中心是兩個不同的功能實體,物理上可以合設。
1.2設計指導思想二
語音類業務對實時性要求非常高,計算資源集中建設后需要解決網絡傳輸帶寬、處理流程增加等方面帶來的影響,對業務本身提出了更高的要求。數據類業務相對來說更接近互聯網業務,其設備利用既不均衡也不充分,所以對云計算技術更加渴望,這也符合運營商將多業務云分階段實現時首先想到數據業務的實現思路。
要想能夠很好地借助云技術實現應用,首先必須盡量多地實現業務和邏輯的分離。引入分布式數據庫和分布式文件系統后,需要更進一步考慮應用各模塊的獨立性和并發性。當然,如果應用愿意改變原來使用標準SQL進行數據查詢的習慣,則分布式物理數據庫并不是必須包括的部分;趯祿M行恰當的組織并對文件和記錄做盡量多的索引,再加上內存庫的配合,物理數據庫完全可以被替代。
其次,作為業務云的個體,單一產品需要做相應的改變。其產品內部的實現需要更改豎井式的系統架構為水平式。思路分為兩個方面,一是進程拆分,除了將業務流程拆分成多個超線程外,還包括將某一功能的單一線程擴充成多個,實現并行計算;二是以一定量的業務能力作為調度單元,通過增加業務調度中心實現業務的調度,以業務處理能力的分布來屏蔽業務流程集巾帶來的緊耦合。
再次,傳統的設計思路是盡旱提升單臺設備的處理能力,通常用雙機模式來保障系統的穩定性,即便足后來的集群技術,也希望單機處理能力高,以減少集群節點數量。
如果借鑒云計算技術進行設計,那中興通訊就要主動考慮如何用多臺低端設備并行起來實現業務,并且是在每個層面都應當考慮眾多處理節點的橫向可縮放性,而不是一個單獨處理節點的效率。這樣系統規模就能快速地縮小和放大。
最后,多業務總體架構圖中也考慮到了虛擬化的應用,因為虛擬化技術能有效降低程序跨平臺的需求,提升系統的快速部署能力。為實現計算資源的彈性和無限鏡像,通過將計算資源虛擬化,程序員不用再關心它們是如何被復用和共享的。
虛擬化技術將物理資源轉化為便于切分的資源池,符合云計算的基本條件;同時虛擬化給資源以動態調配的能力,符合云計算按需分配的要求。對于X86平臺來說,常見的虛擬化有如下3種方式:全虛擬化、半虛擬化、硬件輔助虛擬化。中興通訊在進行架構設計時同樣要考慮系統將于哪種虛擬化方式。比如亞馬遜的EC2允許用戶控制從內核到應用程序的幾乎所有的軟件棧,但這種底層適用性使得亞馬遜很難提供自動的可擴展性和容錯性,因為與語義相關的復制和其他狀態管理問題是高度依賴于應用的。再比如谷歌的AppEngine是專門針對傳統的Web應用程序,使得其應用程序結構能夠清楚地分為無狀態的計算層和有狀態的存儲層,其自動縮放和高可用性機制都很方便。
所有的應用并不一定必須用到虛擬化技術,比如對外出租的是應用,而不是計算云部分,且該出租的應用相對比較專業;容量超過單臺物理設備的處理能力,且應用本身通過硬件的簡單堆疊就能實現。
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