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    數據中心22年基礎架構演進(jìn)史

    2020-08-11 10:35:30   作者:   來(lái)源:CTI論壇   評論:0  點(diǎn)擊:


     
      01、前言
      當今世界正處在信息技術(shù)(IT)創(chuàng )新的黃金時(shí)代。由機器學(xué)習、物聯(lián)網(wǎng)和大規模可擴展應用支持的云計算、移動(dòng)應用、大數據分析的巨大力量正在重塑商業(yè)和社會(huì )的方方面面。而這場(chǎng)IT復興的中心,則是超大規模的全球數據中心(DC)在公共、私有和混合云計算領(lǐng)域的不斷涌現。根據Synergy Research Group的數據統計,全球超大規模數據中心的數量從2016年的300個(gè)增加到2017年的390個(gè),另有69個(gè)超大規模的數據中心正處于規劃或建設階段。
      本文首先簡(jiǎn)要回顧了迄今為止數據中心基礎架構創(chuàng )新的三大浪潮。然后,將介紹第四波IT基礎架構創(chuàng )新:即應用定義基礎架構(ADI),以及推動(dòng)大型企業(yè)采用它的技術(shù)力量和運營(yíng)挑戰。
      02、數據中心基礎架構變遷簡(jiǎn)史
      數據中心是專(zhuān)門(mén)建造的一種基礎架構,用于放置計算機系統和相關(guān)組件,如網(wǎng)絡(luò )設備、存儲系統和電信設備。它是通向我們連接的世界的知識經(jīng)濟的大腦。現代的數據中心起源于20世紀60年代的主機房、電信中心辦公室和企業(yè)IT布線(xiàn)室。在過(guò)去二十年里,一波又一波迅猛涌現的技術(shù)創(chuàng )新浪潮極大地提高了現代數據中心的技術(shù)水平。
      03、1997-2007,第一波浪潮 - 裸機服務(wù)器
      裸機服務(wù)器是提供給單一租戶(hù)的物理服務(wù)器。它的優(yōu)勢在于高應用性能和可預測性。弱點(diǎn)在于:高成本、提供應用的中等復雜性和應用部署后的低靈活性。它們會(huì )繼續存在,作為某些特定的,對性能敏感的工作負載的解決方案,這種工作負載值得使用這種專(zhuān)有的基礎架構(如數據庫)。裸機服務(wù)器還的經(jīng)常用于專(zhuān)用的計算機集群,這些集群是為支持特定的可擴展分布式計算應用(如Hadoop集群)而構建的。對于更大的靈活性和更好的經(jīng)濟性的要求使得這種方式在不斷發(fā)展的應用環(huán)境下受到了限制。
      04、2005年至今,第二波浪潮 – 使用虛擬機管理器(hypervisor)實(shí)現虛擬化
      虛擬化是對計算機系統的仿真,它可以使一臺物理計算機能夠運行一臺或多臺虛擬機(VM)。
      圖1:使用虛擬機管理器實(shí)現的虛擬化使得一臺計算機看起來(lái)像多臺計算機
      雖然這一概念可以追溯到20世紀60年代和大型計算機時(shí)代,但直到1998年,隨著(zhù)VMware將其虛擬機管理器的商業(yè)化,它才真正被應用到提高IT效率的最前沿。在VMware之前,大量昂貴的計算機資源未得到充分利用。通過(guò)使一臺計算機看起來(lái)像多臺計算機,每臺計算機都有自己的客戶(hù)端操作系統,VMware的虛擬機管理器幫助解決了提高IT效率的需求。1999年發(fā)布的VMware虛擬機管理器非常新穎,因為它首次在Intel x86上實(shí)現了虛擬化,通過(guò)使用二進(jìn)制轉換來(lái)替換特權指令,將其捕獲到虛擬機管理器中。截至2017年11月,VMware已成長(cháng)為一家高利潤的,市值達到530億美元的公司,在2017年第三季度,它的收入為19.8億美元,凈利潤為4.43億美元。由于全球數以萬(wàn)計的企業(yè)都在VMware的虛擬化系統上運行其重要的運營(yíng)系統,因此,在基于虛擬機管理器的企業(yè)私有云虛擬化解決方案中,VMware成為虛擬化市場(chǎng)的龍頭老大。其它的虛擬化軟件包括了Microsoft Hyper-V、Linux KVM和Xen。
      使用虛擬機管理器(hypervisor)實(shí)現虛擬化的優(yōu)勢包括:技術(shù)成熟;廣泛采用;通過(guò)啟用多個(gè)虛擬機來(lái)提高了計算機利用率;基于虛擬機構建和操作云的基礎架構軟件;強大的多租戶(hù)架構支持。
      而這種虛擬化的弱點(diǎn)包括:高復雜性;虛擬機管理器的資源開(kāi)銷(xiāo);每個(gè)客體虛擬機的客戶(hù)端操作系統資源開(kāi)銷(xiāo);相對于裸機基礎架構而言,對應用的性能不可忽略的影響;當一個(gè)用戶(hù)影響同一物理服務(wù)器中其他用戶(hù)的性能和穩定性時(shí)的“鄰近噪聲效應”。多個(gè)虛擬機同時(shí)發(fā)送其IO請求時(shí)導致存儲性能降低時(shí)的“IO攪拌機效應”。基于工作負載的虛擬機管理器的極高的能源消耗;以及實(shí)例化新虛擬機需要的時(shí)間。
      使用虛擬機管理器構建了虛擬化平臺的虛擬機管理軟件供應商和云平臺運營(yíng)商正在致力于通過(guò)以下技術(shù)來(lái)解決其中的一些弱點(diǎn):硬件虛擬化(例如,Amazon Nitro項目);輕量級虛擬機管理器;將操作系統和應用打包在同一內核鏡像內以消除傳統的內核空間和用戶(hù)空間的分隔的單一內核技術(shù)(Unikernels);以及各種無(wú)服務(wù)器計算技術(shù)。
      05、2010年至今,第三波浪潮 - 超聚合基礎架構(HCI)(同樣是基于hypervisor)
      超聚合基礎架構(HCI)是一種完全由軟件定義的IT基礎架構,它可以虛擬化傳統“硬件定義”系統的所有元素。HCI至少包括虛擬化計算(一個(gè)hypervisor)、虛擬化存儲(軟件定義的SAN)和虛擬化網(wǎng)絡(luò )(軟件定義的網(wǎng)絡(luò ))。
      圖2:超聚合基礎架構(來(lái)源:Nutanix HCI指南)
      簡(jiǎn)單地說(shuō),HCI將計算、存儲和網(wǎng)絡(luò )連接集成到一個(gè)“盒中云”一體機中,然后提供硬件和軟件資產(chǎn)的統一管理視圖,以隱藏云平臺的復雜性。HCI在裸機設備上使用復雜的基礎設施軟件,以簡(jiǎn)化管理,并提高最終用戶(hù)在某些高價(jià)值應用(如虛擬桌面)中的易用性。HCI供應商包括Dell/EMC、IBM、聯(lián)想、HP、Nutanix、Stratoscale和Cisco。
    • HCI的優(yōu)點(diǎn)包括:通過(guò)將硬件和軟件預先打包在一起,并通過(guò)虛擬機管理器(hypervisor)隱藏掉虛擬化的底層復雜性,保證了它的易用性,通過(guò)不斷增長(cháng)的HCI設備集群實(shí)現了基礎架構的優(yōu)雅擴展,并且簡(jiǎn)化了私有云的自建難度。HCI同時(shí)還為桌面虛擬化等高價(jià)值應用提供了強大的解決方案。
    • HCI的弱點(diǎn)包括:當系統資源打包到設備中時(shí),計算和存儲的分配比例就被鎖定了;對某些重要的有狀態(tài)的應用(如關(guān)系數據庫)缺乏支持;對大規模可擴展的現代大數據分布式計算(如Hadoop、MongoDB,Cassandra, 和 Spark)的支持有限;HCI的供應商的鎖定;在大型云平臺上鮮有部署。
      06、IT基礎架構的第四波浪潮
      在IT轉型的前三波浪潮中,每個(gè)IT項目首先都是從規劃底層基礎架構開(kāi)始。例如,要部署數據庫,計劃的第一步都是從獲取和配置服務(wù)器或虛擬機、網(wǎng)絡(luò )設備和存儲設備開(kāi)始。所有必需的基礎架構組件一開(kāi)始都要計劃好,以確保它們滿(mǎn)足應用的當前的服務(wù)等級協(xié)議(SAL)和預期增長(cháng)的要求。只有在計劃和配置了所有這些基礎架構之后,應用才能上線(xiàn)。但是基礎架構存在的目的是為應用服務(wù)的,而不是反過(guò)來(lái)。所以,基于應用來(lái)啟動(dòng)一個(gè)IT項目不是更好嗎?通過(guò)只描述其需求,并讓基礎架構自行組裝和配置以滿(mǎn)足這些需求(當前的和預期的),這樣是不是更好?
      當前我們正在處在第四波IT基礎架構創(chuàng )新的浪潮,基礎架構將由它所服務(wù)的應用來(lái)定義。在這第四波浪潮中,應用和人員都擺脫了底層IT基礎架構的束縛。底層基礎架構本身可能會(huì )發(fā)生變化,從裸機到虛擬機,再到私有云或公共云,但與應用的交互始終保持不變。第四次浪潮將是應用定義基礎架構(ADI)的時(shí)代,基礎架構變得越來(lái)越不可見(jiàn),至繁再次歸于至簡(jiǎn)。
      下面將闡述第四波IT基礎架構的驅動(dòng)因素,首先我們從一個(gè)重要的長(cháng)期趨勢- 容器技術(shù)開(kāi)始。
      容器技術(shù)
      容器技術(shù)是一種將應用及其依賴(lài)項打包的技術(shù),它允許將一個(gè)應用從一個(gè)計算環(huán)境可靠地移動(dòng)到另一個(gè)計算環(huán)境。
      圖3:容器技術(shù) vs.hypervisor虛擬化技術(shù)(來(lái)源:Docker)
      與把整個(gè)操作系統與應用打包在一起的虛擬機不同,在一臺計算機上運行的多個(gè)容器共享操作系統。在自己的容器中運行的每個(gè)應用繼續享有一個(gè)隔離邊界,使其看起來(lái)像是在該計算機上運行的唯一應用。
      隨著(zhù)Docker在2013年引入應用容器,容器技術(shù)變得廣泛流行起來(lái)。Docker通過(guò)將應用打包成Docker鏡像的形式作為行業(yè)標準,在推廣容器概念方面發(fā)揮了領(lǐng)導作用。
      容器,特別是Docker,大大簡(jiǎn)化了應用的配置。它們在將配置和應用的有效負載(容器鏡像)的合并或(如果適用)分離之間達到了正確的平衡。容器以接近零的開(kāi)銷(xiāo)運行,因為容器并沒(méi)有使用虛擬機管理器hypervisor進(jìn)行虛擬化。相反,它們將應用(或應用的一部分)彼此隔離在安全分區中,這些分區在主機操作系統上的共享用戶(hù)空間中運行。這意味著(zhù)應用以裸機速度運行,而不消耗任何額外的資源。
      但是,容器本身不足以作為IT基礎架構管理范式,因為它們不具備“基礎架構感知”能力。很多機構發(fā)現,現有的數據中心基礎架構無(wú)法處理大量的容器化的應用,因為基于單一現代微服務(wù)的Web應用可以輕松地使用超過(guò)數百個(gè)或更多的容器。需要運行很多應用的機構,經(jīng)常發(fā)現他們的系統管理團隊在試圖將資源與容器匹配時(shí)不知所措。
      容器通過(guò)允許多個(gè)應用在同一服務(wù)器上運行來(lái)提高服務(wù)器利用率。但是,由于所有應用共享相同的存儲,而存儲的性能可能不穩定,這會(huì )影響所有應用的性能。為了解決這一問(wèn)題,一些機構將關(guān)鍵的應用部署在隔離的基礎架構上,以確保良好的性能,但是這樣做導致硬件的過(guò)度配置和資源利用率的低下。云計算技術(shù)正在發(fā)展以解決這個(gè)問(wèn)題。長(cháng)期以來(lái),云服務(wù)提供商一直提供IaaS(基礎架構即服務(wù))和PaaS(平臺即服務(wù))產(chǎn)品。而第一波基于裸機的CaaS服務(wù)(容器即服務(wù))正在開(kāi)始由最大的云服務(wù)提供商開(kāi)發(fā)。在討論CaaS產(chǎn)品時(shí),“應用狀態(tài)(application state)”的概念非常重要。
      無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應用
      理解“應用狀態(tài)”的概念有助于理解服務(wù)于應用的IT基礎架構不斷發(fā)展的需求。應用狀態(tài)是應用組件執行其預期功能所需的數據。一個(gè)應用可能需要配置信息、用戶(hù)證書(shū)(user credentials)、用戶(hù)畫(huà)像 (user profile) 、用戶(hù)歷史記錄、點(diǎn)擊流數據(clickstream data)等等。與應用相關(guān)聯(lián)的數據可以存儲在許多不同的物理位置:本地服務(wù)器緩存、文件系統、數據庫表或其它存儲資源中。有許多因素有助于全面了解應用狀態(tài),如應用的持久性要求(正常運行時(shí)間、重新啟動(dòng)要求、數據丟失窗口等),配置狀態(tài),會(huì )話(huà)狀態(tài),基礎架構狀態(tài)(如網(wǎng)絡(luò )地址、集群狀態(tài))等等。
      無(wú)狀態(tài)的應用不會(huì )保存在一個(gè)會(huì )話(huà)中生成的客戶(hù)端數據,以在與該客戶(hù)端的下一個(gè)會(huì )話(huà)中使用。每一個(gè)會(huì )話(huà)都像第一次一樣執行,響應不依賴(lài)于前一個(gè)會(huì )話(huà)的數據。像HTTP這樣的協(xié)議是無(wú)狀態(tài)的,Web服務(wù)器不會(huì )記住處理中的跨頁(yè)面請求的任何狀態(tài)。
      相反,有狀態(tài)的應用會(huì )保存以前會(huì )話(huà)的數據,它們限制需要存儲在客戶(hù)端的數據,并將上一次使用的信息保留在服務(wù)器上以備下一次使用。需要執行實(shí)時(shí)工作的應用通常維護一些狀態(tài)信息以獲得快速的響應時(shí)間。這樣的例子包括內容分發(fā)網(wǎng)絡(luò )(CDN)、流媒體服務(wù)器、身份管理和身份驗證服務(wù)器以及用于支付處理的核心交易系統。許多至關(guān)重要的關(guān)鍵應用通常需要保留和管理狀態(tài)信息。復雜的分布式大數據、NoSQL和數據庫應用都是有狀態(tài)的,需要在本地和云平臺中運行。僅僅將存儲卷附加到Docker上不足以支持有狀態(tài)的應用,因為這并不能解決性能的可預測性、應用的可移植性和高可用性、生命周期管理等問(wèn)題。因此,迫切需要云計算基礎架構更好地支持有狀態(tài)的關(guān)鍵應用。
      容器編排(Orchestration)
      只有當容器能夠有效地部署、管理和擴展時(shí),將應用放入容器才變得有趣。容器編排引擎發(fā)揮了管理容器集群的重要功能,是第四波IT基礎架構的重要組成部分,其重要性之高,以至于引發(fā)了一場(chǎng)“容器編排大戰”。主要參戰方包括了Docker公司的Swarm,Redhat公司的Openshift,Rancher公司的Cattle,Mesosphere公司的Marathon,AWS公司的ECS,和CoreOS公司的Fleet。容器編排是戰略性的,它是更廣泛基礎架構管理解決方案的一個(gè)組成部分。容器編排引擎的重心主要針對無(wú)狀態(tài)的云原生應用。然而,也有一些公司在致力于提高容器化環(huán)境中支持像MySQL和PostgreSQL等開(kāi)源數據庫的能力(如Kubernetes的StatefulSet),這就需要全面的基礎架構控制,以滿(mǎn)足服務(wù)級別協(xié)議(SLA)、服務(wù)質(zhì)量(QoS)以及有狀態(tài)的應用的高可用性要求。
      07、第四波浪潮 - 應用定義基礎設施(ADI)
      ADI需求概述
      隨著(zhù)容器技術(shù)的興起,以及在共享多租戶(hù)基礎架構上優(yōu)雅地運行無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應用的需求的上升,應用定義基礎架構(ADI)應運而生。
      ADI可以描述為一個(gè)基于容器的、應用感知的計算和存儲平臺,運行在通用硬件組件上。它的軟件有效地抽象了底層服務(wù)器、虛擬機、網(wǎng)絡(luò )和存儲邊界,以生成一個(gè)集計算、存儲和數據的連續體。許多不同的容器化應用都可以在這個(gè)連續體中運行,而不會(huì )影響彼此的性能。
      應用的可移植性和可擴展性得到了提高,因為計算和存儲是分離的;應用可以在不移動(dòng)或復制數據的情況下圍繞著(zhù)連續體自由移動(dòng)。復雜的分布式應用,如NoSQL、Hadoop、Cassandra和Mongo,可以快速輕松地部署。
      ADI能夠根據單個(gè)應用的需求以及環(huán)境的拓撲結構智能地提供容器和存儲,并配置應用以充分利用這些組件。ADI確保所有應用獲得足夠的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò )資源,以滿(mǎn)足用戶(hù)定義的服務(wù)質(zhì)量要求;保證了所有應用的性能的可預測性。
      ADI應該能夠自動(dòng)恢復失敗的節點(diǎn)和磁盤(pán),并在服務(wù)器之間無(wú)縫地移動(dòng)工作負載。因此,硬件的使用更加有效率,對硬件的需求降低,從而可以為不可避免的性能峰值預留更多的硬件。
      Robin Systems公司的ADI介紹
      Robin Systems 公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Robin或Robin公司)的應用定義基礎架構(ADI)是第四代IT基礎架構解決方案,專(zhuān)門(mén)設計用于滿(mǎn)足裸機、hypervisor虛擬化或HCI所不能滿(mǎn)足的快速發(fā)展的新興需求。Robin公司的ADI由容器支持,但遠遠超出了容器編排或基于容器的IT基礎架構的傳統概念。
      圖4: Robin公司ADI功能框架圖
      Robin公司的ADI是一個(gè)基于容器、應用感知的計算和存儲平臺。其軟件有效地抽象了底層服務(wù)器、虛擬機、網(wǎng)絡(luò )和存儲邊界,它是一個(gè)集計算、存儲和數據的連續體。許多不同的容器化應用都可以在這個(gè)連續體中運行,而不會(huì )影響彼此的性能。應用的可移植性和可擴展性得到了提高,因為計算和存儲是分離的;應用可以在不移動(dòng)或復制數據的情況下圍繞著(zhù)連續體自由移動(dòng)。復雜的分布式應用,如NoSQL、Hadoop、Cassandra和Mongo,可以快速輕松地部署。包含了整個(gè)應用環(huán)境的Robin應用級快照使得快速創(chuàng )建生產(chǎn)環(huán)境的副本變得輕松容易,而不會(huì )影響生產(chǎn)性能,并且可以快速回滾到以前的時(shí)間點(diǎn)以更正問(wèn)題。
      Robin技術(shù)的關(guān)鍵是它的應用感知結構控制器(Application-Aware Fabric Controller),它是所有應用部署和數據移動(dòng)的管理層。它控制和管理著(zhù)兩個(gè)主要資產(chǎn),即應用感知計算平面(Application-Aware Compute Plane)和應用感知存儲平面(Application-Aware Storage Plane),這兩個(gè)資產(chǎn)分別將計算和存儲虛擬化,消除了容量的孤島。控制器能夠根據單個(gè)應用的需求以及環(huán)境的拓撲結構智能地提供容器和存儲,并配置應用以充分利用這些組件。這使得通過(guò)一次點(diǎn)擊來(lái)部署Cassandra和Hadoop這樣的復雜的多容器應用成為可能。此外,Fabric Controller確保了所有應用獲得足夠的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò )資源,以滿(mǎn)足用戶(hù)定義的服務(wù)質(zhì)量要求;保證了所有應用的性能的可預測性。Robin控制整個(gè)I/O路徑,因此它可以管理讀/寫(xiě)請求的優(yōu)先級,而且可以提供保證的最小和最大IOPS級別,以確保應用的性能不受鄰近噪聲的影響。
      Robin ADI還通過(guò)一鍵單擊粒度快照和精簡(jiǎn)克隆(可以在幾秒鐘內創(chuàng )建)提供數據生命周期管理。不像克隆和快照的其他實(shí)現,Robin克隆了整個(gè)應用的環(huán)境,包括存儲、操作系統、應用配置和網(wǎng)絡(luò )拓撲結構。如果一個(gè)應用出現了問(wèn)題,數據可以在幾秒鐘內回滾到已知的可工作的快照。為了確保高可用性,Fabric Controller監視基礎架構并自動(dòng)恢復故障節點(diǎn)和磁盤(pán)。由于Robin能夠無(wú)縫地在服務(wù)器之間移動(dòng)實(shí)時(shí)運行的工作負載而無(wú)需中斷服務(wù),因此可以更高效地使用硬件,對硬件的需求降低,從而可以為不可避免的性能峰值預留更多的硬件。
      Robin公司的ADI技術(shù)創(chuàng )新包括:
      100%基于容器。沒(méi)有基于虛擬機管理器的虛擬化,因此消除了在每個(gè)虛擬機中實(shí)例化一個(gè)完整的客戶(hù)端操作系統所需的性能、內存和準備時(shí)間。
      支持當前和未來(lái)的分布式計算應用和分析架構。
      無(wú)需了解底層硬件部件細節,通過(guò)解耦計算和存儲硬件,保證這些位于不同創(chuàng )新曲線(xiàn)上的資源可以獨立擴展。在HCI中,計算和存儲在購買(mǎi)時(shí)是緊密耦合的,并且要保證不會(huì )隨著(zhù)應用需求的發(fā)展而出錯。HCI的數據和存儲與計算位于同一設備中的這一優(yōu)勢,Robin 的ADI解決方案完全可以支持,同時(shí)還能夠以不同的方式優(yōu)化計算節點(diǎn)和存儲節點(diǎn),以滿(mǎn)足“計算密集型”工作負載和/或“數據密集型”工作負載的不同需求。
      強大的服務(wù)質(zhì)量(QoS)和流量管理機制,保證了在整個(gè)ADI中同時(shí)運行的每個(gè)應用的服務(wù)級別協(xié)議(SLA)。這是通過(guò)application-to-spindle的基礎架構控制來(lái)實(shí)現的,它需要深度存儲層(deep storage tier)的創(chuàng )新,而這些創(chuàng )新僅僅依靠任何容器管理/容器編排框架都是不可能實(shí)現的。正如網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展提供強大的包級服務(wù)質(zhì)量(QoS)來(lái)支持IP語(yǔ)音一樣,ADI也在發(fā)展具有強大QoS的IT基礎架構,以保證大規模可擴展的無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應用能夠在統一平臺上得到良好的支持。
      專(zhuān)門(mén)構建的“應用感知”的存儲堆棧。這將啟用幾個(gè)以應用為中心的生命周期管理工作流,否則它們將被降級為普通的存儲卷管理。這很難用現成的存儲解決方案來(lái)解決。請注意,沒(méi)有存儲本身可以是“應用感知的”。Robin的ADI解決方案提供了一個(gè)存儲堆棧,它帶有可編程原語(yǔ)和application-to-spindle集成,后者可以將這個(gè)存儲堆棧配置為 “應用感知”的。這種端到端和從上到下的基礎架構遠遠超出了容器編排引擎與第三方通用存儲結合時(shí)所能實(shí)現的功能。
      非常高的存儲堆棧性能,這點(diǎn)在第三方測試和客戶(hù)環(huán)境中得到驗證,它可以使用所有的通用組件,以遠低于高端EMC VMAX陣列的成本,達到相同級別的性能。Robin的ADI解決方案的存儲堆棧被證明能比其它的存儲堆棧(如Ceph, Gluster, Nutanix, Rubrik和 Cohesity)提供更高的性能基準測試結果。
      一種“應用感知”的容器編排架構,內置以應用為中心的原語(yǔ),為廣泛快速增長(cháng)的數據驅動(dòng)應用庫提供了PaaS體驗。
      業(yè)界第一個(gè)同時(shí)為無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的數據驅動(dòng)應用提供PaaS服務(wù)的ADI。而CloudFoundry, Kubernetes, Mesos都不支持類(lèi)似的BigData,NoSQL和符合ACID規范的關(guān)系數據庫應用。
      作為領(lǐng)先的開(kāi)源分布式計算應用具有的易用性。支持廣泛且快速增長(cháng)的戰略開(kāi)源應用庫,包括MongoDB,Couchbase,Hortonworks, Elasticsearch, ELK (ElasticSearch + Logstash + Kibana), Solr, Oracle,Cassandra, Hadoop, Cloudera, Redis, Spark, VoltDB, MariaDB, MySQL, PostgreSQL,和 Kafka.
      作為穩定的基礎架構管理基礎的可擴展性。支持不斷增長(cháng)的應用庫。第三方合作伙伴和客戶(hù)已經(jīng)為流行的第三方軟件包(如Splunk)獨立構建了眾多應用。
      通過(guò)“一鍵部署”功能對應用提供支持,并且通過(guò)完整的應用生命周期管理提供類(lèi)似應用商店的體驗。允許定制名字為“bundle”的應用部署配置文件/模板。追求極致的易用性,致力將用戶(hù)的每一個(gè)復雜的操作簡(jiǎn)化為“一鍵”體驗。這是Robin的一種有意識的設計理念,當它們?yōu)楫a(chǎn)品添加新功能時(shí),會(huì )嚴格執行該理念。
      可以和裸機媲美的性能。下面是Enterprise Strategy Group提供的第三方基準測試的結果,這個(gè)測試對一個(gè)多節點(diǎn)Cassandra數據庫運行了7種不同的Yahoo Cloud Serving Benchmark (YCSB)測試:
      圖5: ESB Group提供的1代裸機、2代虛擬機和4代Robin\\\'s ADI的基準測試結果(來(lái)源:https://robin systems.com/wp-content/uploads/2017/05/esg-lab-review-robin-systems-jan-2017.pdf,第7頁(yè))
      Robin的ADI解決方案在《財富》50強公司的任務(wù)關(guān)鍵型生產(chǎn)環(huán)境中得到了大規模部署和驗證。其中一個(gè)著(zhù)名的部署是在一個(gè)由通用硬件構建的共享基礎架構上同時(shí)運行一個(gè)Cassandra虛擬集群、一個(gè)Hadoop虛擬集群、一個(gè)Elk虛擬集群、一個(gè)復雜分析管道和多個(gè)符合ACID規范的關(guān)系型數據庫。每一個(gè)復雜的應用都可以用一個(gè)蘋(píng)果應用商店實(shí)例化,就像點(diǎn)擊一個(gè)圖標一樣。
      08、Robin ADI和Kubernetes K8S比較
      Kubernetes(K8S)在前面已經(jīng)討論過(guò),它是一個(gè)面向無(wú)狀態(tài)應用的容器編排框架。Kubernetes是一種重要的新興技術(shù),在無(wú)狀態(tài)容器管理(例如,服務(wù)發(fā)現和負載平衡)方面具有優(yōu)勢。這些在有狀態(tài)應用的世界和/或Robin ADI服務(wù)的現代數據堆棧應用中都不太用得上。Kubernetes(K8S)是在Google開(kāi)發(fā)的,它用激進(jìn)地過(guò)度構建云硬件資源的方式來(lái)解決共享資源的爭用。將同一用戶(hù)空間中并發(fā)運行多個(gè)容器的問(wèn)題拋給硬件和技術(shù)人員,然后精簡(jiǎn)主機操作系統內核的做法,似乎不太可能滿(mǎn)足大多數私有云和混合云向前發(fā)展的需要。
      相反,Robin ADI是一個(gè)大數據,NoSQL和數據庫部署和應用生命周期管理框架,面向復雜的分布式和老舊應用。Robin ADI為每個(gè)在倉庫規模的計算設備上運行的容器提供了可靠的QoS和SLA。
      與Kubernetes(K8S)相比,RobinADI在5個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域具有獨特的優(yōu)勢:
    • 容器管理:Robin在虛擬化Linux 名字空間 和cgroups方面做了大量的工作。沒(méi)有它,人們就不會(huì )認真考慮將Robin ADI的“開(kāi)箱即用”支持的復雜應用(如Cloudera, DB2, SAP HANA等)進(jìn)行容器化。Robin在解決Docker對容器rootfs的狀態(tài)保護的局限方面做了大量的工作。因此,它們在無(wú)縫地將復雜應用的容器從一個(gè)物理主機遷移到另一個(gè)物理主機(以實(shí)現高可用性)方面,具有獨特的優(yōu)勢。Robin通過(guò)應用專(zhuān)用的“hooks”技術(shù)擴展了容器配置管理,“hooks”是Kubernetes所缺乏的概念。正因為如此,Robin的ADI可以快速地將復雜的有狀態(tài)的應用打包在一起。
    • 網(wǎng)絡(luò )管理:Kubernetes使用覆蓋網(wǎng)絡(luò )(overlay networking)。這使得復雜的分布式應用的IP地址管理變得困難。例如,在Kubernetes中,當一個(gè)容器從一個(gè)故障主機轉移到另一個(gè)主機時(shí),它會(huì )得到一個(gè)新的IP地址。這會(huì )破壞分布式應用的網(wǎng)絡(luò )拓撲視圖。有一些復雜的、特定于應用的解決方法可以繞過(guò)這個(gè)限制。鑒于Kubernetes關(guān)注的是不受此影響的無(wú)狀態(tài)的應用,所以Kubernetes并沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題。Robin使用網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò )技術(shù)(bridge networking,比覆蓋網(wǎng)絡(luò )性能高),并在容器從一個(gè)物理主機移動(dòng)到另一個(gè)主機時(shí)管理綁定到容器的IP地址。這是Robin ADI的一大優(yōu)勢,也是實(shí)現大規模基礎架構、應用和容器可擴展性等廣泛功能的關(guān)鍵因素。
    • 應用的可移植性:Robin ADI允許在云內和云間進(jìn)行完整的應用和數據移植。這種將一個(gè)活動(dòng)的容器集群在運行時(shí)從一個(gè)主機移動(dòng)到另一個(gè)主機而不中斷其服務(wù)的能力是一種創(chuàng )新。例如,你啟動(dòng)了一個(gè)作業(yè),讓它運行3天,這時(shí)你覺(jué)得這個(gè)作業(yè)運行太慢。因為Robin ADI提供了從應用到存儲設備的基礎架構控制,所以你可以給整個(gè)運行時(shí)應用和數據作個(gè)快照,將這個(gè)作業(yè)的所有組件遷移到一個(gè)更大的集群,并重新啟動(dòng)停止的作業(yè),而不會(huì )丟失迄今為止已完成的部分。而使用Kubernetes (KS8)遷移一個(gè)在容器集群中運行了部分作業(yè)的應用時(shí),這個(gè)作業(yè)需要被停止并在新的更大的集群中重新從頭開(kāi)始。
    • 使用體驗:Kubernetes被廣泛認為安裝和維護復雜。而Robin ADI只需要幾分鐘就可以安裝完畢,并且有著(zhù)類(lèi)似蘋(píng)果的使用體驗:每一次操作都可以簡(jiǎn)化為“一鍵”體驗。這是由細粒度“應用到存儲”基礎架構控制實(shí)現的。
    • 存儲管理:這點(diǎn)上面已經(jīng)詳細討論過(guò)。
      09、Robin ADI方案推動(dòng)第四波基礎架構的創(chuàng )新
      當今IT界面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰是使許多分布式計算應用能夠在高效的共享基礎架構上和平共存,在這種基礎架構中,每個(gè)應用都可以根據工作負載的要求以近乎實(shí)時(shí)的方式進(jìn)行適當的擴展,而不會(huì )損害其他應用的性能。
      在當今的私有云、公共云和混合云中,業(yè)務(wù)連續性和災難恢復的傳統概念集中在數據可移植性上。它不僅僅是指數據的可移植性,而且指跨平臺的完整的應用和數據的可移植性。這不僅意味著(zhù)應用的可執行文件的移動(dòng),還意味著(zhù)實(shí)際運行時(shí)的應用和相關(guān)數據在使用中的移動(dòng)。
      基礎架構傾向于增加和擴展,而不是完全被替換。因此,基于虛擬化和HCI的第二和第三波IT基礎架構還需要很多年的時(shí)間被采用新技術(shù)的架構所取代。然而,向第四波IT基礎架構的過(guò)渡已經(jīng)開(kāi)始。
      Robin Systems公司已經(jīng)構建了第一個(gè)真正的ADI解決方案。這是一個(gè)轉折點(diǎn),無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)的應用都可以在一個(gè)穩定的、高性能的,高成本效益的,完全由經(jīng)濟高效的通用硬件構建而成的共享基礎架構上優(yōu)雅地運行和擴展。沒(méi)有我們不知道的復雜性需要隱藏,也沒(méi)有類(lèi)似其它方案的虛擬化管理軟件的成本需要降低,因為這些問(wèn)題已經(jīng)完全被云平臺管理堆棧消除了。
      有了Robin ADI,你可以這樣很容易地在你的應用中啟動(dòng)一個(gè)IT項目:你只需要描述它的需求,而基礎架構就會(huì )自行組裝和配置以滿(mǎn)足這些需求。這是Robin ADI解決方案在存儲層的重大創(chuàng )新。
      最后,Robin ADI允許從容器構建的整個(gè)活動(dòng)集群從一個(gè)主機操作系統遷移到另一個(gè)主機操作系統,并在不中斷服務(wù)的情況下進(jìn)行放大或縮小。這賦予應用和數據新的基于云平臺的獨立性,它們可以無(wú)縫地在私有云、公共云和混合云之間遷移。Robin ADI獨特的視角和突破性創(chuàng )新是基于每個(gè)容器集群的“application-to-spindle” QoS和可靠的SLA。這需要跨計算層、存儲層和網(wǎng)絡(luò )層,并且一起協(xié)力工作的創(chuàng )新。這種以應用為中心的工作流管理將原生云應用和傳統應用的簡(jiǎn)化提升到了一個(gè)新的水平,達到了大道至簡(jiǎn)的終極境界。
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