Нормативная документация

Сервер KunLun компании Huawei для более гибкого развертывания критически важных приложений

28 декабря 2017 г. | Категория: Теория и практика SDDC, Конвергентные и гиперконвергентные системы

Серверы Huawei KunLun для критически важных приложений – это лучший выбор для платформы консолидации корпоративных сервисов, благодаря усовершенствованным функциям, таким как динамическое распределение ресурсов для разных сервисов, изоляция различных нагрузок и гибкое конфигурирование разделов. Внедрение серверов KunLun позволит оптимизировать использование аппаратных ресурсов, упростить управление и сократить операционные затраты (OPEX).

Различным ИТ-приложениям требуются различные  аппаратные ресурсы. Аппаратная платформа для критически важных приложений на крупных предприятиях финансовой, энергетической и правительственной отраслей должна отличаться высокими показателями стабильности и надежности, а также поддерживать быстрое расширение и динамическое распределение ресурсов.

Серверы Huawei KunLun идеально подходят для обслуживания критически важных приложений, таких как корпоративные базы данных большой емкости, системы планирования ресурсов предприятия (Enterprise Resource Planning; ERP) и системы управления взаимоотношениями с клиентами (Customer Relationship Management; CRM). Сервер KunLun предоставляет до 32 процессоров Intel Xeon E7, память DDR4 объемом 32 ТБ и мощные возможности для расширения ввода-вывода. Кроме того, сервер поддерживает динамическое распределение ресурсов между различными сервисами, а также изоляцию сервисов для обеспечения надежности.

Серверы KunLun объединяют множество технологий и решений, включая физическое разделение ресурсов (K-Par) и логическое разделение ресурсов (L-Par), а также поддерживают программное обеспечение для виртуализации и решение Oracle Multitenant, что позволяет удовлетворить различные требования к консолидации сервисов. В определенных сценариях поддерживается совместное использование нескольких решений для повышения надежности и производительности, а также сокращения затрат в будущем. В данном документе приведено описание функций физического и логического разделения ресурсов на разделы, а также описание решения Oracle Multitenant.

Функция K-Par сервера KunLun

Обзор

Функция K-Par позволяет разделить сервер на несколько электрически изолированных разделов. Физическое разделение обеспечивает более высокую надежность, чем программное разделение на основе виртуализации.

С помощью функции K-Par пользователи могут распределять ресурсы сервера в соответствии с сервисными требованиями, добиваясь, таким образом, оптимальной производительности и надежности. Кроме того, функция K-Par предоставляет возможность гибкого конфигурирования, что позволяет сократить расходы.

Рис. 1  Шасси сервера K-Par (слева вид спереди, справа вид сзади)

KunLun K-Par предоставляет следующие возможности:

• Унифицированное управление:пользователи могут управлять сервером через веб-интерфейс CMC (Central Management Console, Центральная консоль управления), независимо от того, работает ли он как единая система или имеет несколько физических разделов.
• Простое переключение: пользователи могут изменить рабочий режим системы, просто щелкнув мышью в веб-интерфейсе CMC, при этом модернизация аппаратного обеспечения или обновление программного обеспечения не требуется.
• Равномерное распределение сервисных ресурсов: серверы KunLun поддерживают равномерное распределение аппаратных ресурсов (процессоров, модулей памяти и ресурсов хранения) по физическим разделам.
• Высокая надежность: физические разделы электрически изолированы. Таким образом, неисправность, возникшая в одном разделе, не оказывает влияния на работу других разделов. Физические разделы обеспечивают в 5 раз более высокую надежность, чем виртуальные разделы.

Табл. 1    Спецификации физических разделов

 Сценарии применения

Функция KunLun K-Par обеспечивает высокую надежность и производительность. Она идеально подходит для консолидации критически важных приложений, особенно баз данных.

Для реализации стандартного сценария Oracle рекомендуется использовать два сервера KunLun. Каждый сервер KunLun необходимо разделить на два или более физических разделов, сформировав из них кластер RAC (Real Application Cluster).

В целях оптимального использования ресурсов и сокращения затрат поддерживается совместное применение функции K-Par с технологией виртуализации. Например, в корпоративной ERP-системе высокая производительность требуется для базы данных, в то время как для нормального функционирования серверов приложений много вычислительных ресурсов не требуется. Поэтому можно использовать KunLun 9016 с двумя физическими разделами. База данных Oracle развертывается в одном физическом разделе. Серверы приложений развертываются на виртуальных машинах (VM) в другом разделе с помощью программного обеспечения для виртуализации. Серверы KunLun поддерживают программное обеспечение для виртуализации, включая VMware vSphere, Huawei FusionSphere, Hyper-V и KVM. Однако физический раздел с использованием программного обеспечения для виртуализации поддерживает максимум восемь процессоров.

Функция L-Par сервера KunLun

Обзор

В качестве дополнения к K-Par функция KunLun L-Par позволяет изолировать аппаратные ресурсы (включая процессоры, модули памяти и устройства ввода/вывода) каждого раздела. По сравнению с K-Par функция L-Par обеспечивает более широкие возможности и большую степень гранулярности. Серверы KunLun 9008 и 9016 поддерживают коммерческое использование L-Par.

Функция L-Par выполняет изоляцию аппаратных ресурсов с помощью встроенного программного обеспечения Hypervisor. Hypervisor – это платформа виртуализации производства Huawei, обеспечивающая взаимодействие между физическим оборудованием и операционными системами в логических разделах. Она маскирует различия и предоставляет требуемые аппаратные ресурсы для каждого логического раздела, исходя из его конфигурации.

Целью изоляции логических разделов является обеспечение отказоустойчивости, чтобы сбои программного обеспечения и неисправности аппаратных ресурсов в одном разделе не влияли на работоспособность других разделов. Каждый логический раздел поддерживает независимое отключение питания и обслуживание.

ПО Hypervisor интегрировано с программным и аппаратным обеспечением сервера KunLun для обеспечения унифицированного управления.

Сценарии применения

Функция L-Par может использоваться для консолидации критически важных или обычных приложений на компьютерах среднего уровня производительности и серверах x86. Однако технические параметры логического раздела не могут превышать спецификации физического раздела 4P на сервере KunLun.

Функция L-Par поддерживает независимое развертывание на сервере KunLun. Например, функцию L-Par на сервере KunLun 9008 или 9016 можно использовать для внедрения сервисов. Кроме того, функция L-Par поддерживает развертывание в сочетании с функцией K-Par. Например, сервер KunLun 9016 можно разделить на два физических раздела 8P. Логические разделы можно создать в физическом разделе,        где размещается SCE1-BPUA. Другой физический раздел может использоваться для независимого развертывания приложений и сервисов.

Рис. 2 Функция L-Par, развернутая на сервере KunLun

При совместном развертывании функций K-Par и L-Par физические разделы используются для консолидации сервисов, функционирующих на серверах высокого и среднего уровня производительности, а логические разделы используются для консолидации сервисов низкопроизводительных серверов или серверов x86. В таком смешанном сценарии развертывания только физический раздел, содержащий SCE1-BPUA на сервере KunLun 9008 или 9016, поддерживает разбиение на логические разделы.

Рис. 3 K-Par и L-Par, совместно развернутые на сервере KunLun

Логические разделы могут использоваться для консолидации критически важных и обычных приложений. Критически важным приложениям, как правило, требуется подключение к внешним массивам хранения данным и совместное развертывание с сервисами баз данных, таких как ERP. Обычным сервисам, например клиентским приложениям, для работы требуются локальные диски хранения данных и подключение к внешней сети посредством сетевых адаптеров (NIC). Серверы KunLun поддерживают устройства хранения данных как производства Huawei, так и сторонних производителей, включая IBM, EMC и HDS. Устройства хранения Huawei могут использоваться в качестве системных дисков и дисков для размещения данных. На системный диск устанавливается гостевая операционная система логических разделов. Устройства хранения сторонних производителей могут использоваться только в качестве дисков данных.

При использовании L-Par для консолидации критически важных сервисов устройства ввода/вывода должны быть сконфигурированы в режиме избыточности. В целях обеспечения бесперебойного доступа к удаленному массиву хранения данных, а также для предотвращения сбоев вследствие отказа плат FC или оптических каналов конфигурируются две платы FC и устанавливается ПО Multipathing. Для реализации сетевой избыточности используются двухпортовые сетевые адаптеры и привязка портов. А для обеспечения надежности в логических разделах каждой системы можно использовать систему высокой доступности (High Availability; HA) и программное обеспечение HA типа VCS. В настоящее время программное обеспечение RHCS HA не поддерживается.

Особенности L-Par

• Высокая производительность

−     При виртуализации вычислительных ресурсов привязка ядра процессора позволяет предотвратить конфликты процессоров, повысить своевременность обработки задач и обеспечить должный уровень производительности.

−     Для виртуализации ввода-вывода функция L-Par применяет эффективную технологию, обеспечивающую front-end и back-end связь, которая позволяет уменьшить потребление вычислительных ресурсов, вызванное частым переключением режимов процессора и дублированием содержимого памяти. Кроме того, L-Par использует технологию виртуализации с аппаратной поддержкой, позволяющую реализовать функции транзитной передачи PCI-устройств, сократить количество прерываний и дублирование содержимого памяти, а также повысить производительность ввода-вывода в логических разделах.

−     Коэффициент потери производительности ( tpmc) логического раздела KunLun составляет около 10%, а коэффициент потери процессора (Spec CPU) – около 5% по сравнению с физическим разделом одинаковых спецификаций.

• Высокая доступность:

−     L-Par поддерживает технологии HA, что позволяет сократить плановое время простоя системы и повысить доступность логического раздела.

−     Изоляция аппаратных ресурсов логических разделов обеспечивает отказоустойчивость остальных разделов в случае неисправности оборудования в одном логическом разделе.

−     Логические разделы поддерживают избыточность ввода-вывода для повышения его доступности.

• Высокий уровень безопасности:

−     В целях повышения стабильности в работе системы функция L-Par поддерживает изоляцию процессоров, модулей памяти и устройств ввода-вывода.

−     ПО Hypervisor обеспечивает усиленные меры безопасности, включая контроль доступа и разрешений пользователей, кастомизацию сервисов, сканирование сетевых портов, проверку и защиту от вирусов, а также предупреждение системных рисков.

Управление логическими разделами

Подобно физическим разделам управление логическими разделами может осуществляться через веб-интерфейс CMC. Кроме того, поддерживается управление логическими разделами через интерфейс командной строки (CLI), который обеспечивает выполнение таких функций, как управление пользователями, управление сетью, обновление системы и работа с журналами.

Управление логическим разделом включает в себя следующее:

• Создание, удаление, изменение настроек и запрос логических разделов.
• В помощь пользователям предоставляется пошаговый мастер по созданию и изменению настроек логических разделов.
• Включение и выключение питания, корректное завершение работы, перезапуск и принудительный перезапуск логического раздела, а также установка и извлечение диска DVD.
• Вход в логический раздел посредством VNC.

Решение Oracle Multitenant

В настоящее время технологии облачных вычислений нашли широкое применение среди корпоративных пользователей. Платформа DBaaS (Database-as-a-Service, представление базы данных в виде сервиса) является важной частью инфраструктуры облачных вычислений. Поскольку DBaaS должна поддерживать большое количество пользователей и сервисов, она имеет высокие требования к процессорам и памяти, а также производительности и надежности. Серверы KunLun – лучший выбор для платформы DBaaS, благодаря выдающейся функции замены модулей памяти в «горячем» режиме, которая позволяет значительно сократить время системного обслуживания и повысить уровень сервиса для пользователей. Серверы KunLun в сочетании с функцией multitenant Oracle Database 12c позволяют объединить несколько баз данных в облаке.

Технология Multitenant

Oracle Multitenant – это новая опция для Oracle Database 12c Enterprise Edition, которая помогает клиентам снизить затраты на ИТ за счет упрощения консолидации, развертывания (provisioning) и обновленияЭта опция поддерживается новой архитектурой, в которой одна контейнерная база данных может содержать множество подключаемых баз данных.

Oracle 12c предоставляет CDB (Container Database, контейнерная база данных) и PDB (Pluggable Database, подключаемая база данных). В мультиарендной среде одна база CDB может содержать несколько баз PDB. Для баз данных более ранних версий, чем Oracle Database 12c, экземпляр и база данных поддерживают связь (RAC) «один-к-одному» или «многие-к-одному». Экземпляр может быть ассоциирован только с одной базой данных, а база данных может быть загружена несколькими экземплярами. Однако экземпляр и база данных не поддерживают связь «один-ко-многим». Oracle Database 12c поддерживает сопоставление «один-ко-многим» между экземпляром и базой данных.

Преимущества решения Oracle Multitenant

• Высокая плотность консолидации. Многочисленные подключаемые базы данных в одной контейнерной базе данных совместно используют ее память и фоновые процессы. Благодаря этому на одной платформе можно использовать намного больше подключаемых баз данных.
• Быстрое развертывание (provisioning) и клонирование. Подключаемую базу данных можно отсоединить от одной контейнерной базы данных и подключить к другой. Кроме того, можно клонировать её в той же самой или другой контейнерной базе данных.
• Унифицированное управление несколькими базами данных. Консолидация имеющихся подключаемых баз данных дает возможность администраторам управлять несколькими базами как одной базой данных. Например, такие задачи, как резервное копирование и аварийное восстановление, можно выполнять на уровне контейнерной базы данных.
• Улучшенная доступность и гибкость. Подключение и отсоединение контейнерных баз данных сокращает время аппаратной миграции, при которой происходит прерывание работы сервисов.
• Высокий уровень безопасности. На уровне контейнерной базы данных можно настроить такие функции, как Oracle Database Vault, Transparent Data Encryption, Unified Auditing и Database Firewall.

Общая архитектура

На Рис. 4 показана общая архитектура решения с сервером KunLun и Oracle Database 12c. Серверы KunLun идеально подходят для любых сценариев развертывания баз данных, особенно для критически важных приложений, которым требуется высокая производительность и надежность. Помимо высокой эффективности обработки данных серверы KunLun обеспечивают непрерывную и стабильную работу в режиме 24/7.

Рис. 4  Архитектура сервера KunLun с решением Oracle Database 12c

Серверы KunLun идеально подходят для основных сервисов баз данных OLTP (обработка транзакций в реальном времени) и интеллектуальных аналитических сервисов, таких как интерактивная аналитическая обработка (OLAP), хранилище данных и интеллектуальный анализ данных. Используя возможности мультиарендности и обработки данных в оперативной памяти Oracle Database 12c, серверы KunLun позволяют оптимизировать использование ресурсов, повысить производительность и максимизировать окупаемость.

Пример применения

В Табл. 2 приводится исходная информация баз данных, включая информацию о персонале, финансах, продажах, производстве, доставке, обслуживании и закупках. Базы данных развертываются в трех кластерах RAC Oracle 11g. Данные хранятся в обычных RAID-массивах, а пространство хранения для разных приложений физически изолировано. Несмотря на то, что это традиционное решение для развертывания отвечает требованиям приложений к серверам и хранилищу, у него есть свои недостатки, такие как неэффективное использование ресурсов и высокие издержки управления.

Табл. 2  Базы данных до консолидации

Процесс консолидации нескольких баз данных Oracle 11g в облачную базу данных Oracle 12c включает следующие этапы:

1. Обновление исходного программного обеспечения и базы данных Oracle Database 11g до версии Oracle Database 12c.
2. Преобразование исходных баз данных Oracle 11g в базы данных Oracle 12c типа не-CDB.
3. Развертывание кластера Oracle 12c, создание баз данных CDB, сопоставление исходных ресурсов хранения с узлами кластера Oracle 12c, конвертирование баз не-CDB в базы PDB с применением функции клонирования и подключение баз PDB к базам CDB Oracle 12c.

После консолидации несколько баз PDB совместно используют ресурсы серверов и хранилищ, что максимально повышает эффективность использования аппаратного обеспечения. Подключение баз PDB к различным базам CDB и отключение от них обеспечивает гибкость изменения уровня SLA. Права доступа к базам PDB Oracle Database 12c для самообслуживания арендаторов определяются учетными записями пользователей. Диспетчер ресурсов (Resource Manager) динамически распределяет вычислительные ресурсы между разными арендаторами.

С помощью сервера KunLun и функции Oracle Multitenant несколько баз данных Oracle 11g объединяются в одну облачную базу данных Oracle 12c. Консолидация баз данных повышает эффективность использования аппаратных ресурсов, снижает затраты на покупку оборудования и лицензий ПО. Более того, консолидация позволяет реализовать самообслуживание арендаторов, что значительно упрощает процесс управления.

Табл. 3  Сравнение ресурсов