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
　　01
　　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30%-40%；
　　• 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。
　　02
　　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。
　　03
　　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。