應云而生的服務器

精品文檔-下載后可編輯應云而生的服務器自2022年“云計算”的概念首度被提出后，全球云計算發(fā)展至今已逾10年，已經(jīng)逐漸成為推動數(shù)字經(jīng)濟、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵支撐。云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)量和處理量均急劇增長，傳統(tǒng)服務器已逐漸不能匹配云計算業(yè)務需求。云計算業(yè)務呼喚適合云計算應用的具有計算與應用負載適配性好、并發(fā)能力要求高、按需分配、高通用性、運行穩(wěn)定、高能效比、更低價格、高度簡約、節(jié)省空間等特點的新型服務器系統(tǒng)。

上海交通大學教授管海兵表示：“云計算本身就是為了克服IT系統(tǒng)利用率比較低下的情況。不過建完云以后，我們發(fā)現(xiàn)整個云計算系統(tǒng)目前自身的利用率也不是很高，目前大約在15%左右，為了進一步提高云計算系統(tǒng)自身的利用率，面對各種應用非常多的情況，需要遵循一種定制化、簡約化的理念，將傳統(tǒng)架構(gòu)的服務器加以改造，加以重塑。”

2022年底，中科曙光對外宣布中國首款安全可控云服務器系統(tǒng)正式量產(chǎn)。據(jù)了解，該產(chǎn)品是中科曙光專門面向云計算典型應用需求研l(wèi)的服務器系統(tǒng)，也是“十二五”期間國家863計劃信息技術(shù)領(lǐng)域“億級并發(fā)云服務器系統(tǒng)研制”的重大項目成果。云服務器系統(tǒng)采用我國自主設計的體系架構(gòu)，其正式量產(chǎn)標志著我國云計算產(chǎn)業(yè)從此擁有了安全可控的云服務器系統(tǒng)。

有哪些技術(shù)突破

作為“十二五”國家863計劃信息技術(shù)領(lǐng)域“云計算關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)（二期）”重大專項的成果，云服務器是專門面向云計算應用研發(fā)的服務器，可以完美解決傳統(tǒng)服務器與云應用不匹配的問題。云服務器針對云計算的運算量低同時并發(fā)訪問高等一系列特點，創(chuàng)造性設計出顛覆傳統(tǒng)、更適合大規(guī)模云應用的全新架構(gòu)，性能功耗比和整體服務能力較傳統(tǒng)架構(gòu)服務器有顯著提升的低成本、低功耗、高效能、可靠穩(wěn)定、超高密度、通用性、億級并發(fā)、安全可控、軟件定義的新型服務器系統(tǒng)。它是互聯(lián)網(wǎng)、云計算的重要基礎(chǔ)設施裝備，是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、云數(shù)據(jù)中心的核心組成單元，并可有效應對億級以上并發(fā)訪問。

作為研發(fā)課題負責人，曙光公司高級副總裁聶華介紹，一臺云服務器可應對的典型云服務日請求處理數(shù)大于900億次，而一套云服務器系統(tǒng)負載的并發(fā)處理能力可大于1億次。如客戶需求提高，還可隨時進行彈性擴展。擴展的設備可在集群中通過軟件定義統(tǒng)一管理。

據(jù)了解，由曙光公司領(lǐng)銜的“億級并發(fā)云服務器系統(tǒng)研制”項目組針對云計算大量應用呈現(xiàn)計算資源需求量低、并發(fā)訪問量需求高及信息查詢量大的特點，在體系架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)上上實現(xiàn)了為云而生（全新云計算基礎(chǔ)裝備，專為云計算需求設計的創(chuàng)新架構(gòu)）、億級并發(fā)（超高性能功耗比，億級并發(fā)訪問，性能提升顯著）、安全可控（國產(chǎn)自主設計的體系架構(gòu)，確保云基礎(chǔ)設施安全可控）三大突破，建立了以國產(chǎn)技術(shù)為核心的云服務器架構(gòu)標準。

隨著越來越多的政府機構(gòu)和企業(yè)組織將業(yè)務遷移上“云”，在云計算逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動力時，背后服務于云計算的基礎(chǔ)設施的安全性也受到極大的關(guān)注。聶華指出，云服務器采用的全新國產(chǎn)體系架構(gòu)和安全可控技術(shù)承載了現(xiàn)有的標準和應用，在保留產(chǎn)品尖端技術(shù)和通用性的前提下，通過這種技術(shù)來承載，不會留下安全后門，可保證云計算應用的安全。

隨著2022年11月億級并發(fā)云服務器系統(tǒng)在天津正式量產(chǎn)，該產(chǎn)品該產(chǎn)品的量產(chǎn)標志著云計算基礎(chǔ)硬件設施進入一個全新的時代，通用服務器系統(tǒng)并發(fā)能力從“千萬”級步入“億”。據(jù)介紹，早在量產(chǎn)之前，云服務器就已經(jīng)在中國電信的天翼云、中國銀聯(lián)的聯(lián)云平臺、中國教育電視臺的教育新媒體云上進行了部署應用，聚合服務能力大于億次并發(fā)。

面對云計算，傳統(tǒng)服務器的弊端

傳統(tǒng)通用服務器架構(gòu)搭建的數(shù)據(jù)中心，優(yōu)點是可以應對各種場景，然而，采用這種“萬精油”式的產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)中心的搭建，卻沒有針對性，各項指標表現(xiàn)平平。由于云數(shù)據(jù)中心每天需要應對大量的高并發(fā)訪問及信息查詢，又對計算量要求不高，這就造成了云數(shù)據(jù)中心每天疲于應付海量并發(fā)，而計算性能卻白白浪費掉。

整機柜式服務器對互聯(lián)網(wǎng)應用有所改善和適配。形式上，整機柜式服務器仍采用普通機架式/Twin服務器和網(wǎng)絡交換機，但一個標準機柜內(nèi)的所有節(jié)點可共享風扇、電源、監(jiān)控等模塊，在空間上和能耗上有一定優(yōu)勢，在設計上取消了刀片服務器昂貴的高速交換背板，加上可共享大量通用部件，因此總體成本較低，而且可整機柜快速部署，易于實現(xiàn)大規(guī)模擴展。不過，由于服務器大多采用2顆處理器，成本相對較高，同時能耗和傳統(tǒng)服務器相比并沒有明顯降低。對于云計算應用中大量網(wǎng)絡托管、網(wǎng)頁服務器集群等網(wǎng)絡帶寬密集型應用而言，平均CPU利用率僅為20%左右，造成了成本的浪費。

為了進一步減低總體擁有成本，針對此類云計算應用的各種微服務器（Micro-Server）正在涌現(xiàn)，不過微服務器的性能配置也較低，通常主要面向web訪問類應用，適用面較窄。

相對于傳統(tǒng)服務器，云服務器系統(tǒng)更加適配云計算高并發(fā)要求、低計算要求的特性，使其性能得以專屬發(fā)揮；相對于整機柜服務器，云服務器系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上除了做到共享散熱、電源、管理監(jiān)控模塊，還能做到計算、網(wǎng)絡全共享，不必要的結(jié)構(gòu)得以大幅精簡，不僅降低了成本，也大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時，云服務器在每瓦云服務能力上（能效比）也遠高于現(xiàn)有整機柜服務器；相對于微服務器，在應用范圍、性能表現(xiàn)上都更加優(yōu)異。

曙光公司副總裁沙超群介紹：“現(xiàn)在設計這樣一款云服務器系統(tǒng)，可以把面向云計算時傳統(tǒng)服務器中不需要的所有部件全部拿掉，在不同的節(jié)點里面內(nèi)建了我們自己的網(wǎng)絡，以及把存儲、網(wǎng)絡和計算分別池化，可以在線根據(jù)應用的不同去配置服務器。比如未來的電信數(shù)據(jù)中心里面有冷存儲型、有在線存儲型、有交易型，根據(jù)它不同應用的情況，通過在內(nèi)建的網(wǎng)絡里面對它進行在線配置，一臺同樣的設備可以配置成不同的應用。”

云服務器系統(tǒng)特點與性能

據(jù)透露，云服務器最突出的亮點在于對高并發(fā)和高訪問的應對。64臺云服務器組成的云服務器系統(tǒng)負并發(fā)處理能力大于1億，一臺32CPU的云服務器日處理HTTP請求數(shù)大于900億次。云服務器本身具備級連擴展能力，系統(tǒng)規(guī)?？筛鶕?jù)實際應用的并發(fā)要求彈性擴展。每瓦提供的云服務能力更強，1度電處理用戶實際訪問能力大于70萬次。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，一臺32CPU的云服務器每度電處理國家教育新媒體平臺（果實網(wǎng)等）用戶實際訪問數(shù)為73.27萬次。

聶華說：“該服務器可以稱為史上最匹配云計算應用的服務器，首創(chuàng)的高度簡潔的節(jié)能架構(gòu)，首創(chuàng)的真正的全硬件存儲虛擬化，首創(chuàng)的單路CPU直連高耦合度的架構(gòu)，真正的軟件定義云服務器?！?/p>

與傳統(tǒng)架構(gòu)相比，云服務器的節(jié)點性能功耗比能夠提升3倍以上，總擁有成本降低70%；與業(yè)內(nèi)最好的傳統(tǒng)架構(gòu)服務器相比，空間占用減少50%；系統(tǒng)復雜性降低60%。適合同時追求低功耗和性能的客戶，適用于動態(tài)Web服務、專用托管和Web高速緩存為主的超大規(guī)模輕量型工作負載，以及公有云、暖存儲等領(lǐng)域。比如資源類、交流類、業(yè)務服務類、數(shù)據(jù)分析類的前端在線請求響應，數(shù)據(jù)檢索、全文檢索、圖像檢索、書目檢索、多媒體檢索信息檢索查詢等業(yè)務。

在架構(gòu)上，云計算中絕大多數(shù)服務器采用X86指令集架構(gòu)，要搭建一個通用性強，能匹配大多數(shù)云應用負載的云平臺，X86指令集是最好的選擇。此外，基于以太網(wǎng)的通信協(xié)議也保證了云平臺對各類應用的支持。

研發(fā)面向云計算的新型服務器系統(tǒng)，