[雲計算]HCIE-Cloud 雲計算運營 - 華為雲計算解決方案


華為產品線 09~20年

2009年

​ FusionSphere -> FusionCompute+FusionManager(納管VMware vSphere)

2012年

​ R3 FusionSphere

2015年

​ R5 FusionSphere

2016年

​ R6.0/6.1 華為雲計算總體解決方案(三個應用場景):

  1. 服務器虛擬化場景:FusionCompute(Xen)+ FusionManager(FM)
  2. 雲數據中心場景:FusionCompute(Xen)+ FusionSphere OpenStack(FSO)
  3. 電信運營商場景:KVM+ FusionSphere OpenStack(FSO)

2018年

​ R6.3/6.5 (三個應用場景)

  1. 服務器虛擬化解決方案:FusionCompute(KVM)+ FusionManger(FM)
  2. 桌面雲解決方案:FusionCompute(KVM)+ FusionAccess
  3. 私有雲解決方案:(6.3版本稱為FusionCloud、6.5版本稱為華為雲Stack)

2020年

​ R8.0

​ 補充:

​ 6.5版本相對於6.3來說,主要是提供了對IPv6的支持。

​ 8.0版本相對於6.5來說,主要是提供了對ARM架構的支持。

為什么從Xen架構切換到KVM架構?

  1. (兼容性)相比Xen,KVM已經是Linux內核中的一個可加載的核心模塊,而Xen是一個外部的Hypervisor程序,相較之下,兼容性遜於作為內核模塊的KVM。
  2. (體積小)KVM作為Linux的一部分,長期享受着Linux內核技術不斷完善與進步帶來的好處,可以使用常規的Linux調度器和內存管理,在任何場景下都可以直接交互而無需修改操作系統代碼,這意味着KVM更小更易用。
  3. (性能好)I/O性能方面,KVM優於Xen。

此外,在2014年9月Xen被爆出了3個安全漏洞,導致AWS在內的多個大型IaaS提供商遭受不同時間的停機,帶來了很嚴重的負面影響。

FusionSphere虛擬化解決方案

FusionSphere 6.3架構

  • 其他:eBackup(OceanStor BCManager eBackup)(備份)
    UltraVR(OceanStor BCManager eReplication)(容災)

  • 管理層:FusionManager(可選)

  • 虛擬化層:FusionCompute(必選)、FusionStorage(可選)、VMware vSphere(第三方)

  • 硬件基礎設施層:服務器、存儲、網絡&安全、電力設施、制冷設施

補充:6.5版本去除FusionManager

FusionCompute

定義:華為的一款虛擬化軟件,可將物理硬件資源虛擬化,同時進行調度與管理。

架構:

  • VRM:Virtual Resource Management ,虛擬資源管理,提供圖形化管理界面,支持物理機、虛擬機部署,一個VRM可以納管多個CNA。
  • CNA:Compute Node Agent,計算節點代理,將底層資源實現虛擬化,提供虛擬的計算、存儲、網絡資源,只能物理機部署。
    • UVP:Uniform Virtualization platform,統一虛擬化平台,華為對於虛擬化層的叫法。
    • VNA:Virtual Node Agent,虛擬節點代理,UVP中的一個進程,實現VRM與CNA之間的交互。

功能:

  • 計算:

    • 虛擬機熱遷移
    • 虛擬機動態調整
  • 網絡:

    • 網絡I/O控制
    • 分布式虛擬交換機DVS
  • 存儲:

    • 虛擬機快照
    • 虛擬存儲精簡置備

FusionManager

定義:華為的一款雲管理軟件,可支持對非虛擬化和虛擬化的資源實現統一管理。

作用:

  1. 異構虛擬化管理,可以支持對VMware vSphere的統一管理。

  2. 硬件管理,支持對服務器、存儲、網絡設備等物理設備的運維管理。

  3. 快速發放虛擬機,無需登錄到各自的虛擬化平台。

  4. 可管理不同的數據中心。

  5. 提供各種高級雲服務(彈性IP、資源自動調度、VPN、彈性伸縮、ACL等)

FusionManager的部署方式有兩種:

  • All in One,不同地區數據中心,主DC的FM納管其他DC的FM。
  • Top of Local,建立管理站點,接管所有DC的FM。

為啥FusionManger停止更新了?

  1. (成本高)研發成本高,因為vSphere閉源,所以需要與VMware協商合作,同時還需要考慮到兼容性問題。
  2. (替代品)有新替代品 OpenStack,因為很多大廠都基於OpenStack的開源架構,所以兼容性相對來說更好。

FusionStorage

定義:

  1. 分布式塊存儲軟件
  2. 將通用X86服務器的本地存儲資源(HDD、SSD等介質)通過分布式技術組織成大規模存儲資源池
  3. 對非虛擬化環境的上層應用和虛擬機提供工業界標准的SCSI和iSCSI接口
  4. 開放的API

節點類型:

  • 管理節點:指部署了控制MDC和ZK的節點
  • 計算節點:指部署了VBS的節點
  • 存儲節點:指部署了OSD的節點

架構:

  • 管理組件:

    • FSM:FusionStorage Manger,FS管理模塊,提供告警、監控、日志、配置等操作維護功能。為了提高可靠性,一般情況下 FSM 主備節點部署,可部署在虛擬機或者物理機上,主備部署的時候也是通過浮動 ip 訪問管理系統。
    • FSA:FusionStorage Agent,FS代理進程,部署在各節點上,實現各節點與 FSM 通信。FSA 包含 MDC、VBS 和 OSD 三種不同的進程。根據系統不同配置要求,分別在不同的節點上啟用不同的進程組合來完成特定的功能。
  • 存儲組件:(FSA包含MDC、VBS、OSD三種不同的進程)

    • MDC:MetaData Controller,元數據控制,這里的元數據指的是實現對分布式集群的狀態控制,以及控制數據分布式規則、數據重建規則等。 MDC 默認部署在 3 個節點的系統盤上,形成 MDC 集群。

      (3個MDC時:一主兩備,只要有一個控制MDC存活就可以正常工作,備MDC失效不影響正常工作,主控制MDC失效則備MDC重新選出主MDC)

    • VBS:Virtual Block System,虛擬塊存儲管理組件,負責卷元數據的管理,提
      供分布式集群接入點服務,使計算資源能夠通過 VBS 訪問分布式存儲資
      源。
      (每個節點上默認部署一個 VBS 進程,形成 VBS 集群。節點上也可以
      通過部署多個 VBS 來提升 IO 性能)

    • OSD:Object Storage Device,對象存儲設備服務,執行具體的 I/O 操作。在每
      個服務器上部署多個 OSD 進程,一塊磁盤默認對應部署一個 OSD 進程。
      (在 SSD 卡作主存時,為了充分發揮 SSD 卡的性能,可以在 1 張 SSD 卡上
      部署多個 OSD 進程進行管理,例如 2.4TB 的 SSD 卡可以部署 6 個 OSD
      進程,每個 OSD 進程負責管理 400GB。)

FusionStorage應用場景:

  1. 虛擬化場景:規模大,性能無需考慮較多,VBS 和 OSD 一般是融合部署。

  2. 數據庫場景:對性能要求較高,DB 跑在計算節點上的,VBS 和 OSD 是分

    離部署的。

存儲設備的組成:

  • 系統插框、硬盤、電源模塊、控制器、BBU

存儲的類型:

  • 盤控一體:指系統插框中既能接入控制器也能接入硬盤
  • 盤控分離:指系統插框只能接入控制器

FusionStorage與傳統存儲的區別:

  1. 擴展性:傳統存儲只能單方面提升容量或者性能;FusionStorage 增加節點
    的同時,既能增加性能也能增加存儲容量,實現線性增長。

  2. 高性價比:傳統存儲價格高,且更新換代速度快;FusionStorage 可利用現

    有設備實現利舊,保護客戶現有投資。

  3. 高可靠性:傳統存儲設備如果有硬盤故障需立即更換,實時手動恢復;
    FusionStorage 采用副本機制,提高服務器間,櫃間可靠性;硬盤故障無需管理,
    自動數據重建恢復。

  4. 並行快速數據重建:傳統存儲設備重建 1TB 數據 需要 12 小時;

    FusionStorage 中的數據分部跨服務器,機櫃,故障后在全資源池內重建數據(重

    建 1TB 數據小於 10 分鍾)。

FusionCloud私有雲解決方案

新培訓教材中叫做FusionSphere OpenStack

FusionCloud 架構

層級 功能
基礎設施層 數據中心(服務器、存儲、網絡、電力、制冷等)
資源池 FusionSphere OpenStack通過驅動對接底層資源形成資源池,提供計算、存儲、網絡等資源;FusionCloud解決方案同時也提供了物理硬件與資源池的管理能力,以及異構虛擬化的納管能力。
管理域 ManageOne提供對多個雲數據中心的統一管理調度能力:
通過ManageOne運營面提供對雲服務的統一運營能力,提升運營操作的敏捷性,提升業務運營效率。
通過ManageOne運維面提供對虛擬物理資源的統一運維能力,提升運維操作效率。
雲服務 ELB、EIP、ECS等等雲服務層應用
運維域 ManagerOne Service Center、Operation Center以及其他一些軟件

FusionCloud 使用場景

Region Type I

Type I:軟SDN,在兩個網絡節點中部署vRouter/L3_NAT等組件,由軟件的形式實現SDN(需要兩台服務器用於部署網絡節點)

Region Type II

Type II:硬SDN,利用三個物理服務器部署AC控制器,由硬件的形式實現SDN(對網絡設備有較大的要求)

Region Type III

Type III:無SDN

Region Type差異

ManageOne 架構

ManagerOne 功能

ManagerOne提供運維、運營功能

  • (運營)ManagerOne SC:以管理員的身份將雲服務進行下發,用戶對下發的雲服務資源進行申請和使用
  • (運維)ManagerOne OC:通過OC界面跳轉到其他界面,實現相關運維操作。

ManageOne在FusionCloud的位置

FusionAccess桌面雲解決方案

FusionAccess架構

終端接入層:TC/SC
桌面和會話管理層:FusionAccess
雲操作系統管理層:FusionCompute
硬件資源層:計算、存儲、網絡、資源等

FusionAccess組件

組件 英文名稱 中文名稱
HDC Huawei Desktop Controller 華為桌面控制器
LIC License 授權管理
ITA IT Adapter IT資源適配管理
DB Data Base 一種關系數據庫
AUS App Update Server 應用升級服務器
TCM Thin Client Management 瘦客戶端管理
vLB Virtual Load Balance 虛擬負載均衡
vAG Virtual Access Gateway 虛擬接入網關
SVN Security VPN 華為安全網關與負載均衡產品
WI Web Interface 用戶門戶接口
HDA HDP Agent HDP代理
HDP Client HDP Client HDP客戶端
APS Application Server 應用服務器
TC Thin Client 瘦客戶端
SC Soft Client 軟客戶端

Linux 基礎架構虛擬機中的組件

  • HDC:根據 ITA 發送的請求進行桌面組的管理、用戶和虛擬桌面的關聯、處理
    虛擬 VM 登錄相關請求等。(一套 HDC 可最多管理 5000 套桌面)
  • WI:提供用戶登錄界面
  • ITA:提供管理員界面(支持管理多套 HDC,一套 ITA 可最多管理 20000 桌面)
  • VAG:實現桌面接入網關和自助維護網關功能
  • VLB:實現對 WI 的負載均衡
  • License:負責 HDC 的 License 管理與發放

License 的類型:(可購買兩種 License)
最大用戶數 License:退出之后不會立馬釋放(一千人,買一千 License)
並發用戶數 License:退出之后會立馬釋放,可供下個用戶使用(根據最多用戶在線分析購買)
(License 以用戶做統計,跟用戶使用多少個桌面無關。)

  • HDA:實現終端與桌面之間的連接
  • Gauss DB:為 ITA、HDC 保存信息,用於存儲數據信息

Windows 基礎架構虛擬機中的組件

  • AD:實現域名管理、用戶管理等
  • DNS:實現域名與 IP 之間的轉換
  • DHCP:動態分配 IP 地址


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