技术洞察浪潮数据一云多芯技术与建设实践

　　摘要
　　一云多芯通过一套云平台管理不同架构的芯片集群，实现资源的统一调度和维护管理，为企业上云解决复杂的IT管理难题。浪潮一云多芯解决方案支持广泛CPU架构兼容，实行强裸机管理，提供多存储服务、高可用保障、智能化运维服务，实现多云算力的统一管理、融合调度。
　　关键发现
　　虚拟化和容器是两个重要的云化技术。当前大部分云平台使用以虚拟机为代表的虚拟化平台，但没有对业务系统内部的操作系统、数据库、中间件、应用等进行拆解，一云多芯场景下，容器承担的作用比传统X8更显著，将虚拟机颗粒度进一步拆解，容器的随时可移植性、更轻量级、更敏捷以及基于DevOps的持续迭代的能力，更加适用于业务系统的升级；
　　企业上云涉及到业务移植，对于Java、Python等解释型语言，对平台的依赖度较低，移植较为简单，简单改造，直接运行；对于C、C等编译型语言，在国产化处理器上的编译和在X86上的编译完全不同，需要进行相当规模的依赖库替代和重新检查；对于。NET等Windows系语言的应用无法兼容，需要重构。
　　分享专家：赵志祥，浪潮数据方案架构师
　　作者：沙丘社区分析师团队
　　01hr一云多芯问题与挑战
　　随着信创产业发展的加速，云计算成为信创创新的重要形式。对于企业来说，上云本身会带来一定的资源损耗，但不上云则可能面临如下的挑战：
　　第一，国产化生态不成熟。软硬件出现兼容性问题，导致国产化系统稳定性、可靠性不高。
　　第二，业务单点故障风险。导致数据丢失，业务中断。
　　第三，资源不能灵活分配。业务访问量剧增时，系统无法正常响应。
　　第四，资源利用率低。传统资源碎片化，物理设备资源利用率低，造成资源浪费。
　　第五，硬件更换、应用频繁升级。业务成长阶段涉及CPU的更迭换代，需要停机维护，造成业务中断，无法持续输出。
　　通过上云，企业可以解决系统、应用问题，实现：
　　高可用性，屏蔽服务器故障和性能的影响，提升业务系统的稳定性；
　　数据多副本、备份、快照等技术，保障数据的高可用和完整性；
　　整合资源统一管理、调度，资源利用率提升3040；
　　秒级故障恢复、多副本应用，健康检查、灰度发布保障应用连续性。
　　因此，上云的必要性以及带来的益处显而易见。X86的云基本以IaaS、PaaS等通用平台为主，正普遍走向横向的大规模扩展和纵向极致性能的追求，相对成熟。但在一云多芯场景下，更倾向于纵向建设，企业在上云的过程中需解决如下问题：
　　第一，异构兼容。能够支持MIPS、ARM、X86、ALPHA等CPU架构。
　　第二，稳定可靠。信创产业逐步成熟过程中，需要确保上层业务系统运行时的稳定性和可靠性。
　　第三，性能问题。确保数据库、Web应用等业务对性能的需求。
　　第四，能力问题。满足数据层、业务层、管理层等上层的能力需求。
　　第五，生态问题。面向业务系统，需要完善的软硬件生态。
　　第六，业务移植。具备移植业务的手段、工具、移植方法论。
　　在业务移植中，对于Java、Python等解释型语言，对平台的依赖度较低，移植较为简单，简单改造，直接运行；对于C、C等编译型语言，在国产化处理器上的编译和在X86上的编译完全不同，需要进行相当规模的依赖库替代和重新检查；对于。NET等Windows系语言的应用无法兼容，需要重构。
　　以OA系统的业务迁移上云为例，涉及Intel、VMWare、Linux、PostgreSQL、Tomcat、Java，一整套业务体系移植到云上，工作量更多是数据的迁移、数据库以及相关语言的编译，Java的编译较少，更多是底层基础的适配，例如与主流数据库和中间件的对接，平台镜像、基础依赖的对应等。
　　02hr一云多芯技术方案
　　一云多芯架构可以简单理解为分层解耦，各个技术模块快速发展。云平台承担着承上启下的作用，向上要将数据库、中间件等能力平滑移植过来，重点建设南北向通透以及降低成本、提高相关资源的使用效率。
　　在运营中心，虚拟化和容器是两个重要的云化技术。当前大部分云平台使用以虚拟机为代表的虚拟化平台，业务上云实际上是把整个物理机搬到云平台上，没有对业务系统内部的操作系统、数据库、中间件、应用等进行拆解。但在一云多芯场景下，容器承担的作用比传统X86要更显著，不管是V2V还是P2V的迁移服务，不仅仅是业务上云，而是将虚拟机颗粒度进一步拆解，容器的随时可移植性、更轻量级、更敏捷以及基于DevOps的持续迭代的能力，更加适用于业务系统的升级，为业务迭代带来更好的体验。
　　一云多芯的建设落地形式分为虚拟化集中式架构、虚拟化超融合架构和云平台架构：
　　虚拟化集中式架构是十几年前非常普遍的架构，服务器、存储、安全等分成不同模块运行，中间借助于计算虚拟化进行相关复用。在一云多芯架构中，虚拟化集中式架构在某些场景下仍然存在，例如原有部分服务器要利旧、原有部分存储可以使用等。
　　虚拟化超融合架构是当前主流的架构方式，不论是在X86云平台架构中还是一云多云平台架构中。在超融合架构下，软硬件归为一体，出厂时即解决兼容、适配、运维的问题；其次，相较于传统集中式架构，超融合架构的计算和存储资源更加可靠，单点故障率更低。
　　浪潮云平台解决方案的云平台架构基于OpenStack（浪潮），构建提供虚拟机、裸金属和容器三大基础能力的云平台。
　　浪潮一云多芯技术方案具有如下特点：
　　第一，广泛CPU架构兼容，包括飞腾、鲲鹏、海光、龙芯、兆芯等，实现更灵活、更开放的云底座。未来，X86和国产CPU架构将长期共存，满足不同业务的运行需求。例如OA等办公业务将实现从X86架构到飞腾、海光等国产CPU架构的切换；重要业务仍然以运行于X86架构为主，确保业务的稳定性、性能、应用兼容性。
　　第二，强裸机管理，关键业务上云必备。裸机的使用是必要的，与传统X86架构存在明显区别，不是所有业务都适合上云，但是云需要对虚拟机、裸金属、容器进行统一管理，实现上层业务侧的按需资源分配。
　　第三，多存储服务，兼具扩展性和性能。依托于业务场景，选择分布式存储或集中式存储。
　　第四，高可用保障，软件提升硬件不足。当前大部分行业仍处于一云多芯建设初期阶段，不论采用哪种云平台架构，都要实现从顶层到底层的冗余，包括控制层、计算层、存储层、网络层、SDN控制层等。
　　第五，运维智能化，AI分析与故障快速定位。一云多芯建设对用户来说提高了运维要求，但得益于将IaaS层的运维有效转移过来，可以实现工具化的运维监控以及AI化的问题分析能力。
　　一云多芯平台的使用方式与原有X86云平台保持一致，包括计算、存储、网络、安全、中间件、数据库等传统IaaS和PaaS的服务，并且遵从云计算大数据人工智能的整体服务底座，提供一云多芯场景下特有的跨云迁移服务、开发服务等，有利于多云、混合云下的管理。
　　03hr一云多芯场景实践
　　场景1：容器
　　浪潮为某大行建设一云多芯场景下的容器平台，不仅做到业务微服务改造，支持竹云、开源中国、致远、长亮、泛微等多厂商ISV系统对接，还做到多地容器云平台统一管理，实现纵向支持和横向创新。
　　场景2：云边端一体化
　　浪潮为某龙头能源企业打造基于一云多芯场景下的云边端一体化方案架构，端为风场，通过5G、传感器等方式将风杆数据采集并发送到各省边缘云集群，边为各省集控中心边缘集群，汇集各辖区采集的数据，并在本地进行初次分析，过滤后的数据到主中心，云部署新能源监控与大数据中心业务集群，提供新应用及九大监控能力，数据采集自27个边缘云站点。
　　关于我们
　　沙丘社区创立于2020年，是国内知名的数字化技术与知识服务社区，以优质的数字化实践内容、课程与活动，吸引了大量有数字化需求的企业业务与IT从业者，截止2022年底，全网用户数超50万人。
　　沙丘社区创立至今，已陆续上线数字化技术社区网站沙丘社区、数字化产品选型平台字母点评，制作超500个数字化案例课程，连续多年举办专注数字化方向的线上峰会（沙丘大会、数字化实践大会等），连接数字化实践专家超2000人，覆盖大数据、人工智能、IT与云计算、网络安全等核心数字化技术方向，在中国数字化产业生态中具有广泛的影响力。