虛擬化技術(shù)的成熟驅(qū)動云計算的不斷發(fā)展，但同時混淆了許多人對于兩者的認識。嚴格意義上，云計算是一種服務形態(tài)，而虛擬化只是云計算為了適應典型業(yè)務場景所采用的一種技術(shù)，除此之外，高性能裸機技術(shù)在云計算應用中也同樣具有非常重要的場景角色。 華云數(shù)據(jù)作為一家在云計算領(lǐng)域內(nèi)具有多年技術(shù)積累的公司，以業(yè)務驅(qū)動為理念，深刻理解企業(yè)級用戶的各種應用需求。在高IO、高并發(fā)的業(yè)務場景下，虛擬化技術(shù)已不能滿足性能需求，必須采用高性能裸機進行資源交付。因此，如何將高性能裸機作為普通的云主機提供統(tǒng)一的云管理能力是需要解決的問題。 華云數(shù)據(jù)云物理裸機網(wǎng)關(guān)提供物理服務器的寬帶接入和接入服務器同公有云資源互通的功能，云物理裸機網(wǎng)關(guān)使云物理裸機服務器無縫融合到華云數(shù)據(jù)公有云平臺當中，豐富了華云數(shù)據(jù)云計算平臺提供的計算服務類型，用戶可以根據(jù)自身需求有更加靈活選擇，華云數(shù)據(jù)不但可以向客戶提供虛擬機計算服務，也可以提供高性能的專用物理服務器計算服務，或者物理機和虛擬機混合的計算服務。 本文主要描述了華云數(shù)據(jù)云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)的高可用的詳細設(shè)計，主要包括以下內(nèi)容： 云物理裸機托管控制面： 1. 云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)控制面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 2. 云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制平面可靈活擴展高可用設(shè)計。 3. 云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)控制面同OpenStack管理平面融合設(shè)計。 云物理裸機托管數(shù)據(jù)面： 1. 云物理裸機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。 2. 云物理裸機數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)面網(wǎng)絡(luò)高可用設(shè)計。 云物理裸機托管控制面 云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制平面網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制平面主要包括云物理裸機網(wǎng)關(guān)集群，zookeeper文件服務器集群和控制面交換機。具體構(gòu)架圖如下： 圖一：云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制平面物理連接示意圖 其中，圖中所示三臺File server均為zookeeper文件服務器集群成員，其數(shù)量必須是奇數(shù)，集群中會自動協(xié)商并選出Leader文件服務器，如上圖紅色所示。其余文件服務器則為從文件服務器，如上圖所示黃色Follower部分。 圖中OpenStack controller是指Neutron數(shù)據(jù)庫所在的節(jié)點。 云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制平面可靈活擴展高可用設(shè)計 云物理裸機網(wǎng)關(guān)控制面交換機提供千兆端口，整個控制平面使用1G的帶寬保證各個成員互通，交換機可以通過堆疊或者級聯(lián)方式對控制網(wǎng)絡(luò)進行橫向或者縱向擴展。 云物理裸機文件服務器從OpenStack控制節(jié)點通過RPC方式從Neutron數(shù)據(jù)庫中實時動態(tài)的提取公有云的網(wǎng)絡(luò)信息，并且按照網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)平面的要求生成配置文件，配置文件通過同步機制實時分發(fā)到網(wǎng)關(guān)集群中的每一臺服務器，云物理裸機網(wǎng)關(guān)服務器動態(tài)監(jiān)聽文件內(nèi)容，讀取配置下發(fā)到網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)面，指導網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)面的轉(zhuǎn)發(fā)。 華云采用zookeeper集群保證云物理裸機文件服務的高可用，和分布式網(wǎng)關(guān)集群配置文件的一致性分發(fā)。 云物理裸機文件服務器采用集群管理設(shè)計，使用多臺物理或者虛擬服務器冗余，采用一種Leader election選舉算法。在整個集群運行過程中，只有一個Leader，其他的都是Follower，如果ZooKeeper集群在運行過程中Leader出了問題，系統(tǒng)會重新選出一個Leader，所以當一臺服務器發(fā)生故障后，備份服務器馬上接管故障服務器的工作，保證業(yè)務正常運行，同時集群中的物理或者是虛擬文件服務器可以根據(jù)需要動態(tài)的添加和刪除，從而實現(xiàn)集群的靈活擴展。 利用zookeeper配置管理服務實現(xiàn)分布式云物理裸機網(wǎng)關(guān)集群一致性配置，配置管理服務提供類似文件系統(tǒng)的目錄節(jié)點樹方式的數(shù)據(jù)存儲，我們將從公有云提取配置信息保存在 Zookeeper 某個目錄節(jié)點中，然后設(shè)置云物理裸機網(wǎng)關(guān)服務器監(jiān)控配置文件的狀態(tài)，一旦配置信息發(fā)生變化，集群中每臺云物理裸機網(wǎng)關(guān)服務器就會收到 Zookeeper 的通知，然后從 Zookeeper 獲取新的配置信息。 圖二：文件服務器分布式集群分發(fā) 云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)控制面同OpenStack管理平面融合設(shè)計 云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)保證接入的物理服務器能夠同OpenStack公有云平臺互聯(lián)互通，需要得到公有云中網(wǎng)絡(luò)的基本信息，例如租戶、子網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)、端口、Vxlan VNI等一系列信息，然后配置到云物理裸機網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)平面。 云物理裸機網(wǎng)關(guān)使用文件服務器通過gateway agent 通過Sql Alchemy封裝，繞過OpenStack中間業(yè)務層，直接遠程調(diào)用OpenStack的DB API訪問Neutron的數(shù)據(jù)庫，周期的從數(shù)據(jù)庫中提取Neutron網(wǎng)絡(luò)的基本信息，將信息拼裝生成文件同步到云物理裸機網(wǎng)關(guān)服務器。 基本服務框圖如下： 圖三：文件服務器基本服務框圖 使用從數(shù)據(jù)庫直接提取信息的方法，繞過OpenStack復雜的中間層處理，讓gateway agent的工作變成直接對數(shù)據(jù)庫的基本操作，工作流程變的非常簡單，基本流程圖如下： 圖四：文件服務器基本工作流程 云物理裸機托管數(shù)據(jù)面 云物理裸機托管的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 云物理裸機托管網(wǎng)絡(luò)主要分成物理裸機所在的VLAN網(wǎng)絡(luò)和機房VXLAN兩部分，如下圖六所示： 圖六 云物理裸機托管的網(wǎng)絡(luò)高可用設(shè)計 其中圖六中所示云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)采用集群方式來提高網(wǎng)關(guān)的可靠性及網(wǎng)絡(luò)處理能力，而云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)兩端的交換機則采用堆疊和端口聚合的設(shè)置來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性及云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)兩端網(wǎng)絡(luò)端口的帶寬。如下圖七 所示例，在物理連接上四臺完全相同配置和軟件版本的云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)集群分別連接到南北向交換機的四個接口。在邏輯上，這四臺云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)所組成的集群可認為是邏輯上的一臺云物理裸機托管網(wǎng)關(guān)。同樣，它們所連接的四個交換機端口可被認為是邏輯上的一個端口，以實現(xiàn)Active-Active的HA模式，配合交換機的LACP端口聚合協(xié)議，集群中的服務器能夠同時提供交換服務，支持容災高可用，支持動態(tài)增加和刪除物理云網(wǎng)管服務器而不影響云環(huán)境中的數(shù)據(jù)報文交換服務，如圖示： 圖七 華云數(shù)據(jù)云物理裸機接入網(wǎng)關(guān)的高可用設(shè)計是華云在云物理裸機管理設(shè)計中較為關(guān)鍵的部分，本文以點概面的體現(xiàn)了整體功能的設(shè)計思路。 作為一家以技術(shù)為驅(qū)動的云計算公司，華云數(shù)據(jù)具有全棧云計算產(chǎn)品，豐富的解決方案，對于技術(shù)細節(jié)的雕琢是華云數(shù)據(jù)面對企業(yè)級業(yè)務應用需求所秉承的一貫態(tài)度，同時華云數(shù)據(jù)也深刻理解需求與技術(shù)實現(xiàn)是相輔相成、同等關(guān)鍵，華云數(shù)據(jù)研發(fā)團隊始終圍繞業(yè)務驅(qū)動技術(shù)為理念，以交付更具價值的產(chǎn)品服務于業(yè)務。 關(guān)于華云數(shù)據(jù)： 華云數(shù)據(jù)集團成立于2010年，秉承著“自主、安全、可控“的理念，面向客戶提供穩(wěn)定可靠的云計算與大數(shù)據(jù)產(chǎn)品與服務，著力推進中國云計算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展，公司遍布于北京、上海、無錫、深圳、香港、廈門、杭州、南京、臨沂等地。集團吸引了海通證券、京道、萬向集團、東方證券、國聯(lián)證券、五道口基金、紅豆、遠東、杉杉等多家基金與上市公司的投資，打通了上下游產(chǎn)業(yè)鏈，成功打造了華云的云生態(tài)圈。 作為中國全云能力領(lǐng)導者，華云以“市場及服務驅(qū)動“為研發(fā)理念，為企業(yè)級客戶提供一站式云與大數(shù)據(jù)的產(chǎn)品與服務，并與數(shù)百家區(qū)域及行業(yè)服務伙伴達成合作。集團運營著全球逾20個云數(shù)據(jù)中心，網(wǎng)絡(luò)覆蓋電信、聯(lián)通以及華云數(shù)據(jù)自有BGP網(wǎng)絡(luò)。 華云數(shù)據(jù)以為用戶提供業(yè)務驅(qū)動的定制化IT為目標，產(chǎn)品覆蓋高品質(zhì)公有云、企業(yè)級私有云、企業(yè)級大數(shù)據(jù)、企業(yè)級混合云以及數(shù)據(jù)中心云化產(chǎn)品，可以為用戶提供數(shù)十種解決方案，深度滿足企業(yè)云化需求。

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