近日,安超云正式发布了超融合、虚拟化2.0版本,此版本全面升级计算虚拟化、软件定义存储、软件定义网络及管理模块,加固业务安全性,更加稳定、高效支撑核心生产级业务,进一步提升VMware使用者友好体验,全面助力国产化建设与VMware替代,通过本文,为您分享安超云超融合、虚拟化2.0版本的重点特性与技术创新,帮助企业提升业务效益与管理价值。
01vNUMA计算拓扑优化
NUMA是一种针对多处理器系统的内存组织方式,其核心特点是内存访问速度取决于内存相对于处理器的位置。在这种架构中,每个NUMA节点拥有自己的本地内存,处理器可以访问本地内存和其他节点的内存,但访问本地内存降低了内存访问延迟,速度要快于访问其他节点的内存,提高了计算系统的性能。在上一个版本中安超超融合、虚拟化支持vNUMA功能,提供了vNUMA设置项,用户可按需自定义单NUMA或多NUMA,2.0版本中进一步优化,针对普通型虚拟机默认关闭,高性能虚拟机自动打开,虚拟机启动vNUMA功能后,会根据当前虚拟机配置的CPU插槽数量自动进行匹配,实现最优计算拓扑,以获取最佳的计算性能,同时也提供了自定义设置,用户可根据业务需要,手动进行NUMA数量的匹配,针对于调度策略提供了严格和优先,用户按需进行选择。
亮点与收益
自动配置虚拟机的NUMA拓扑,满足多数场景的计算性能需求。
配置自动NUMA拓扑后,虚拟机的vCPU会访问本地NUMA节点内存,提升内存访问性能。
将虚拟机的vCPU进行集中化分配,尽量少跨NUMA节点,避免在多个虚拟机情况下“吵闹的邻居”的干扰。
可灵活配置虚拟机的插槽数量,以满足操作系统或应用等对于CPU插槽 License的限制,而不影响虚拟机的vNUMA配置。
适用场景
数据密集型应用、数据库服务等,这些应用需要处理大量数据,对内存访问性能有较高要求。
多线程应用,可以将线程绑定到特定核心,优化内存访问性能。
高性能应用,如高速交易系统,这类应用对响应时间有严格要求,在NUMA设置中优化内存分配,减少跨节点内存访问。
02增强型存储部署模式
在上一版本中,安超超融合支持全闪(全SSD硬盘)增强型部署模式,实现了在全闪配置场景中,突破系统瓶颈,最大化发挥硬件SSD的性能。另外在超融合2.0版本提供了混闪(SSH+HDD)增强型存储部署模式,以提升混闪配置场景中的存储性能,实现了三节点集群4K数据块近百万级IOPS,该部署模式主要利用了SPDK存储性能开发包,该开发包是一个用于构建高性能存储应用程序的软件开发工具包,采用了kernel bypass的思想,提供了一整套工具和库,以实现高性能、全用户态、扩展性强的存储应用程序,旨在大幅缩减存储I/O栈的软件开销,将固态存储介质的性能发挥到极致。
如下性能对比图表是基于实验室测试数据得出,测试环境为一套三节点SSD+HDD混闪配置集群,基于这套硬件环境先后对某ware与安超超融合2.0版本进行测试,测试工具为FIO软件,具体测试结果如下图:
亮点与收益
增强型存储部署模式缩减存储I/O栈的软件开销,降低延迟、提升存储的性能。
非必要全闪场景,通过混闪增强型部署模式提供更高的性能,节省硬件开支。
灵活多样性,为客户提供多种组合、部署模式,按需部署,符合业务预期。
适用场景
需要高性能、低延迟存储解决方案的场景,典型如下:
金融场景高并发访问的交易类系统。
三甲医院HIS、PACS、挂号、缴费等核心系统。
中大型制造业的ERP、MES、PLM系统等。
03LUN裸盘(裸设备映射)
在上一版本中,安超超融合、虚拟化支持挂载多种外置存储设备,2.0版本中进一步进行优化、提升,支持LUN裸盘功能,LUN裸盘功能也称裸设备映射,是指在超融合、虚拟化系统后端挂载SAN存储场景,支持将LUN设备直接给业务虚拟机使用,通过使用LUN裸盘(裸设备映射),在数据落盘的过程减少对数据流的搬运次数,LUN裸盘可以很好的支撑集群业务在虚拟机中运行,根据实验室测试数据得出使用LUN裸盘的性能相比传统虚拟磁盘最高提升3.5倍,由此得出使用LUN裸盘的存储性能提升明显、表现突出,可以为存储性能要求较高的业务场景配置LUN裸盘。
亮点与收益
直接访问物理存储:允许虚拟机直接访问物理存储子系统(如IPSAN或FCSAN)上的LUN空间,从而减少数据落盘中间层经过,降低响应延迟。
高性能:由于虚拟机可以直接与存储设备交互,裸设备映射能够显著提高I/O性能,降低存储延迟,适用于需要高吞吐量和低延迟的应用场景。
降低成本:通过LUN裸盘映射,虚拟机能够直接访问存储设备,减少了对物理服务器的需求,从而降低了大量使用物理服务器的成本。
适用场景
计算密集型业务场景:数据分析、运算需要进行大量的数据处理和计算,对存储性能的要求极高。通过LUN直接映射虚拟机可以直接访问存储设备,减少中间层带来的性能损耗,从而提高计算效率。
大数据和数据库应用:大数据和数据库应用需要处理海量数据,对存储的吞吐量和I/O性能有很高的要求。LUN能够提供低延迟、高带宽的数据访问能力,满足这些应用对存储性能的需求
实时性要求高的应用:对于实时性要求高的应用,如在线交易系统、生产制造ERP、医院报名缴费、学校一卡通系统等,LUN裸盘能够提供稳定的存储性能,确保数据的实时处理和传输。
04虚拟磁盘异构多存储空间
因为业务属性的不同,有时一个业务虚拟机的多块虚拟磁盘需要使用多种类型存储空间,比如场景一:虚拟机的系统盘需要使用本地硬盘获取更高的性能,数据盘则需要使用FC-SAN存储获取大容量空间;场景二:系统盘需要使用FC-SAN,数据盘需要使用IP-SAN等等。在上一版本中实现了不同虚拟磁盘使用同类型的存储空间,安超超融合、虚拟化2.0版本进一步进行完善,可以满足多块虚拟磁盘使用异构存储空间,在挂载多种类型的存储设备时,实现使用不同类型的存储,满足特定的业务需求。同时,在共享存储场景下,支持迁移、HA故障疏散等高级特性。
亮点与收益
超融合场景可以同时挂载多种类型SAN存储,提供大容量存储。
业务应用同时使用多种类型存储,满足业务的多样性需求。
支持跨异构存储在线、离线迁移虚拟机、虚拟硬盘,业务不中断。
存储设备利旧,降低硬件采购成本。
适用场景
VDI桌面云场景,系统盘使用本地盘,提供高性能访问,数据盘使用SAN存储,既提供了大容量存储,统一备份归档,也保证了数据的安全性。
医疗PACS存储场景,影像存储使用SAN大容量存储。
视频监控与数据归档业务。
05SR-IOV高性能网络
SR-IOV是安超超融合、虚拟化2.0版本支持的一项新特性,SR-IOV是一项网络性能增强技术,也称单根IO虚拟化,要配置SR-IOV的前提是物理网卡支持SR-IOV特性(可以在网卡的官网可以查到支持情况),传统虚拟化系统中大量的资源和时间损耗在Hypervisor(或者VMM)软件层面,PCle设备的性能优势因此无法彻底发挥。而SR-IOV的价值在于消除这一软件瓶颈,通过将PF分为多个VF为上层虚拟机使用,相当于虚拟机绕过Hypervisor直接使用PCle 设备处理I/O和传输数据,进而降低网络延迟,提升网络性能。
SR-IOV技术中两个重要概念:
PF(物理特性),SR-IOV中的关键概念,PF 是PCle一种物理功能,每个PF都可以被物理主机发现和管理。进一步讲,借助物理主机上的PF驱动可以直接访问PF所有资源,并对所有VF并进行配置,比如:设置VF数量,并对其进行全局启动或停止。
VF(虚拟特性),PF虚拟出来的功能。一个或者多个VF共享一个PF,其驱动装在虚拟机上,当VF分配给虚拟机以后,虚拟机就能像使用普通PCle设备一样初始化和配置VF。如果PF代表的是一张物理网卡,那么VF则是一个虚拟机可以看见和使用的虚拟网卡。
亮点与收益
SR-IOV功能降低网络延迟,提升网络性能,满足更高的业务场景网络需求。
卸载IO任务到网卡,减轻物理CPU负担,可以承载更多业务虚拟机。
减少PCIe设备数量,节省PCIe插槽,满足更多其他PCIe需求,降低成本。
虚拟机同时使用通用虚拟网络和SR-IOV高性能网络,满足业务应用多网络需求。
适用场景
中、大型企业行政管理类系统,如OA、邮件等,每日存在着大量的并发访问,通过SR-IOV网络降低延迟,提升办公效率。
电子政务、电商网站、挂号缴费等服务类系统,用户并发访问量大,通过SR-IOV可以降低时延,提升服务质量。
云游戏、视频流业务等,对于网络性能、传输速度要求较高,可以获得更好的体验。
06VMware视图页面
安超超融合、虚拟化2.0版本中增加了VMware模式视图,可以实现与默认模式一键快速切换,VMware视图对于VMware替代用户更加友好,该视图界面参考了VMware前端页面使用逻辑。其一,采用树状结构展示平台资源,如集群、物理节点、存储、网络、虚拟机等,到任意资源对象中可以查看到与之关联的对象,可以快速进行查询和定位。其二,支持右键菜单,VMware视图模式下,支持对资源对象进行鼠标右键操作,操作更加便利。其三,支持多层级文件夹,方便对资源对象进行归类,管理虚拟资源更加规范、快捷。
结语
安超云超融合、虚拟化2.0版本的发布,意味着可以满足更多关键业务场景使用需求、提升IT管理人员的工作效率,助推国产化信创云建设、加速VMware替代,本篇文章介绍的是2.0版本部分特性,如需了解更多2.0版本更多特性或申请Demo演示,请联系安超销售人员。