CN110708612B - 一种快速扩容的金砖超融云服务器 - Google Patents

一种快速扩容的金砖超融云服务器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速扩容的金砖超融云服务器，具体涉及计算机终端产品和外围设备及关键部件领域，包括服务器机体，所述服务器机体的连接端设有虚拟机实例群，所述服务器机体的连接端设有网盘存储接口。本发明通过自动化部署扩容存储刀片单元，实现了堆叠扩容,存储资源和计算资源都能够轻易的实现横向线性扩展，使用对象Swift存储技术做为后端存储，能够无限的对系统存储空间进行扩容，同时节点安装自动化,加入则立即成为可用资源池的一部分,统一受系统调度，任何节点出现问题,虚拟机都可以自动修复错误,保证系统不间断运行，同时支持Docker，KVM等虚拟化特性这样的深度整合的超融架构。

Description

一种快速扩容的金砖超融云服务器
技术领域
本发明涉及计算机终端产品和外围设备及关键部件领域，更具体地说，本发明涉及一种快速扩容的金砖超融云服务器。
背景技术
超融合架构做为近两年兴起的一个新型架构，自提出以来便获得了国内外IT厂商的积极响应，超融合架构不仅仅是从硬件结构上地颠覆了传统IT架构的计算，存储，网络等独立设备各自为营的相对笨重的构建方式将这三者集成与一提，而是结合了软件控制管理，基于虚拟化技术的基础上，革命性得将计算，存储，网络，在硬件与软件层面上真正的融合成为一体。
目前国外已经有相当不少的IT厂商走在前头，投入到了超融合架构的市场，比如Nutanix，Scale计算公式，Maxta软件公司，国内已经逐渐有一些厂商开始推出相应的超融合架构的解决方案，例如曙光，zionbyte等企业，实现了自己的超融合解决方案。但是国内尚无一款能够快速扩容，低功耗，集成OpenStack云计算框架，同时支持Docker，KVM等虚拟化特性这样的深度整合的超融架构解决方案。
因此，发明一种快速扩容的金砖超融云服务器来解决上述问题很有必要。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种快速扩容的金砖超融云服务器，通过自动化部署扩容存储刀片单元，通过配置自动/手动两种方式加入现有机群,从实现了快速扩容的目的，通过设备的堆叠扩容,存储资源和计算资源都能够轻易的实现横向线性扩展，使用对象Swift存储技术做为后端存储，能够无限的对系统存储空间进行扩容，同时节点安装自动化,加入则立即成为可用资源池的一部分,统一受系统调度，任何节点出现问题,虚拟机都可以自动修复错误,保证系统不间断运行，与现有技术相比，同时支持Docker，KVM等虚拟化特性这样的深度整合的超融架构，能够稳定的快速扩容，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速扩容的金砖超融云服务器，包括服务器机体，所述服务器机体的连接端设有虚拟机实例群，所述服务器机体的连接端设有网盘存储接口；
所述服务器机体包括3U机箱，所述3U机箱内部设有若干均匀分布的插接槽，所述插接槽内插接有扩容存储刀片单元，所述3U机箱内部设有网络交换机，所述3U机箱外侧设有两个uplink万兆端口，所述uplink万兆端口的连接端设有转换器，所述3U机箱内部设有单片核心开发板，所述转换器与单片核心开发板电性连接；
所述扩容存储刀片单元的连接端设有连接线，所述网络交换机的连接端设有若干均匀分布的接入节点，所述连接线远离扩容存储刀片单元的一端与网络交换机电性连接；
每个所述扩容存储刀片单元均具备独立操作系统，所述独立操作系统采用UbuntuServer 14.04.2LTS Linux操作系统和金砖超融云管理引擎，所述Ubuntu Server14.04.2LTS Linux操作系统安装于mSATA芯片上，在Ubuntu Server 14.04.2LTS Linux操作系统上集成安装云计算OpenStack框架的Nova和Swift套件，该套件支持容器技术—Docker；
所述网盘存储接口的连接端设有后端存储模块，所述后端存储模块使用对象Swift存储技术提供存储服务。
在一个优选地实施方式中，所述OpenStack框架内部设有资源池，所述金砖超融云管理引擎内部设有虚拟机生命周期快照、网络管理和数据共享服务管理。
在一个优选地实施方式中，所述虚拟机实例群由多个虚拟机组成，多个所述虚拟机与扩容存储刀片单元相匹配，所述虚拟机内部设有节点监控模块，所述节点监控模块用于接收接入节点连接信号，所述单片核心开发板与虚拟机电性连接。
在一个优选地实施方式中，所述节点监控模块监测到节点连接信号后，通过网络交换机将新增扩容存储刀片单元接入单片核心开发板，配置自动/手动两种方式加入现有机群，节点监控模块监测到故障失效节点后，将扩容存储刀片单元从资源池中移除。
在一个优选地实施方式中，所述后端存储模块提供存储服务的方式为：
(a)为OpenStack Nova提供虚拟机镜像和快照存储，搭建私有云存储平台；
(b)提供存储接口搭建私有云存储，存储接口设置为CIFS、FTP、WebDav或CMIS中的一种。
在一个优选地实施方式中，所述3U机箱的数量设置为两个，两个所述3U机箱通过uplink万兆端口电性连接，一个所述3U机箱内部扩容存储刀片单元的数量设置为十八个，所述扩容存储刀片单元与单片核心开发板的数量相匹配。
在一个优选地实施方式中，十八个所述扩容存储刀片单元存储空间为90TB，十八个所述扩容存储刀片单元存储计算能力为57Ghz。
本发明的技术效果和优点：
1、通过自动化部署扩容存储刀片单元，通过配置自动/手动两种方式加入现有机群,从实现了快速扩容的目的，通过设备的堆叠扩容,存储资源和计算资源都能够轻易的实现横向线性扩展，使用对象Swift存储技术做为后端存储，能够无限的对系统存储空间进行扩容，同时节点安装自动化,加入则立即成为可用资源池的一部分,统一受系统调度，任何节点出现问题,虚拟机都可以自动修复错误,保证系统不间断运行，与现有技术相比，同时支持Docker，KVM等虚拟化特性这样的深度整合的超融架构，能够稳定的快速扩容。
附图说明
图1为本发明的整体结构框架图。
图2为本发明3U机箱整体俯视图。
图3为本发明金砖超融云服务器前面45°视觉图。
图4为本发明堆叠扩容的流程图。
附图标记为：1服务器机体、2网盘存储接口、33U机箱、4插接槽、5扩容存储刀片单元、6网络交换机、7uplink万兆端口、8转换器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
根据图1-4所示的一种快速扩容的金砖超融云服务器，包括服务器机体1，所述服务器机体1的连接端设有虚拟机实例群，所述服务器机体1的连接端设有网盘存储接口2；
所述服务器机体1包括3U机箱3，所述3U机箱3内部设有若干均匀分布的插接槽4，所述插接槽4内插接有扩容存储刀片单元5，所述3U机箱3内部设有网络交换机6，所述3U机箱3外侧设有两个uplink万兆端口7，所述uplink万兆端口7的连接端设有转换器8，所述3U机箱3内部设有单片核心开发板，所述转换器8与单片核心开发板电性连接；
所述扩容存储刀片单元5的连接端设有连接线，所述网络交换机6的连接端设有若干均匀分布的接入节点，所述连接线远离扩容存储刀片单元5的一端与网络交换机6电性连接；
每个所述扩容存储刀片单元5均具备独立操作系统，所述独立操作系统采用Ubuntu Server 14.04.2LTS Linux操作系统和金砖超融云管理引擎，所述Ubuntu Server14.04.2LTS Linux操作系统安装于mSATA芯片上，以保证系统的IO速度及稳定性，在UbuntuServer 14.04.2LTS Linux操作系统上集成安装云计算OpenStack框架的Nova和Swift套件，该套件支持容器技术—Docker；
所述网盘存储接口2的连接端设有后端存储模块，所述后端存储模块使用对象Swift存储技术提供存储服务；
所述OpenStack框架内部设有资源池，采用ZETTAKITzKVM虚拟化技术对物理服务器实现资源池化，应用系统运行在虚拟机上，此方案相比于传统物理服务器方案，将大大提高服务器利用率，提高了应用系统的可用性，减少应用系统宕机时间，同时减少应用系统部署间，简化服务器的管理，实现资源的高度共享、集中管理以及动态扩展，从而可以提高资源的利用率，满足上层业务对资源的需求，从而有效的节省成本，提高资源管理的整体水平，对现有的资源进行整合，通过虚拟化技术和自动化技术，实现资源的统一管理和运维，所述金砖超融云管理引擎内部设有虚拟机生命周期快照、网络管理和数据共享服务管理，支持虚似机生命周期管理，包括新建、添加、删除、启动、停止、重启、资源释放和回收,支持对服务器内存的优化使用，可在有限的服务器内存资源中运行更多的虚拟机，避免因内存不足导致虚拟机无法运行,支持数据中心资源动态调度，可根据业务压力随时调整虚拟机数量，在创建虚拟机时，系统会将虚拟机调度到有足够资源的主机上，让虚拟机充分、均衡的利用系统的物理资源，并且系统调度时可以将同一个用户下的虚拟机调度到不同的主机上，提高用户业务可靠性。
在业务访问高峰时段，通过应用负载均衡，创建多个虚拟机共同承载并发访问量大的业务,当高峰时段过后，释放其虚拟机资源运行其他业务，按需调整资源利用，当系统物理资源不足时，可以动态添加物理服务器，及时补充计算、存储和网络资源，不影响已经运行的虚拟机。
平台通过对存储资源的虚拟化可为虚拟机动态添加和删除磁盘，这些磁盘独立于云主机的生命周期而存在，可挂载到任意运行中的云主机上，并支持为这些云硬盘创建快照；
所述虚拟机实例群由多个虚拟机组成，多个所述虚拟机与扩容存储刀片单元5相匹配，所述虚拟机内部设有节点监控模块，所述节点监控模块用于接收接入节点连接信号，所述单片核心开发板与虚拟机电性连接，云计算平台支持部署多台服务器，服务器的所有物理资源和虚拟化软件构成虚拟化计算平台，平台通过对各维度资源的细粒度控制，充分利用整体服务器物理资源，提升服务器的资源利用率；
所述节点监控模块监测到节点连接信号后，通过网络交换机6将新增扩容存储刀片单元5接入单片核心开发板，配置自动/手动两种方式加入现有机群，节点监控模块监测到故障失效节点后，将扩容存储刀片单元5从资源池中移除；
所述后端存储模块提供存储服务的方式为：
(a)为OpenStack Nova提供虚拟机镜像和快照存储，搭建私有云存储平台；
(b)提供存储接口搭建私有云存储，存储接口设置为CIFS、FTP、WebDav或CMIS中的一种；
所述3U机箱3的数量设置为两个，两个所述3U机箱3通过uplink万兆端口7电性连接，一个所述3U机箱3内部扩容存储刀片单元5的数量设置为十八个，所述扩容存储刀片单元5与单片核心开发板的数量相匹配；
十八个所述扩容存储刀片单元5存储空间为90TB，十八个所述扩容存储刀片单元5存储计算能力为57Ghz。
实施例2：
调研市场上的同类产品，最终找到国内的代表ZionByte和国外的代表Nutanix，其中ZionByte推出了zCube、zBlock和zGrid三种面向不同的配置,分别适用于中小型企业的云服务、数据中心不同级别存储和虚拟化的解决方案，Nutanix推出了多种超融架构方案,其方案主要应用于大型企业以及海量数据中心，通过与本发明比较得出表1：
Figure BDA0002227783620000071
由表1显示：金砖超融云服务器的存储密度最大，虚拟化特性支持范围最广，具备集成万兆交换机，且单位容量功耗为超低功耗，便于推广使用。
另外，扩容存储刀片单元5能够自动化部署，通过配置自动/手动两种方式加入现有机群,从实现了快速扩容的目的，通过设备的堆叠扩容,存储资源和计算资源都能够轻易的实现横向线性扩展，使用对象Swift存储技术做为后端存储，能够无限的对系统存储空间进行扩容，同时节点安装自动化,加入则立即成为可用资源池的一部分,统一受系统调度，任何节点出现问题,虚拟机都可以自动修复错误,保证系统不间断运行。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种快速扩容的金砖超融云服务器，包括服务器机体(1)，其特征在于：所述服务器机体(1)的连接端设有虚拟机实例群，所述服务器机体(1)的连接端设有网盘存储接口(2)；
所述服务器机体(1)包括3U机箱(3)，所述3U机箱(3)内部设有若干均匀分布的插接槽(4)，所述插接槽(4)内插接有扩容存储刀片单元(5)，所述3U机箱(3)内部设有网络交换机(6)，所述3U机箱(3)外侧设有两个uplink万兆端口(7)，所述uplink万兆端口(7)的连接端设有转换器(8)，所述3U机箱(3)内部设有单片核心开发板，所述转换器(8)与单片核心开发板电性连接；
所述扩容存储刀片单元(5)的连接端设有连接线，所述网络交换机(6)的连接端设有若干均匀分布的接入节点，所述连接线远离扩容存储刀片单元(5)的一端与网络交换机(6)电性连接；
每个所述扩容存储刀片单元(5)均具备独立操作系统，所述独立操作系统采用UbuntuServer 14.04.2LTS Linux操作系统和金砖超融云管理引擎，所述Ubuntu Server14.04.2LTS Linux操作系统安装于mSATA芯片上，在Ubuntu Server 14.04.2LTS Linux操作系统上集成安装云计算OpenStack框架的Nova和Swift套件，该套件支持容器技术—Docker；
所述网盘存储接口(2)的连接端设有后端存储模块，所述后端存储模块使用对象Swift存储技术提供存储服务。
2.根据权利要求1所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：所述OpenStack框架内部设有资源池，所述金砖超融云管理引擎内部设有虚拟机生命周期快照、网络管理和数据共享服务管理。
3.根据权利要求1所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：所述虚拟机实例群由多个虚拟机组成，多个所述虚拟机与扩容存储刀片单元(5)相匹配，所述虚拟机内部设有节点监控模块，所述节点监控模块用于接收接入节点连接信号，所述单片核心开发板与虚拟机电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：所述节点监控模块监测到节点连接信号后，通过网络交换机(6)将新增扩容存储刀片单元(5)接入单片核心开发板，配置自动/手动两种方式加入现有机群，节点监控模块监测到故障失效节点后，将扩容存储刀片单元(5)从资源池中移除。
5.根据权利要求1所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：所述后端存储模块提供存储服务的方式为：
(a)为OpenStack Nova提供虚拟机镜像和快照存储，搭建私有云存储平台；
(b)提供存储接口搭建私有云存储，存储接口设置为CIFS、FTP、WebDav或CMIS中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：所述3U机箱(3)的数量设置为两个，两个所述3U机箱(3)通过uplink万兆端口(7)电性连接，一个所述3U机箱(3)内部扩容存储刀片单元(5)的数量设置为十八个，所述扩容存储刀片单元(5)与单片核心开发板的数量相匹配。
7.根据权利要求6所述的一种快速扩容的金砖超融云服务器，其特征在于：十八个所述扩容存储刀片单元(5)存储空间为90TB，十八个所述扩容存储刀片单元(5)存储计算能力为57Ghz。
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