深信服超融合架构技术
白皮书
深信服科技有限公司
2015年10月
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深信服超融合架构技术白皮书
1前言................................................. 错误!未定义书签。
IT时代的变革.................................................. 错误!未定义书签。
白皮书总览.................................................... 错误!未定义书签。2深信服超融合技术架构................................. 错误!未定义书签。
超融合架构概述................................................ 错误!未定义书签。
超融合架构的定义 .............................................. 错误!未定义书签。
深信服超融合架构组成模块 ...................................... 错误!未定义书签。
系统总体架构.................................................. 错误!未定义书签。
aSV计算虚拟化平台............................................. 错误!未定义书签。
概述错误!未定义书签。
aSV技术原理................................................... 错误!未定义书签。
aSV的技术特性................................................. 错误!未定义书签。
aSV的特色技术................................................. 错误!未定义书签。
aSAN存储虚拟化................................................ 错误!未定义书签。
存储虚拟化概述................................................ 错误!未定义书签。
aSAN技术原理.................................................. 错误!未定义书签。
aSAN存储数据可靠性保障........................................ 错误!未定义书签。
深信服aSAN功能特性 ........................................... 错误!未定义书签。
aNet网络虚拟化................................................ 错误!未定义书签。
网络虚拟化概述................................................ 错误!未定义书签。
aNET网络虚拟化技术原理........................................ 错误!未定义书签。
aNet功能特性.................................................. 错误!未定义书签。
深信服aNet的特色技术 ......................................... 错误!未定义书签。3深信服超融合架构产品介绍............................. 错误!未定义书签。
产品概述...................................................... 错误!未定义书签。
产品定位...................................................... 错误!未定义书签。4深信服超融合架构带来的核心价值....................... 错误!未定义书签。
可靠性........................................................ 错误!未定义书签。
安全性........................................................ 错误!未定义书签。
灵活弹性...................................................... 错误!未定义书签。
易操作性...................................................... 错误!未定义书签。5超融合架构最佳实践................................... 错误!未定义书签。
1.1IT时代的变革
20 世纪 90 年代，随着 Windows 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。随着X86 服务器性能的提升，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，有效的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。
云计算其实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，一步慢步步慢。
我们现在正处于一场几十年未见的企业级数据中心革命性转变中，究其核心，这一转变是由“软件”基础设施的崛起而驱动。虚拟机、虚拟网络和存储设备能够以高速自动化的方式分配与重新配置，不会受到非动态设置的硬件基础设施的限制，在“软件定义数据中心”的模型下，用户首先考虑的是应用，
根据应用的模式便可灵活的调配其所需的IT基础架构资源，也就是通过软件化的方式实现硬件资源调配。
深信服的超融合架构是软件定义数据中心下的一套非常成熟的解决方案，除满足上面所述的虚拟化，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。
1.2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，并对本文档的阅读给出指导。
第二章、讲述超融合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、介绍深信服超融合架构涵盖的产品。
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的体验途径，非常欢迎您来试用。
2.1超融合架构概述
2.1.1超融合架构的定义
超融合基础架构，是一种将计算、网络和存储等资源作为基本组成元素，根据系统需求进行选择和预定义的一种技术架构，具体实现方式上一般是指在同一套单元节点（x86服务器）中融入软件虚拟化技术（包括计算、网络、存储、安全等虚拟化），而每一套单元节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），构建统一的资源池。
2.2深信服超融合架构组成模块
2.2.1系统总体架构
深信服超融合架构图
深信服超融合架构在基于底层基础架构（标准的X86硬件）上将计算、存储、网络、安全软件化，通过这种软件化的方式，即计算虚拟化aSV、存储虚拟化aSAN、网络虚拟化aNet，构建了数据中心里所需的最小资源单元，通过资源池中的最小单元，提供了数据中心IT基础架构中所需的全部资源。
后续章节，会针对超融合架构中的三大功能模块：aSV、aSAN、aNet所涵盖的产品技术来做详细说明。
2.3aSV计算虚拟化平台
2.3.1概述
计算资源虚拟化技术就是将通用的 x86 服务器经过虚拟化软件，对最终用户呈现标准的虚拟机。这些虚拟机就像同一个厂家生产的系列化的产品一样，具备系列化的硬件配置，使用相同的驱动程序。
虚拟机的定义：虚拟机 (Virtual Machine) 是由虚拟化层提供的高效、独立的虚拟计算机系统，每台虚拟机都是一个完整的系统，它具有处理器、内存、网络设备、存储设备和BIOS，因此操作系统和应用程序在虚拟机中的运行
方式与它们在物理服务器上的运行方式没有什么区别。
虚拟机与物理服务器相比：虚拟机不是由真实的电子元件组成，而是由一组虚拟组件（文件）组成，这些虚拟组件与物理服务器的硬件配置无关，关键与物理服务器相比，虚拟机具有以下优势:
抽象解耦
1.可在任何 X86 架构的服务器上运行；
2.上层应用操作系统不需修改即可运行；
分区隔离
1.可与其他虚拟机同时运行；
2.实现数据处理、网络连接和数据存储的安全隔离；
封装移动
1.可封装于文件之中，通过简单的文件复制实现快速部署、备份及还原；
2.可便捷地将整个系统（包括虚拟硬件、操作系统和配置好的应用程序）在不同的物理服务器之间进行迁移，甚至可以在虚拟机正在运行的情况下进行迁移；
深信服的超融合架构解决方案中的计算虚拟化采用aSV虚拟化系统，通过将服务器资源虚拟化为多台虚拟机。最终用户可以在这些虚拟机上安装各种软件，挂载磁盘，调整配置，调整网络，就像普通的 x86 服务器一样使用它。
计算虚拟化是超融合的架构中必不可少的关键因素，对于最终用户，虚拟机比物理机的优势在于它可以很快速的发放，很方便的调整配置和组网。对于维护人员来讲，虚拟机复用了硬件，这样硬件更少加上云平台的自动维护能力，这样整个IT系统的成本显著降低。
2.3.2aSV技术原理
2.3.2.1Hypervisor架构
Hypervisor是一种运行在物理服务器和操作系统之间的中间软件层,可允许多个操作系统和应用共享一套基础物理硬件，因此也可以看作是虚拟环境中的“元”操作系统，它可以协调访问服务器上的所有物理设备和虚拟机，也叫虚拟机监视器（Virtual Machine Monitor）。
Hypervisor是所有虚拟化技术的核心。非中断地支持多工作负载迁移的能力是Hypervisor的基本功能。当服务器启动并执行Hypervisor时，它会给每一台虚拟机分配适量的内存、CPU、网络和磁盘，并加载所有虚拟机的客户操作系统。
虚拟化技术架构
Hypervisor，常见的 Hypervisor 分两类：
Type-I（裸金属型）
指 VMM 直接运作在裸机上,使用和管理底层的硬件资源，GuestOS 对真实硬件资源的访问都要通过 VMM 来完成，作为底层硬件的直接操作者，VMM 拥有硬件的驱动程序。裸金属虚拟化中Hypervisor直接管理调用硬件资源，不需要底层操作系统，也可以理解为Hypervisor被做成了一个很薄的操作系统。这种方案的性能处于主机虚拟化与操作系统虚拟化之间。代表是VMware ESX Server、Citrix XenServer和Microsoft Hyper-V，Linux KVM。
Type-II 型（宿主型）
指 VMM 之下还有一层宿主操作系统，由于 Guest OS 对硬件的访问必须经过宿主操作系统，因而带来了额外的性能开销，但可充分利用宿主操作系统提供的设备驱动和底层服务来进行内存管理、进程调度和资源管理等。主机虚拟化中VM的应用程序调用硬件资源时需要经过:VM内核->Hypervisor->主机内核，导致性能是三种虚拟化技术中最差的。主机虚拟化技术代表是VMware Server（GSX）、Workstation和Microsoft Virtual PC、Virtual Server等。
由于主机型Hypervisor的效率问题，深信服的aSV采用了裸机型Hypervisor中的Linux KVM虚拟化，即为Type-I（裸金属型）。
KVM(Kenerl-based Virtual Machine)是基于linux内核虚拟化技术，自之后就集成在linux的各个主要发行版本中。它使用linux自身的调度器进行管理，所以相对于xen，其核心源码很少。
KVM是基于硬件虚拟化扩展（Intel VT- X ）和QEMU 的修改版，KVM属于Linux kernel的一个模块，可以用命令modprobe去加载KVM模块。
加载了该模块后，才能进一步通过工具创建虚拟机。但是仅有KVM模块是不够的。因为用户无法直接控制内核去做事情，还必须有一个运行在用户空间的工具才行。这个用户空间的工具，我们选择了已经成型的开源虚拟化软件QEMU，QEMU也是一个虚拟化软件，它的特点是可虚拟不同的CPU，比如说在x86的CPU上可虚拟一个power的CPU，并可利用它编译出可运行在power上的CPU，并可利用它编译出可运行在power上的程序。KVM使用了QEMU的一部分，并稍加改造，就成了可控制KVM的用户空间工具了。这就是KVM和QEMU 的关系。如下图：
一个普通的linux进程有两种运行模式：内核和用户。而KVM增加了第三种模式：客户模式（有自己的内核和用户模式）。在kvm模型中，每一个虚拟机都是由linux调度程序管理的标准进程。
总体来说，kvm由两个部分组成：一个是管理虚拟硬件的设备驱动，该驱动使用字符设备/dev/kvm作为管理接口；另一个是模拟PC硬件的用户空间组件，这是一个稍作修改的qemu进程。
同时，aSV采用KVM优势有：
嵌入到Linux正式Kernel(提高兼容性)
代码级资源调用（提高性能）
虚拟机就是一个进程（内存易于管理）
直接支持NUMA技术（提高扩展性）
保持开源发展模式（强大的社区支持）
2.3.2.2aSV的Hypervisor实现
VMM (Virtual Machine Monitor)对物理资源的虚拟可以划分为三个部分：CPU 虚拟化、内存虚拟化和 I/O 设备虚拟化,其中以 CPU 的虚拟化最为关键。
经典的虚拟化方法：现代计算机体系结构一般至少有两个特权级（即用户态和核心态，x86 有四个特权级Ring0~ Ring3）用来分隔系统软件和应用软件。那些只能在处理器的最高特权级（内核态）执行的指令称之为特权指令，一般可读写系统关键资源的指令（即敏感指令）决大多数都是特权指令（X86
存在若干敏感指令是非特权指令的情况）。如果执行特权指令时处理器的状态不在内核态，通常会引发一个异常而交由系统软件来处理这个非法访问（陷入）。经典的虚拟化方法就是使用“特权解除”和“陷入-模拟”的方式，即将GuestOS 运行在非特权级，而将 VMM 运行于最高特权级（完全控制系统资源）。解除了 GuestOS 的特权级后，Guest OS 的大部分指令仍可以在硬件上直接运行，只有执行到特权指令时，才会陷入到 VMM 模拟执行（陷入-模拟）。“陷入-模拟”的本质是保证可能影响VMM 正确运行的指令由 VMM 模拟执行，大部分的非敏感指令还是照常运行。
因为 X86 指令集中有若干条指令是需要被 VMM 捕获的敏感指令，但是却不是特权指令（称为临界指令），因此“特权解除”并不能导致他们发生陷入模拟，执行它们不会发生自动的“陷入”而被 VMM 捕获，从而阻碍了指令的虚拟化，这也称之为X86 的虚拟化漏洞。
X86架构虚拟化的实现方式可分为：
1、X86“全虚拟化”（指所抽象的 VM 具有完全的物理机特性，OS 在其上运行不需要任何修改）Full 派秉承无需修改直接运行的理念，对“运行时监测，捕捉后模拟”的过程进行优化。该派内部之实现又有些差别，其中以VMWare 为代表的基于二进制翻译 (BT) 的全虚拟化为代表, 其主要思想是在执行时将 VM 上执行的 Guest OS 指令，翻译成 x86 指令集的一个子集，其中的敏感指令被替换成陷入指令。翻译过程与指令执行交叉进行，不含敏感指令的用户态程序可以不经翻译直接执行。
2、X86“半虚拟化”（指需 OS 协助的虚拟化，在其上运行的 OS 需要修改）半虚拟化的基本思想是通过修改 Guest OS 的代码，将含有敏感指令的操作，替换为对 VMM的超调用 Hypercall，类似 OS 的系统调用，将控制权转移到 VMM，该技术因 VMM 项目而广为人知。该技术的优势在于 VM 的性能能接近于物理机，缺点在于需要修改 GuestOS（如：Windows 不支持修改）及增加的维护成本，关键修改 Guest OS 会导致操作系统对特定 hypervisor 的依赖性，因此很多虚拟化厂商基于 VMM 开发的虚拟化产品部分已经放弃了 Linux 半虚拟化，而专注基于硬件辅助的全虚拟化开发，来支持未经修改的操作系统。
3、X86“硬件辅助虚拟化”：
其基本思想就是引入新的处理器运行模式和新的指令，使得 VMM 和 Guest OS 运行于不同的模式下，Guest OS 运行于受控模式，原来的一些敏感指令在受控模式下全部会陷入 VMM，这样就解决了部分非特权的敏感指令的“陷入-模拟”难题，而且模式切换时上下文的保存恢复由硬件来完成，这样就大大提高了“陷入-模拟”时上下文切换的效率。
以 Intel VT-x 硬件辅助虚拟化技术为例，该技术增加了在虚拟状态下的两种处理器工作模式：根（Root）操作模式和非根（Non-root）操作模式。VMM 运作在 Root 操作模式下，而 Guest OS 运行在 Non-root 操作模式下。这两个操作模式分别拥有自己的特权级环，VMM 和虚拟机的 Guest OS 分别运行在这两个操作模式的 0 环。这样，既能使 VMM运行在 0 环，也能使 Guest OS 运行在 0 环，避免了修改 Guest OS。Root 操作模式和Non-root 操作模式的切换是通过新增的 CPU 指令（如：VMXON,VMXOFF ）来完成。
硬件辅助虚拟化技术消除了操作系统的 ring 转换问题，降低了虚拟化门槛，支持任何操作系统的虚拟化而无须修改 OS 内核，得到了虚拟化软件厂商的支持。硬件辅助虚拟化技术已经逐渐消除软件虚拟化技术之间的差别，并成为未来的发展趋势。
vCPU 机制
vCPU 调度机制
对虚拟机来说，不直接感知物理 CPU，虚拟机的计算单元通过 vCPU 对象来呈现。虚拟机只看到 VMM 呈现给它的 vCPU。在 VMM 中，每个 vCPU 对应一个 VMCS（Virtual-MachineControl Structure）结构，当 vcpu 被从物理 CPU 上切换下来的时候，其运行上下文会被保存在其对应的 VMCS 结构中；当 vcpu 被切换到 pcpu 上运行时，其运行上下文会从对应的 VMCS 结构中导入到物理CPU 上。通过这种方式，实现各 vCPU 之间的独立运行。
从虚拟机系统的结构与功能划分可以看出，客户操作系统与虚拟机监视器共同构成了虚拟机系统的两级调度框架，如图所示是一个多核环境下虚拟机系
统的两级调度框架。客户操作系统负责第 2 级调度,即线程或进程在 vCPU 上的调度（将核心线程映射到相应的虚拟 CPU 上）。虚拟机监视器负责第 1 级调度, 即 vCPU 在物理处理单元上的调度。两级调度的调度策略和机制不存在依赖关系。vCPU 调度器负责物理处理器资源在各个虚拟机之间的分配与调度,本质上即把各个虚拟机中的 vCPU 按照一定的策略和机制调度在物理处理单元上可以采用任意的策略来分配物理资源, 满足虚拟机的不同需求。vCPU 可以调度在一个或多个物理处理单元执行（分时复用或空间复用物理处理单元）, 也可以与物理处理单元建立一对一固定的映射关系（限制访问指定的物理处理单元）。
内存虚拟化
内存虚拟化三层模型
因为 VMM (Virtual Machine Monitor) 掌控所有系统资源，因此 VMM 握有整个内存资源，其负责页式内存管理，维护虚拟地址到机器地址的映射关系。因 Guest OS 本身亦有页式内存管理机制，则有 VMM 的整个系统就比正常系统多了一层映射：
A. 虚拟地址(VA)，指 Guest OS 提供给其应用程序使用的线性地址空间；
B. 物理地址(PA)，经 VMM 抽象的、虚拟机看到的伪物理地址；
C. 机器地址(MA)，真实的机器地址，即地址总线上出现的地址信号；
映射关系如下：Guest OS: PA = f(VA)、VMM: MA = g(PA)VMM 维护一套页表，负责 PA 到 MA 的映射。Guest OS 维护一套页表，负责 VA 到PA 的映射。实际运行时，用户程序访问 VA1，经 Guest OS 的页表转换得到 PA1，再由VMM 介入，使用 VMM 的页表将 PA1 转换为 MA1。
页表虚拟化技术
普通 MMU 只能完成一次虚拟地址到物理地址的映射，在虚拟机环境下，经过 MMU 转换所得到的“物理地址”并不是真正的机器地址。若需得到真正的机器地址，必须由 VMM介入，再经过一次映射才能得到总线上使用的机器地址。如果虚拟机的每个内存访问都需要 VMM 介入，并由软件模拟地址转换的效率是很低下的，几乎不具有实际可用性，为实现虚拟地址到机器地址的高效转换，
现普遍采用的思想是：由 VMM 根据映射 f 和g 生成复合的映射 fg，并直接将这个映射关系写入 MMU。当前采用的页表虚拟化方法主要是 MMU 类虚拟化（MMU Paravirtualization）和影子页表，后者已被内存的硬件辅助虚拟化技术所替代。
1、MMU Paravirtualization
其基本原理是：当 Guest OS 创建一个新的页表时，会从它所维护的空闲内存中分配一个页面，并向 VMM 注册该页面，VMM 会剥夺 Guest OS 对该页表的写权限，之后 GuestOS 对该页表的写操作都会陷入到 VMM 加以验证和转换。VMM 会检查页表中的每一项，确保他们只映射了属于该虚拟机的机器页面，而且不得包含对页表页面的可写映射。后VMM 会根据自己所维护的映射关系，将页表项中的物理地址替换为相应的机器地址，最后再把修改过的页表载入 MMU。如此，MMU 就可以根据修改过页表直接完成虚拟地址到机器地址的转换。
2、内存硬件辅助虚拟化
内存硬件辅助虚拟化技术原理图
内存的硬件辅助虚拟化技术是用于替代虚拟化技术中软件实现的“影子页表”的一种硬件辅助虚拟化技术，其基本原理是：GVA（客户操作系统的虚拟地址）-> GPA（客户操作系统的物理地址）-> HPA（宿主操作系统的物理地址）两次地址转换都由 CPU 硬件自动完成（软件实现内存开销大、性能差）。以VT-x 技术的页表扩充技术 Extended PageTable（EPT）为例，首先 VMM 预先把客户机物理地址转换到机器地址的 EPT 页表设置到 CPU 中；其次客户机修改客户机页表无需 VMM 干预；最后，地址转换时，CPU 自动查找两张页表完成客户机虚拟地址到机器地址的转换。使用内存的硬件辅助虚拟化技术，客户机运行过程中无需 VMM 干预，去除了大量软件开销，内存访问性能接近物理机。
I/O 设备虚拟化
VMM 通过 I/O 虚拟化来复用有限的外设资源，其通过截获 Guest OS 对I/O 设备的访问请求，然后通过软件模拟真实的硬件，目前 I/O 设备的虚拟化方式主要有三种：设备接口完全模拟、前端／后端模拟、直接划分。
1、设备接口完全模拟：
即软件精确模拟与物理设备完全一样的接口，Guest OS 驱动无须修改就能驱动这个虚拟设备。
优点：没有额外的硬件开销，可重用现有驱动程序；
缺点：为完成一次操作要涉及到多个寄存器的操作，使得 VMM 要截获每个寄存器访
问并进行相应的模拟，这就导致多次上下文切换；由于是软件模拟，性能较低。
2、前端／后端模拟：
VMM 提供一个简化的驱动程序（后端, Back-End），Guest OS 中的驱动程序为前端(Front-End, FE)，前端驱动将来自其他模块的请求通过与 Guest OS 间的特殊通信机制直接发送给 Guest OS 的后端驱动，后端驱动在处理完请求后再发回通知给前端，VMM 即采用该方法。
优点：基于事务的通信机制，能在很大程度上减少上下文切换开销，没有额外的硬件开销；
缺点：需要 GuestOS实现前端驱动，后端驱动可能成为瓶颈。
3、直接划分：
即直接将物理设备分配给某个 Guest OS，由 Guest OS 直接访问 I/O 设备（不经 VMM），目前与此相关的技术有 IOMMU（Intel VT-d, PCI-SIG 之SR-IOV 等），旨在建立高效的I/O 虚拟化直通道。
优点：可重用已有驱动，直接访问减少了虚拟化开销；
缺点：需要购买较多额外的硬件。
2.3.3aSV的技术特性
2.3.3.1内存NUMA技术
非统一内存访问（NUMA）是服务器CPU和内存设计的新架构。传统的服务
器架构下把内存放到单一的存储池中，这对于单处理器或单核心的系统工作良好。但是这种传统的统一访问方式，在多核心同时访问内存空间时会导致资源争用和性能问题。毕竟，CPU应该可以访问所有的服务器内存，但是不需要总是保持占用。实际上，CPU仅需要访问工作负载实际运行时所需的内存空间就可以了。
因此NUMA改变了内存对CPU的呈现方式。这是通过对服务器每个CPU的内存进行分区来实现的。每个分区（或内存块）称为NUMA节点，而和该分区相关的处理器可以更快地访问NUMA内存，而且不需要和其它的NUMA节点争用服务器上的资源（其它的内存分区分配给其它处理器）。
NUMA的概念跟缓存相关。处理器的速度要比内存快得多，因此数据总是被移动到更快的本地缓存，这里处理器访问的速度要比通用内存快得多。NUMA本质上为每个处理器配置了独有的整体系统缓存，减少了多处理器试图访问统一内存空间时的争用和延迟。
NUMA与服务器虚拟化完全兼容，而且NUMA也可以支持任意一个处理器访问服务器上的任何一块内存区域。某个处理器当然可以访问位于不同区域上的内存数据，但是需要更多本地NUMA节点之外的传输，并且需要目标NUMA节点的确认。这增加了整体开销，影响了CPU和内存子系统的性能。
NUMA对虚拟机负载不存在任何兼容性问题，但是理论上虚拟机最完美的方式应该是在某个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NUMA技术，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。
2.3.3.2SR-IOV
通常针对虚拟化服务器的技术是通过软件模拟共享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（Single Root I/O Virtualization）是 PCI-SIG 推出的一项标准，是虚拟通道（在物理网卡上对上层软件系统虚拟出多个物理通道，每个通道具备独立的 I/O 功能）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。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。
通过SR-IOV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。
2.3.3.3Faik-raid
一般情况下，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处理开销由CPU负责。
主板raid(fake raid)：通过主板内建raid控制器创建阵列，由操作系统驱动识别。
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处理开销仍由CPU负责，因此性能与CPU占用基本与software raid持平。
aSV 融入了对Fake-RAID的支持，现可支持Fake-RAID安装与使用Fake-RAID存储，目前可以使用intel模式的raid0，raid1，raid5，raid10，LSI 模式的raid0
2.3.3.4虚拟机生命周期管理
aSV提供了虚拟机从创建至删除整个过程中的全面管理，就像人类的生命周期一样，虚拟机最基本的生命周期就是创建、使用和删除这三个状态。当然还包含如下几个状态：
创建虚拟机
虚拟机开关机、重启、挂起
虚拟机上的操作系统安装
创建模板
更新虚拟机硬件配置
迁移虚拟机及/或虚拟机的存储资源
分析虚拟机的资源利用情况
虚拟机备份
虚拟机恢复
删除虚拟机
在虚拟机生命周期内，虚拟机可能会在某一个时间点经历上述这些状态。aSV提供了完善的虚拟机生命周期管理工具，我们可以通过对虚拟机生命周期的规划，可以想要最大化的发挥虚拟机的作用。
2.3.3.5虚拟机热迁移
虚拟化环境中，物理服务器和存储上承载更多的业务和数据，设备故障时造成的影响更大。 aSV虚拟化平台提供虚拟机热迁移技术，降低宕机带来的风险、减少业务中断的时间。
aSV虚拟机热迁移技术是指把一个虚拟机从一台物理服务器迁移到另一台物理服务器上，即虚拟机保存/恢复(Save/Restore)。首先将整个虚拟机的运行
广电网络EPON产品应用 技术白皮书
目录 1、前言 (3) 2、EPON技术简介 (4) 3、ACE公司EPON产品简介 (15) 3.1 ACE公司EPON产品 (15) 3.2 ACE公司EPON产品功能表 (23) 4、 EPON方式双向改选的业务能力分析 (25) 5、 ACE公司EPON产品与EOC技术的无缝对接 (26) 6、附件1：HFC双向改造成本核算与方案选择 (35)
1、前言 广电网络行业主要负责有线广播电视网络建设、开发、经营和管理及有线电视节目的收转和传送。 近年来广电行业的迅猛发展，建设投入的增加，其业务也逐渐扩大，逐渐形成了现有的以光纤为主的有线电视光纤、电缆混合网络。有线电视用户可通过有线广播电视光缆网收看到多套稳定、清晰的电视节目和收听多套广播电台高保真立体广播。 随着用户对新业务需求的增加，使得广电网络迫切的需求在开展广播电视基本业务的同时，利用有线广播电视网的宽带网络优势，开发广播电视网络的增值业务，例如宽带IP、数字电视、广播系统等。由于EPON系统在光纤网络传输方面的天然优势，使得它在广电网络应用中存在非常大的潜力。
2. 无源光纤网络（PON）技术简介 2.1 PON的演化与分类 业界多年来一直认为，PON是接入网未来的方向，它在解决宽频接入问题上普遍被看好，无论在设备或维运网管方面，它的成本相对便宜，提供的频宽足以应付未来的各种宽频业务需求。 PON自从在20世纪80年代被采用至今为止已经历经几个发展阶段，电信运营商和设备制造商开发了多种协议和技术以便使PON解决方案能更好的满足接入网市场要求。 最初PON标准是基于ATM的，即APON。APON是由FSAN/ITU定义了相应G..983建议，以ATM协议为载体，下行以155.52Mb/s或622.08Mb/s的速率发送连续的ATM信元，同时将物理层OAM信元插入数据流中。上行以突发的ATM的信元方式发送数据流，并在每个53字节长的ATM信元头增加3字节的物理层开销，用以支持突发发射和接收。 目前则有两个颇为引人注目的新的PON标准
网络功能虚拟化 ----概念、益处、推动者、挑战及行动呼吁 目标 本文是由网络运营商撰写的无版权白皮书。 本文的主要目标是概要的描述网络功能虚拟化（不同于云和软件定义网络SDN）的益处，推动者及面临的挑战，以及为什么要鼓励国际间的合作，来加速推动基于高市场占有率的行业标准服务器通信解决方案的开发和部署。 推动组织和作者 AT&T: Margaret Chiosi. BT: Don Clarke, Peter Willis, Andy Reid. CenturyLink: James Feger, Michael Bugenhagen, Waqar Khan, Michael Fargano. China Mobile: Dr. Chunfeng Cui, Dr. Hui Deng. Colt: Javier Benitez. Deutsche Telekom: Uwe Michel, Herbert Damker. KDDI: Kenichi Ogaki, Tetsuro Matsuzaki. NTT: Masaki Fukui, Katsuhiro Shimano. Orange: Dominique Delisle, Quentin Loudier, Christos Kolias. Telecom Italia: Ivano Guardini, Elena Demaria, Roberto Minerva, Antonio Manzalini. Telefonica: Diego López, Francisco Javier Ramón Salguero. Telstra: Frank Ruhl. Verizon: Prodip Sen. 发布日期 2012年10月22至24日，发布于软件定义网络（SDN）和OpenFlow世界大会, Darmstadt-德国。
深信服超融合架构技术白皮 书 深信服科技有限公司 2015年10月 版权声明 深圳市深信服电子科技有限公司版权所有，并保留对本文档及本声明的最终解释权和修改权。 本文档中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明外，其着作权或其它相关权利均属于深圳市深信服电子科技有限公司。未经深圳市深信服电子科技有限公司书面同意，任何人不得以任何方式或形式对本文档内的任何部分进行复制、摘录、备份、修改、传播、翻译成其他语言、将其全部或部分用于商业用途。
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目录 深信服超融合架构技术白皮书 1前言................................................................. 1.1IT时代的变革............................................................................................................................ 1.2白皮书总览 ................................................................................................................................ 2深信服超融合技术架构................................................. 2.1超融合架构概述 ......................................................................................................................... 2.1.1超融合架构的定义......................................................... 2.2深信服超融合架构组成模块....................................................................................................... 2.2.1系统总体架构............................................................. 2.3aSV计算虚拟化平台 ................................................................................................................. 2.3.1概述 .................................................................... 2.3.2aSV技术原理 ............................................................ 2.3.3aSV的技术特性........................................................... 2.3.4aSV的特色技术........................................................... 2.4aSAN存储虚拟化 ..................................................................................................................... 2.4.1存储虚拟化概述........................................................... 2.4.2aSAN技术原理........................................................... 2.4.3aSAN存储数据可靠性保障................................................. 2.4.4深信服aSAN功能特性 .................................................... 2.5aNet网络虚拟化....................................................................................................................... 2.5.1网络虚拟化概述........................................................... 2.5.2aNET网络虚拟化技术原理 ................................................. 2.5.3aNet功能特性 ........................................................... 2.5.4深信服aNet的特色技术...................................................
超融合架构解读
超融合可以说是目前业内最大的热点之一，大型厂商和创业公司纷纷投身其中。不过，与从业者的津津乐道相比，超融合的广大目标用户却对其缺乏足够的认识，甚至一些IT专业人士也还不知超融合究竟为何物。因此，在华为公司的支持下，企事录从即日起开设“FusionCube超融合大讲堂”，以每10天左右一期的节奏连载，帮助您深入了解超融合的方方面面。 本文作为开篇，先来说说超融合是什么…… 近几年来，超融合系统的热度越来越高，各种打着超融合旗号的公司和产品如雨后春笋般涌现，令人眼花缭乱，也引发了很多困惑：究竟什么是超融合系统？与融合系统是什么关系？一体机又是怎么回事？ 最关键的是：超融合有什么用？回答了之前的问题，也就不难理解了。 基本概念与分类 无论从中英文的字面意义来理解，超融合（Hyperconverged）都应该是在融合（Converged）之后发展起来的——如果要分类，前者应该属于后者的一支。 IDC和Gartner也是这么认为的，虽然在细节上有所区别。 譬如，Gartner似乎很喜欢Integrated（集成）和Infrastructure（基础设施）这两个词。大的分类上，IDC所谓Converged Systems（融合系统），Gartner称为Integrated Systems（集成系统）。
IDC与Gartner对融合系统的大致分类（注：随时间推移略有变化） IDC将融合系统（Converged Systems）分为三类，前两类——集成系统（Integrated Systems）和认证参考系统（Certified Reference Systems）——主要是供应商构成不同，技术成分上基本没有区别，都是由服务器硬件、磁盘存储系统、网络设备供应商和基本构件/系统管理软件组成的供应商认证的预集成系统。 Gartner也有对应的分类，分别称为集成基础设施（Integrated Infrastructure）系统和参考架构（Reference Architecture）系统，合称融合基础设施（Converged Infrastructure，CI）。
华为FusionSphere 6.5.0虚拟化套件存储虚拟化技术白皮书
目录 1简介/Introduction (3) 2解决方案/Solution (4) 2.1 FusionSphere 存储虚拟化解决方案 (4) 2.1.1架构描述 (4) 2.1.2特点描述 (5) 2.2存储虚拟化的磁盘文件解决方案 (6) 2.2.1厚置备磁盘技术 (6) 2.2.2厚置备延时置零磁盘技术 (6) 2.2.3精简置备磁盘技术 (6) 2.2.4差分磁盘技术 (7) 2.3存储虚拟化的业务管理解决方案 (7) 2.3.1磁盘文件的写时重定向技术 (7) 2.3.2磁盘文件的存储热迁移 (8) 2.3.3磁盘文件高级业务 (8) 2.4存储虚拟化的数据存储扩容解决方案 (9) 2.4.1功能设计原理 (9) 2.5存储虚拟化的数据存储修复解决方案 (10) 2.5.1功能设计原理 (10)
1 简介/Introduction 存储设备的能力、接口协议等差异性很大，存储虚拟化技术可以将不同存储设备进行格式化，将各种存储资源转化为统一管理的数据存储资源，可以用来存储虚拟机磁盘、虚拟机配置信息、快照等信息。用户对存储的管理更加同质化。 虚拟机磁盘、快照等内存均以文件的形式存放在数据存储上，所有业务操作均可以转化成对文件的操作，操作更加直观、便捷。 基于存储虚拟化平台提供的众多存储业务，可以提高存储利用率，更好的可靠性、可维护性、可以带来更好的业务体验和用户价值。 华为提供基于主机的存储虚拟化功能，用户不需要再关注存储设备的类型和能力。存储虚拟化可以将存储设备进行抽象，以逻辑资源的方式呈现，统一提供全面的存储服务。可以在不同的存储形态，设备类型之间提供统一的功能。
以太环网解决方案技术白皮书 关键词：RRPP 摘要：以太环网解决方案主要以RRPP为核心的成本低高可靠性的解决方案。 缩略语清单： 1介绍 在数据通信的二层网络中，一般采用生成树(STP)协议来对网络的拓扑进行保护。STP协议族是由IEEE实现了标准化，主要包括STP、RSTP和MSTP等几种协议。STP最初发明的是目的是为了避免网络中形成环路，出现广播风暴而导致网络不可用，并没有对网络出现拓扑变化时候的业务收敛时间做出很高的要求。实践经验表明，采用STP协议作为拓扑保护的网络，业务收敛时间在几十秒的数量级；后来的RSTP对STP机制进行了改进，业务收敛时间在理想情况下可以控制在秒级左右；MSTP主要是RSTP的多实例化，网络收敛时间与RSTP基本相同。 近几年，随着以太网技术在企业LAN网络里面得到广泛应用的同时，以太网技术开始在运营商城域网络发展；特别是在数据，语音，视频等业务向IP融合的趋势下，增强以太网本身的可靠性，缩短网络的故障收敛时间，对语音业务，视频等业务提供满意的用户体验，无论对运营商客户，还是对于广大的企业用户，都是一个根本的需求。 为了缩短网络故障收敛时间，H3C推出了革新性的以太环网技术——RRPP（Rapid Ring Protection Protocol，快速环网保护协议）。RRPP技术是一种专门应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环中能够防止数据环路引起的广播风暴，当以太网环上链路或设备故障时，能迅速切换到备份链路，保证业务快速恢复。与STP协议相比，RRPP协议具有算法简单、拓扑收敛速度快和收敛时间与环网上节点数无关等显著优势。 H3C基于RRPP的以太环网解决方案可对数据，语音，视频等业务做出快速的保护倒换，协同高中低端交换机推出整体的环网解决方案，为不同的应用场景提供不同的解决方案。 2技术应用背景 当前多数现有网络中采用星形或双归属组网模型，多会存在缺乏有效保护和浪费网络资源等诸多问题，如下图所示：
华为FusionCube HCI 超融合平台技术白皮书
前言 概述 本文档介绍了华为FusionCube 3.2 虚拟化超融合基础设施（FusionCube Hyper- converged Virtualization Infrastructure，以下简称FusionCube 3.2 HCI）的产品价值、产 品架构、高性能、线性扩展、系统安全以及系统可靠性。 借助本手册，您可以全面了解FusionCube 产品。 读者对象 本文档主要适用于以下工程师： ●营销工程师 ●技术支持工程师 ●维护工程师 符号约定 在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。 “注意”不涉及人身伤害。
目录 前言 (ii) 1产品概述 (1) 2产品价值 (2) 3产品架构 (4) 3.1FusionSphere 场景架构 (5) 3.1.1架构 (5) 3.1.2典型配置 (6) 3.1.3组网 (9) 3.1.4工作原理 (9) 3.2 Vmware 场景架构 (10) 3.2.1 架构 (11) 3.2.2 典型配置 (11) 3.2.3 组网 (14) 3.2.4 工作原理 (15) 4分布式存储 (16) 4.1架构概述 (17) 4.2关键业务流程 (20) 4.2.1数据路由 (20) 4.2.2IO 路径 (21) 4.2.3Cache 机制 (23) 4.3存储管理 (25) 4.3.1存储集群管理 (25) 4.3.2存储服务化 (26) 4.4数据冗余 (26) 4.4.1多副本 (26) 4.4.2Erasure Code (27) 4.5特性介绍 (28) 4.5.1SCSI/iSCSI 块接口 (28)
华为FusionSphere 6.5.0 虚拟化套件分布式虚拟交换机技术白皮书
目录 1 分布式虚拟交换机概述 (1) 1.1 产生背景 (1) 1.2 虚拟交换现状 (2) 1.2.1 基于服务器CPU实现虚拟交换 (2) 1.2.2 物理网卡实现虚拟交换 (2) 1.2.3 交换机实现虚拟交换 (3) 2 华为方案简介 (5) 2.1 方案是什么 (5) 2.2 方案架构 (7) 2.3 方案特点 (7) 3 虚拟交换管理 (8) 3.1 主机 (8) 3.2 分布式虚拟交换机 (8) 3.3 端口组 (8) 4 虚拟交换特性 (9) 4.1 物理端口/聚合 (9) 4.2 虚拟交换 (9) 4.2.1 普通交换 (9) 4.2.2 SR-IOV直通 (10) 4.2.3 用户态交换 (10) 4.3 流量整形 (11) 4.3.1 基于端口组的流量整形 (11) 4.4 安全 (11) 4.4.1 二层网络安全策略 (11) 4.4.2 广播报文抑制 (12) 4.4.3 安全组 (12) 4.5 Trunk端口 (12) 4.6 端口管理 (13) 4.7 存储面三层互通 (13) 4.8 配置管理VLAN (13)
4.9 业务管理平面 (13) 5 虚拟交换应用场景 (14) 5.1 集中虚拟网络管理 (14) 5.2 虚拟网络流量统计功能 (14) 5.3 分布式虚拟端口组 (14) 5.4 分布式虚拟上行链路 (14) 5.5 网络隔离 (14) 5.6 网络迁移 (15) 5.7网络安全 (15) 5.8 配置管理VLAN (15) 5.9 业务管理平面 (15) 6 缩略语 (16)
VLAN技术白皮书 华为技术有限公司 北京市上地信息产业基地信息中路3号华为大厦 100085 二ＯＯ三年三月
摘要 本文基于华为技术有限公司Quidway 系列以太网交换产品详细介绍了目前以太网平台上的主流VLAN技术以及华为公司在VLAN技术方面的扩展，其中包括基于端口的VLAN划分、PVLAN，动态VLAN注册协议，如GVRP和VTP等等。本文全面地总结了当前的VLAN技术发展，并逐步探讨了Quidway 系列以太网交换产品在VLAN技术方面的通用特性和部分独有特性，并结合每个主题，简要的介绍了系列VLAN技术在实际组网中的应用方式。 关键词 VLAN，PVLAN， GVRP，VTP
1 VLAN概述 VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。IEEE于1999年颁布了用以标准化VLAN实现方案的802.1Q协议标准草案。 VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的广播域（或称虚拟LAN，即VLAN），每一个VLAN都包含一组有着相同需求的计算机工作站，与物理上形成的LAN有着相同的属性。但由于它是逻辑地而不是物理地划分，所以同一个VLAN内的各个工作站无须被放置在同一个物理空间里，即这些工作站不一定属于同一个物理LAN网段。一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中，从而有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。 VLAN是为解决以太网的广播问题和安全性而提出的一种协议，它在以太网帧的基础上增加了VLAN头，用VLAN ID把用户划分为更小的工作组，限制不同工作组间的用户二层互访，每个工作组就是一个虚拟局域网。虚拟局域网的好处是可以限制广播范围，并能够形成虚拟工作组，动态管理网络。 VLAN在交换机上的实现方法，可以大致划分为4类: 1、基于端口划分的VLAN 这种划分VLAN的方法是根据以太网交换机的端口来划分，比如Quidway S3526的1~4端口为VLAN 10，5~17为VLAN 20，18~24为VLAN 30，当然，这些属于同一VLAN的端口可以不连续，如何配置，由管理员决定，如果有多个交换机，例如，可以指定交换机 1 的1~6端口和交换机 2 的1~4端口为同一VLAN，即同一VLAN可以跨越数个以太网交换机，根据端口划分是目前定义VLAN的最广泛的方法，IEEE 802.1Q规定了依据以太网交换机的端口来划分VLAN的国际标准。 这种划分的方法的优点是定义VLAN成员时非常简单，只要将所有的端口都指定义一下就可以了。它的缺点是如果VLAN A的用户离开了原来的端口，到了一个新的交换机的某个端口，那么就必须重新定义。 2、基于MAC地址划分VLAN 这种划分VLAN的方法是根据每个主机的MAC地址来划分，即对每个MAC地址的主机都配置他属于哪个组。这种划分VLAN的方法的最大优点就是当用户物理位置移动时，即从一个交换机换到其他的交换机时，VLAN不用重新配置，所以，可以认为这种根据MAC地址的划分方法是基于用户的VLAN，这种方法的缺点是初始化时，所有的用户都必须进行配置，如果有几百个甚至上千个用户的话，配置是非常累的。尤其是用户的MAC地址用变换的时候就要重新配置。基于MAC地址划分VLAN所付出的管理成本比较高。 3、基于网络层划分VLAN
数存Datapp-Everest超融合产品白皮书 深圳市数存科技有限公司
All right reserved by Datapp Technology CO., Ltd 一、产品背景 随着我国进入信息化时代，企业对信息化技术的依赖越来越强。在计算机技术高速发展的今天，存储作为计算机的一个重要功能在不断发展着。然而在传统的计算资源与存储资源分离的体系架构下，光靠越来越快、核数越来越多的CPU 是不够的，瓶颈在于传统存储的硬盘读写太慢了，计算主机上大部分的CPU计算能力都空闲或者说在等待存储数据传输过来，这种不匹配的架构已经不能满足企业IT数据中心高速发展和变化的需求。 扩展困难： 传统存储SAN/NAS通过添加新的存储柜扩容升级（Scale Up)，但是这种方法并不能带来线性的性能提升。存储访问性能并不能随着虚拟机数据量增加而线性增加，致使存储访问性能最终成为数据中心性能和容量的瓶颈。
性能瓶颈 虚拟化将多个业务系统打包成独立的虚拟机同时运行，众多虚拟机的同时运行使得整个存储系统基本都是随机I/O读写，现有存储通常采用SATA/SAS机械磁盘实现，无法应对大量并发随机读写请求。 服务质量保证问题 虚拟化数据中心中运行着大量不同的应用，这些应用通常对应不同的服务等级。现有存储为20年前的设计，并没有考虑虚拟化环境中的应用负载，利用现有存储很难为不同的应用负载制定存储性能策略，以适应不同的应用负载。 管理复杂 IT管理员不仅需要同时管理计算和存储两套系统，还往往需要面对专有化设备的配置，非常繁琐。传统网络存储架构SAN/NAS起初是为静态负载场景设计，对于动态变化的负载，其管理运维就会变得相对复杂。 硬件专有化，成本高 在未来，企业用户在构建信息系统时最关注的应该是存储系统的设计与配备。主流存储厂商使用自行设计的专有芯片去优化I/O路径，如利用专有芯片做数据压缩，去冗等。这些专有化硬件带来的高额研发和生产成本必然会提升存储系统的总体拥有成本。在政府、医疗、石油、电力、顶级互联网等超大型信息化应用环境中，普通的存储产品已经无法满足爆炸增长的数据业务需求，同时对硬件平台的性能、价格也会有个更高的要求，更需要一个分布式架构的计算存储资源池来解脱对性能与价格的束缚。
超融合：架构演变和技术发展 开篇推荐： ?如何学习微服务大规模设计？ (点击文字链接可阅读) 1、超融合：软件定义一切趋势下的诱人组合 超融合是以虚拟化为核心，将计算、存储、网络等虚拟资源融合到一台标准x86 服务器中形成基本架构单元，通过一整套虚拟化软件，实现存储、计算、网络等基础功能的虚拟化，从而使购买者到手不需要进行任何硬件的配置就可以直接使用。 “超”特指虚拟化，对应虚拟化计算架构。这一概念最早源自Nutanix 等存储初创厂商将Google/Facebook 等互联网厂商采用的计算存储融合架构用于虚拟化环境，为企业客户提供一种基于X86 硬件平台的计算存储融合产品或解决方案。超融合架构中最根本的变化是存储，由原先的集中共享式存储（SAN、NAS）转向软件定义存储，特别是分布式存储（如Object、Block、File 存储）。 “融合”是指计算和存储部署在同一个节点上，相当于多个组件部署在一个系统中，同时提供计算和存储能力。物理
融合系统中，计算和存储仍然可以是两个独立的组件，没有直接的相互依赖关系。超融合则重点以虚拟化计算为中心，计算和存储紧密相关，存储由虚拟机而非物理机 CVM(Controller VM)来控制并将分散的存储资源形成统一的存储池，而后再提供给Hypervisor 用于创建应用虚拟机。 超融合已从1.0 阶段发展至3.0 阶段，服务云平台化趋势明显，应用场景不断丰富。超融合1.0，特点是简单的硬件堆砌，将服务器、存储、网络设备打包进一个“盒子” 中；超融合2.0，其特点则是软件堆砌，一般是机架式服务器+分布式文件系统+第三方虚拟化+第三方云平台，具有更多的软件功能。 在1.0 和2.0 阶段，超融合和云之间仍旧有着“一步之遥”，并不能称之为“开箱即用”的云就绪系统，超融合步入3.0 阶段，呈现以下两个特点：
华为FusionSphere 6.5.0 虚拟化套件技术白皮书 pg. i
1 摘要 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。这个理念就是—敏捷IT。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，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。 FusionSphere是一款成熟的Iaas层的云计算解决方案，除满足上面所述的虚拟化，标准化和自动化诉求外，秉承华为公司二十几年电信化产品的优秀基因，向您提供开放，安全可靠的产品。 本文档向您讲述华为FusionSphere解决方案中所用到的相关技术，通过阅读本文档，您能够了解到： ?云的虚拟化，标准化，自动化这些关键衡量标准是如何在FusionSphere解决方案中体现的； ?FusionSphere解决方案是如何做到开放，安全可靠的；
华为技术有限公司 FTTH技术白皮书 1 FTTH技术简介 1.1 光纤接入网（OAN）的发展 接入网作为连接电信网和用户网络的部分，主要提供将电信网络的多种业务传送到用户的接入手段。接入网是整个电信网的重要组成部分，作为电信网的"最后一公里"，是整个电信网中技术种类最多、最为复杂的部分。电信业务发展的目标是实现各种业务的综合接入能力，接入网也必须向着宽带化、数字化、智能化和综合化的方向发展。 由于传统语音业务逐渐被移动、VOIP蚕食，宽带业务成为给固网运营商带来收入的主攻方向，运营商希望通过提供丰富多彩的业务体验来吸引用户。业务的发展尤其是视频类业务的逐渐推广，使用户对网络带宽和稳定性要求越来越高。随着光纤成本的下降，网络的光纤化成为发展趋势，原来主要用于长途网和城域网的光纤也开始逐步引入到接入网馈线段、配线段和引入线，向最终用户不断推进。 通常的OAN是指采用光纤传输技术的接入网，泛指端局或远端模块与用户之间采用光纤或部分采用光纤做为传输媒体的系统，采用基带数字传输技术传输双向交互式业务。它由一个光线路终端OLT(optical line terminal)、至少一个光配线网ODN(optical distribution network)、至少一个光网络单元ONU(optical network unit)组成。如图1所示。
图1. 光接入网参考配置 OLT的作用是为光接入网提供网络侧接口并经一个或多个ODN与用户侧的ONU通信，OLT 与ONU的关系为主从通信关系。 ODN为OLT与ONU之间提供光传输手段，其主要功能是完成光信号功率的分配任务。ODN 是由无源光元件（诸如光纤光缆、光连接器和光分路器等）组成的纯无源的光配线网。 ONU的作用是为光接入网提供远端的用户侧接口，处于ODN的用户侧。 1.2 光接入网的几种应用类型 光纤接入网（OAN）是采用光纤传输技术的接入网，即本地交换局和用户之间全部或部分采用光纤传输的通信系统。光纤接入网又可划分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON)，相比这两种光网络，从成本上看，无源光网络发展将会更快些。按照ONU在光接入网中所处的具体位置不同，可以将OAN划分为几种基本不同的应用类型：FTTCab，FTTCub，FTTB，FTTH和FTTO。 （1）光纤到交接箱（FTTCab） 光纤到交接箱（fiber to the cabinet，FTTCab）是宽带光接入网的典型应用类型之一，其特征是以光纤替换传统馈线电缆，光网络单元（ONU）部署在交接箱（FP）处，ONU下采用其他介质接入到用户。例如采用现有的铜缆或者无线，每个ONU支持数百到1 000左右用户数。 国内外与FTTCab概念相当的其他术语有：光纤到节点或光纤到邻里（fiber to the node 或neighborhood，FTTN），光纤到小区（fiber to the zone，FTTZ）。 （2）光纤到路边（FTTCub）
一站式IT服务商杨瑞 134******** 服务热线 原客户方案 EMC超融合方案 描述 刀片 + 虚拟化 + 光纤存储 描述 光纤存储 + 超融合解决方案（深度集成虚拟化环境） 问题 1.此方案为传统架构，无法横向扩展。 2.数据过度集中，数据风险高，单台存储发生故障时，所有业务均会受影响。 3.缺乏虚机数据保护方案 4.运维管理不够方便 5.兼容性稳定性欠缺 6.扩展能力有限 优势 1.此方案架构先进，稳定成熟，支持横向扩展。 2.超融合方案中的软硬件均经过大量严格的兼容性稳定性测试，专门针对虚拟化环境而设计优化，内置丰富软件功能。 3.无需一次大规模采购，保护现有投资，延伸到云计算架构 描述 软硬件厂商为不同家，硬件为HP，软件为Vmware。描述 软硬件厂商均为EMC，Vmware为EMC控股子公司。 问题 1.从实施到售后，都由不同厂商或集成商商负责。 2.出现问题需要各厂商配合解决，容易出现推诿，影响处理效率。 3.HP目前国内的售后均由第三方紫光公司进行支持。优势 1.一体化方案，加电后15分钟即可开始部署虚拟化环境。 2.从实施到售后均由EMC原厂统一提供专业服务 描述 原存储仅为双控64GB缓存。 刀片单从配置上来看，性能可能占优，也可能存在“超配”情况。 描述 EMC存储缓存总共248GB 超融合配置48core，512GB内存，24TB存储空间，3.2TB缓存加速盘，8个万兆网口。 问题 1.HP存储的二级缓存只能读不能写，对数据库的写性能没有任何提升。 2.刀片为纯硬件产品，没有针对虚拟化做专门的设计与优化。 优势 1.EMC存储可以扩展到1TB二级缓存，可读可写，对性能提升有很大帮助。 2.超融合方案专门为虚拟化设计优化，性能均衡。 3.单台最大可以支持到200个VM，未来可以按需升级。描述 存储+刀片+网络+虚拟化，多套系统，多个管理员描述超融合简化运维，减轻运维人员压力 问题 1.管理界面较多，操作复杂 2.不同产品的运维要求不同，对运维人员的技能要求高 优势 1.上架15分钟即可交付使用，扩展新节点只需5分钟2.统一标准化界面 3.统一管理计算，存储，虚拟化等资源，运维管理简单化描述 多套系统需要同时运维 描述 超融合运维轻便 问题 1.占地空间大，占用机柜空间多。 2.系统耗能高。包括设备耗电，制冷成本。 3.需要运维人员具备多种专业技能，时间多用在底层维护上。 优势 1.一套超融合装置仅仅2U 2.能源消耗低 3.运维人员可以专注于系统整体的运行状况与性能调优。 描述传统备份方式描述虚拟带库+虚拟机连续性数据保护方案 问题 1.备份以固定时间执行，存在数据丢失风险，且不能及时恢复 2.没有专门针对虚拟机的数据保护方案 优势 1.与vCenter无缝集成，可以直接将虚机备份到备份设备中，无需借助专门的备份软件。 2.具有企业级重复数据消除功能，可将备份窗口缩减 90%，备份空间的需求减至原来的1/3，对网络带宽的需求减少达95% 3.快速恢复，恢复速度加快30% 4.可以与EMC备份设备集成扩展。 描述无。描述 1.VSAN+vSphere深度内核级集成 2.内含虚拟机连续性保护软件 3.内含Vmware Data Protection虚机数据保护套件 4.云就绪，内含EMC云管理软件与容量许可 5.内含运维管理软件 6.内含应用商店 问题用户需要为所需软件功能另外付费优势 深度整合丰富的软件功能，确保满足业务需求和数据安全。 以下为超融合内含软件功能。 虚机数据保护 除了备份外，还有专门针对虚机的连续性数据保护方案。无缝集成vCenter环境。 连续性数据保护精细到虚机VM级别，可以对运行重要业务 的虚机提供任意时间点回滚的保护方式，消除逻辑故障对虚机的影响。 还可以将虚机数据从本地到远程站点进行双向复制。存储虚拟化 超融合方案内置存储虚拟化软件VSAN，并且与vShpere内核级集成，系统开销小 管理软件超融合方案内置管理软件，远程收集并报告硬件和软件配 置，实时掌握应用程序，VM和整体硬件的状态，还可针对 可用性、性能和容量的状态警报和运行状况统计云整合超融合方案内置云管理软件，可将数据延伸到公有云，提高托管容量，创建可访问的在线归档。 功能扩展 内置应用商店，一键访问，随时下载经过验证的增值软件，增强用户体验。 总结 高级软件功能 ？ 方案不能成为产品的简单堆积。要针对客户的业务需求，制定定制化的先进方案。 1.对于企业级关键业务而言，性能并不足以成为首要选择因素，稳定压到一切！ 2.安全是方案的命脉，软件是方案的灵魂。 整体方案 厂商 配置性能 运维管理 运维成本 数据备份方式
华为 802.1X 技术白皮书
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华为 802.1X 技术白皮书
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1 2 概述...........................................................................................................................................1 802.1X 的基本原理..................................................................................................................1 2.1 体系结构...........................................................................................................................1 2.1.1 端口 PAE...................................................................................................................2 2.1.2 受控端口 ...................................................................................................................2 2.1.3 受控方向 ...................................................................................................................2 2.2 工作机制...........................................................................................................................2 2.3 认证流程...........................................................................................................................3 3 华为 802.1X 的特点.................................................................................................................3 3.1 基于 MAC 的用户特征识别............................................................................................3 3.2 用户特征绑定...................................................................................................................4 3.3 认证触发方式...................................................................................................................4 3.3.1 标准 EAP 触发方式 .................................................................................................4 3.3.2 DHCP 触发方式 .......................................................................................................4 3.3.3 华为专有触发方式 ...................................................................................................4 3.4 TRUNK 端口认证 ..............................................................................................................4 3.5 用户业务下发...................................................................................................................5 3.5.1 VLAN 业务 ................................................................................................................5 3.5.2 CAR 业务 ..................................................................................................................5 3.6 PROXY 检测 ......................................................................................................................5 3.6.1 Proxy 典型应用方式 ................................................................................................5 3.6.2 Proxy 检测机制 ........................................................................................................5 3.6.3 Proxy 检测结果处理 ................................................................................................6 3.7 IP 地址管理 ......................................................................................................................6 3.7.1 IP 获取 ......................................................................................................................6 3.7.2 IP 释放 ......................................................................................................................6 3.7.3 IP 上传 ......................................................................................................................7 3.8 基于端口的用户容量限制...............................................................................................7 3.9 支持多种认证方法...........................................................................................................7 3.9.1 PAP 方法 ...................................................................................................................7 3.9.2 CHAP 方法 ...............................................................................................................8 3.9.3 EAP 方法 ..................................................................................................................8 3.10 独特的握手机制...............................................................................................................8 3.11 对认证服务器的兼容.......................................................................................................8 3.11.1 EAP 终结方式 ..........................................................................................................8 3.11.2 EAP 中继方式 ..........................................................................................................9 3.12 内置认证服务器...............................................................................................................9 3.13 基于 802.1X 的受控组播.................................................................................................9 3.14 完善的整体解决方案.....................................................................................................10 4 典型组网.................................................................................................................................10
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