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1、超融合技术白皮书深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部深信服超融合架构技术白皮书深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部深信服科技有限公司修订记录深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部 深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部第1章、第2章、8IT革8 白 皮 书 总览9深信服超融合技术 架11 超 融 合 架 构 概述 11超融合架构的定义 11深信服超融合架构组成模块.11系统总体架构11aSV计算虚拟化平台.12概述12aSV技术原理13aSV的Hypervisor架构 14Hypervisor虚拟化实现17aSV性25内存NUMA技术25SR-IOV 26Faik-raid 27虚
2、 拟机 生 命 周 期 管理 28虚拟交换机 29动 态 资 源 调 度30aSV的特色技术3030深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部迁虚拟机执八、移. 31虚拟磁盘加密. 32虚拟机的HA 33多USB映射.33aSAN存储虚拟化.35存储虚拟化概述.35虚拟后对存储带 来 的挑战.35分布式存储技术的发展35aSAN36aSAN36363738SSD39SSD45磁 盘 故 障 处 理 机制深 信 服 aSAN 功 能 特49性.存60储精简配置60aSAN私网链路聚合.61数据致性检查61aNet网络虚拟化61网络虚拟化概述.61深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部aNET 网
3、 络虚拟 化技术原理62SDN 62NFV 63 aNet底层的实现64功能特性68aSW 分 布 式 虚 拟 交 换机68aRouter 68vAF 69 vAD 69深 信 服 aNet 的 特 色 技术69网络探测功能 69全 网 流 量 可视位.71的核心价值可性：合架构产品介品概71 产 品 定 深信服超融合架构带来.73靠73 安 全73 灵活弹73 易操作70所画即所得业务逻辑拓扑70第3章、第4章、深信服超融绍.71产述性性性73超融合架构最佳践74深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部第1章、前言IT时代的变革20世纪90年代，随着W
4、indows的广泛使用及Linux 服务器操作系统的出现奠定了x86服务器的行业标准地位，然而x86服务器部署的增长带来了新的IT基础架构和运作难题，包括：基础架构利用率低、物理基础架构成本日益 攀升、IT管理成本不断提高以及对关键应用故障和灾难保 护不足等问题。X86服务器虚拟化技术的出现，通过将 x86 系统转变成通用的共享硬件基础架构，充分挖掘硬件的潜 力，提高硬件的利用效率，降低硬件和运营成本，并且简化 运维降低管理成本，最终帮助用户把更多的时间和成本转移 到对业务的投入上。随着云计算和虚拟化技术向构建新一代数据中心方向 发展，关键以虚拟化为基础，实现管理以及业务的集中，对 数据中心资
5、源进行动态调整和分配，重点满足企业关键应用 向X86系统迁移对于资源高性能、高可靠、安全性和高可适 应性上的要求，同时提高基础架构的自动化管理水平，确保 满足基础设施快速适应业务的商业诉求，支持企业应用云化部署。云计算并不是一种新的技术，而是在一个新理念的驱动 下产生的技术组合。在云计算之前，企业部署一套服务，需 要经历组网规划，容量规划，设备选型，下单，付款，发货， 运输，安装，部署，调试的整个完整过程。这个周期在大型 项目中需要以周甚至月来计算。在引入云计算后，这整个周 期缩短到以分钟来计算。IT业有一条摩尔定律，芯片速度容量每18个月提升一倍。同时，IT行业还有一条反摩尔定律，所有无法追
6、随 摩尔定律的厂家将被淘汰。IT行业是快鱼吃慢鱼的行业，使用云计算可以提升IT 设施供给效率，不使用则会拖慢产 品或服务的扩张脚步。深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部一步慢步步慢。云计算当然还会带来别的好处，比如提升复用率缩减成 本，降低能源消耗，缩减维护人力成本等方面的优势，但在 反摩尔定律面前，已经显得不是那么重要。业界关于云计算技术的定义，是通过虚拟化技术，将不 同的基础设施标准化为相同的业务部件，然后利用这些业务 部件，依据用户需求自动化组合来满足各种个性化的诉求。 云着重于虚拟化，标准化，和自动化。深信服的超融合架构是一款成熟的laas 层的云计算 解决方案，除满足上面所述的虚
7、拟化，标准化和自动化诉求 外，秉承深信服公司产品的优秀基因，向您提供简单易用， 安全可靠的产品。档向您讲述深信服超融合架构解决方案中所用到的相 关技术，通过阅读档，您能够了解到：云的虚拟化，标准化，易用性，易管理这些关键技术是 如何在深信服的超融合架构解决方案中体现的；超融合架构 解决方案是如何做到简单，安全可靠的；超融合解决方案所 包含的部件，所涉及的主要技术领域，使用的主要的一些技 术；针对超融合架构提供的各种技术选择，您怎样使用它们 来满足您的业务诉求。白皮书总览本书介绍的内容大致如下：第一章、在前言部分，给您对云计算，云平台有一个概 括性的认识，并对档的阅读给出指导。第二章、讲述超融合
8、架构中的主要功能模块，各个功能 模块的技术细节介绍。第三章、向您介绍深信服超融合架构中的技术在为客户带来的核心价值。第四章、分享超融合架构在客户中的实际应用场景，并给出深信服超融合架构 产品深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部的体验途径，非常欢迎您来试用。深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部该是在某个 NUMA节点内。这可以防止处理器需要跟其 它的NUMA节点交互，从而导致工作负载性能下降。深信服的aSV支持NUMAi术，使得hypervisor和上层 OS内存互连，这样OS不会在CPU和NUMA节点之间迁移工作 负载。SR-IOV功能描述：通常针对虚拟化服务器的技术是通过软件模拟共享
9、和虚拟化网络适配器的一个物理端口，以满足虚拟机的I/O需求，模拟软件的多个层为虚拟机作了I/O 决策，因此导致环境中出现瓶颈并影响I/O 性能。aSV虚拟化平台提供的 SR-IOV是一种不需要软件模拟就可以共享I/O 设备I/O端口的物理功能的方法，主要利用iNIC 实现网桥卸载虚拟网卡，允许将物理网络适配器的SR-IOV虚拟功能直接分配给虚拟机，可以提高网络吞吐量，并缩短网络延迟，同时减 少处理网络流量所需的主机CPU开销。技术原理：SR-IOV是PCI-SIG 推出的一项标准，是虚拟通道的一 个技术实现，用于将一个PCIe设备虚拟成多个 PCIe设备，每个虚拟PCIe设备如同物理PCIe设
10、备一样向上层软 件提供服务。通过 SR-IOV 一个PCIe设备不仅可以导出多个PCI物理功能，还可以导出共享该I/O 设备上的资源的一组虚拟功能，每个虚拟功能都可以被直接分配到一个虚拟 机，能够让网络传输绕过软件模拟层，直接分配到虚拟机， 实现了将PCI功能分配到多个虚拟接口以在虚拟化环境中 共享一个PCI设备的目的，并且降低了软加模拟层中的 I/O开销，因此实现了接近本机的性能。深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部如图所示，在这个模型中，不需要任何透传，因为虚拟 化在终端设备上发生，允许管理程序简单地将虚拟功能映射 到VM上以实现本机设备性能和隔离安全。SR-IOV虚拟出的通道分为两个
11、类型：1、 PF(Physical Function)是完整的 PCIe 设备，包含了全面的管理、配置功能，Hypervisor 通过PF来管理和配置网卡的所有I/O 资源。2、 VF(Virtual Funciton)是一个简化的 PCIe 设备，仅仅包含了 I/O 功能，通过PF衍生而来好象物理网卡硬 件资源的一个切片，对于Hypervisor来说，这个 VF同一块普通的PCIe网卡一模一样。客户价值：可满足高网络IO 应用要求，无需特别安装驱动，且无损热迁移、内存复用、虚拟机网络管控等虚拟化特性。Faik-raid般情况下，当主机系统有多块硬盘时，通过组建Raid以提升磁盘性能或提供磁盘
12、冗余，往往成为人们的首选考量。当今主流raid实现方案大致可分为三种：硬件raid(hardware raid):通过购买昂贵的 raid卡实 现。软件raid(software raid):通过操作系统内软件创建阵列，raid处理开销CPU负责。主板raid(fake raid):通过主板内建 raid控制器创建阵列，操作系统驱动识别。相对于昂贵的硬件，主板raid(fake raid)就成了我们不错的选择。Fake raid仅提供 廉价的控制器，raid处理开销仍CPU负责，因此性能与 CPU 占用基本与 software raid 持平。 如果只有单个 linux 系 统，使用software raid 一般比fake raid更健壮。深信服超融合架构技术白皮书文档密级：内部但是，在多启动环境中(例如windows与linux双系统)， 为了使各个系统都能正确操作相同的raid分区，就必须使用 fake raid 了。Linux 下最重要的raid 管理程序为 MD RAID MD RAID是过滤不同文件系统和比较低级的磁盘驱动之间数据的块设备驱动程序。以Intel的主板为例，在 BIOS中有一块可选的只读存 储器元件可以创建Intel快速存储RAID卷并且在启动之前的环境中提供管理Intel快速存储RAID
