智能计算之高可用与智能加速技术

服务器的正常运行离不开高可用技术,在业务方面,为了保证业务稳定、高效、可靠地运行,通常会采用高可用、智能加速等技术来支撑。
本次博客会介绍web的高可用集群技术和无状态计算技术,智能加速部件可以卸载处理器的运行压力,华为提供了SSD控制芯片,智能网卡等部件,可以大幅提升服务器的运行效率,提供高可用的一个方式就是创建集群。

什么是集群

集群是由一些互相连接在一起的计算机构成的一个并行或者分布式系统。
这些计算机一起工作并运行一系列共同的应用程序,同时,为用户和应用程序提供单一的系统映射。从外部来看,它们仅仅是一个系统,对外提供统一的服务。集群内的计算机物理上通过电缆连接,程序上则通过集群软件连接。这些连接允许计算机使用故障应急与负载平衡功能,而故障应急与负载平衡功能在单机上是不可能实现的。
集群的优点:
1.高可伸缩性:服务器集群具有很强的可伸缩性。随着需求和负荷的增长,可以向集群系统添加更多的服务器。在这样的配置中,可以有多台服务器执行相同的应用和数据库操作。
2.高可用性:高可用性指在不需要操作者干预的情况下,防止系统发生故障或从故障中自动恢复的能力。通过把故障服务器上的应用程序转移到备份服务器上运行,大大减少服务器和应用程序的停机时间。
3.高可管理性:系统管理员可以远程管理一个甚至一组集群,就好像在单机系统中一样。
4.提高性能:一些计算密集型应用,需要计算机有很强的运算处理能力。这时,可以采用计算机集群技术来满足计算要求。
5.降低成本:在达到同等性能的条件下,采用计算机集群比采用同等能力的计算机所花的代价要小很多。
集群技术可以分为以下几类,如下表所示,

集群类别 特点
高性能性集群(HPC Cluster) 不惜成本,追求高性能。主要用于科研。
高可用性集群(HA Cluster) 使集群的整体服务尽可能可用。减少服务宕机时间为目的。一个节点失效,其他节点接替。
高可扩展性集群 基于负载均衡策略,一般是对特定类型负载做均衡处理。各负载节点一般是同构的,可以分担部分负载。可以避免单点故障,一般较廉价。

什么是WEB集群

以WEB集群为例,看一下集群的是实现方式,在WEB负载均衡场景中,WEB服务器组成了一个集群,如图所示,客户端请求访问一个虚拟ip(virtual ip,下图中的VIP),客户端的请求被负载均衡设备按照一定的算法调度到程序员服务器上,从而实现了负载分担和容错。
高可扩展性集群--web集群

什么是无状态计算

无状态计算一般是指在计算主体上不存在任何状态信息或者特定配置,各个主体都是无差别部署,这样的好处就是,可快速复制和销毁计算资源,通常,可通过服务化等手段抽取状态。也就是说,计算节点只提供 CPU、内存等计算资源,硬件配置信息都存储在配置文件中,数据集中存储在磁盘阵列上,实现了网络、存储与计算节点的无关性,如下图所示,当设备故障时,可以将配置资料A进行迁移。
在这里插入图片描述

智能加速

华为在自研的SSD盘上,嵌入了用于加速的SSD控制芯片,该芯片可以支持NVMe接口和SAS接口,并专门为数据库产品设计了加速算法,如多流、原子写、QOS、智能调度等,SSD控制芯片内嵌了一个小的ARM处理器,在处理器上运行加密算法,从而提升数据库上的读写性能.
华为智能网卡同样具有智能加速的功能,网卡内置的处理单元,可以支持OVS转发卸载,RoCEv1/v2协议卸载,virtual lan、NVDRE等虚拟网络协议的卸载,从而减轻操作系统的运行压力,同时支持网卡的虚拟化,提升虚拟机的网络转发性能。

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