技術(shù)貢獻(xiàn)解讀 浪潮云海OpenStack X版本技術(shù)貢獻(xiàn)中國第一

北京2021年11月16日 /美通社/ -- 10月6日，OpenStack社區(qū)發(fā)布第24個(gè)版本 Xena（簡稱X版本），浪潮云海在Nova、Cyborg、Cinder、Masakari、Manila等核心項(xiàng)目的技術(shù)貢獻(xiàn)排名再次獲得“中國第一”、全球前三，已連續(xù)4個(gè)版本榮登社區(qū)技術(shù)貢獻(xiàn)國內(nèi)榜首，引領(lǐng)OpenStack重要技術(shù)發(fā)展。

其中，浪潮云海OS技術(shù)團(tuán)隊(duì)向OpenStack社區(qū)貢獻(xiàn)的可視化日志管理項(xiàng)目 -- Venus，是國內(nèi)首個(gè)在智能運(yùn)維領(lǐng)域貢獻(xiàn)的開源項(xiàng)目。

在此版本中，浪潮云海團(tuán)隊(duì)分別從以下四個(gè)方面做了大量技術(shù)貢獻(xiàn)：

一、GPU高級(jí)虛擬化功能增強(qiáng)及優(yōu)化

二、加密卷、文件等存儲(chǔ)場景增強(qiáng)優(yōu)化

三、云平臺(tái)上穩(wěn)定性和持久內(nèi)存的易用性增強(qiáng)

四、基于Kolla的Venus項(xiàng)目集成實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)級(jí)鏡像加速部署

一、GPU高級(jí)虛擬化功能增強(qiáng)及優(yōu)化

AI技術(shù)快速發(fā)展，市場上對深度學(xué)習(xí)、圖形圖像處理及科學(xué)計(jì)算等多種場景的需求不斷增加，但GPU價(jià)格昂貴，對云平臺(tái)來說，如果一個(gè)GPU設(shè)備只能提供給一個(gè)虛擬機(jī)或物理機(jī)使用，GPU的利用率會(huì)大大降低。為滿足客戶多臺(tái)虛擬機(jī)同時(shí)使用一個(gè)物理GPU，浪潮云海OS團(tuán)隊(duì)基于硬件加速設(shè)備管理項(xiàng)目Cyborg實(shí)現(xiàn)了對GPU/vGPU資源的精細(xì)化調(diào)度和管理功能，支持根據(jù)vGPU顯存大小進(jìn)行調(diào)度創(chuàng)建vGPU虛擬機(jī)，極大程度上提升GPU資源利用率。

浪潮云海OS可支持GPU高級(jí)虛擬化（vGPU）功能，以支持一個(gè)GPU設(shè)備（即GPU:vGPU = 1: n(n≥1)）啟動(dòng)多個(gè)高性能虛擬機(jī)，此時(shí)一個(gè)物理GPU設(shè)備可支持多臺(tái)虛擬機(jī)運(yùn)行，提升GPU對用戶業(yè)務(wù)的并行處理能力。浪潮云海OS操作系統(tǒng)集云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能于一體，作為云數(shù)據(jù)中心的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心資源融合，資源管理及服務(wù)交付，同時(shí)支持GPU設(shè)備細(xì)粒度、精細(xì)化調(diào)度；支持根據(jù)GPU廠商、產(chǎn)品號(hào)、名稱等屬性調(diào)度所需的GPU或vGPU設(shè)備。

浪潮云海OS通過GPU或vGPU設(shè)備為虛擬機(jī)提供了無與倫比的圖形性能和應(yīng)用程序兼容性，同時(shí)在多個(gè)工作負(fù)載之間共享GPU以帶來成本效益和可擴(kuò)展性。

二、加密卷、文件等存儲(chǔ)場景增強(qiáng)優(yōu)化

隨著云平臺(tái)規(guī)模的增大，如何保障云平臺(tái)的高可用性成為了各個(gè)云廠商關(guān)注的熱點(diǎn)話題。浪潮云海OS從真實(shí)客戶需求出發(fā)，綜合虛擬機(jī)、物理機(jī)等多種應(yīng)用場景，為客戶提供多平面感知的高可用能力，以下是在X版本貢獻(xiàn)的多項(xiàng)核心技術(shù)：

云海OS團(tuán)隊(duì)在文件存儲(chǔ)Manila組件方面貢獻(xiàn)了多個(gè)高級(jí)功能。例如增加文件存儲(chǔ)回收站功能，通過軟刪除方式將Share放入回收站，回收站中的Share默認(rèn)在七天之后被徹底刪除，進(jìn)一步提升文件安全性。支持用戶對回收站內(nèi)的Share進(jìn)行查看、恢復(fù)以及徹底刪除（暫不支持對Share更新、擴(kuò)容、遷移等操作）；管理員和普通用戶默認(rèn)支持使用回收站功能，在一定程度上提升了用戶使用云平臺(tái)的安全性，降低由于操作不規(guī)范、誤刪文件等帶來經(jīng)濟(jì)損失的可能。

以O(shè)penStack平臺(tái)為例，浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)優(yōu)化了核心項(xiàng)目Cinder加密卷的處理邏輯，并將此優(yōu)化推送到社區(qū)。具體來說，卷加密功能是基于LinuxLUKS架構(gòu)，在卷掛載到虛擬機(jī)之前首先判斷卷的數(shù)據(jù)格式。如果卷數(shù)據(jù)格式非LUKS格式，會(huì)將目標(biāo)卷格式化為LUKS之后再映射給虛擬機(jī)使用。此種情況下，如果納管存儲(chǔ)上已經(jīng)存在數(shù)據(jù)的卷，就可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)。另外如果目標(biāo)卷是加密類型的，納管時(shí)需要有密鑰支持，無密鑰則無法解析加密卷。

在對接iSCSI協(xié)議的存儲(chǔ)時(shí)，卷映射虛擬機(jī)后，在宿主機(jī)上會(huì)生成SCSI相關(guān)協(xié)議的鏈路信息（Multipath、SCSI設(shè)備映射等)。在融合部署cinder-volume服務(wù)與nova-compute服務(wù)時(shí)，卷上傳鏡像操作在讀取卷所使用的鏈路信息時(shí)，會(huì)與虛擬機(jī)使用的鏈路信息保持一致。如果上傳鏡像操作處理完時(shí)需要解除卷與虛擬機(jī)的映射信息，此時(shí)也會(huì)解除虛擬機(jī)所使用的鏈接映射，并造成虛擬機(jī)故障。

針對此問題，浪潮云海針對此問題進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)修復(fù)方案并完成開發(fā)，完成了對云海OS產(chǎn)品的優(yōu)化，并將針對此問題的技術(shù)實(shí)現(xiàn)推送到OpenStack開源社區(qū)，得到了眾多開源項(xiàng)目維護(hù)者及社區(qū)開發(fā)者的認(rèn)可。

三、云平臺(tái)上穩(wěn)定性和持久內(nèi)存的易用性增強(qiáng)

當(dāng)計(jì)算集群發(fā)生大規(guī)模故障時(shí)，計(jì)算資源急劇收縮，可能存在資源不足的情況，此時(shí)疏散可能給云平臺(tái)造成更大的傷害。另外，計(jì)算節(jié)點(diǎn)上云主機(jī)根據(jù)承載的業(yè)務(wù)不同，有的業(yè)務(wù)應(yīng)用實(shí)例價(jià)值高，有的就可能沒那么重要。

如何保障高價(jià)值的業(yè)務(wù)優(yōu)先恢復(fù)？

這就需要通過定義用戶業(yè)務(wù)實(shí)例的優(yōu)先級(jí)，然后通過排隊(duì)、熔斷、限流、降級(jí)重試等策略保障用戶業(yè)務(wù)的可用性，從而保障云平臺(tái)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。

浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)和英特爾中國CESG ESS部門及英特爾中國OpenStack社區(qū)研發(fā)團(tuán)隊(duì)共同合作，對持久化內(nèi)存（PMEM）進(jìn)行了深入研究，完善并深度優(yōu)化PMEM設(shè)備虛擬機(jī)的相關(guān)功能，例如支持PMEM設(shè)備虛擬機(jī)離線遷移，支持將已有的PMEM數(shù)據(jù)的虛擬機(jī)遷移到目標(biāo)PMEM服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上。

為了更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)異構(gòu)加速器設(shè)備的管理，浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)編寫了PMEM設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，并將其貢獻(xiàn)到OpenStack Cyborg社區(qū)，以支持通過智能加速器設(shè)備管理項(xiàng)目統(tǒng)一管理PMEM設(shè)備，支持PMEM設(shè)備的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)上報(bào)、Nova創(chuàng)建虛擬機(jī)智能調(diào)度，更好支持虛擬機(jī)在創(chuàng)建時(shí)請求PMEM設(shè)備。

四、基于Kolla的Venus項(xiàng)目集成實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)級(jí)鏡像加速部署

作為OpenStack平臺(tái)部署項(xiàng)目，Kolla通過構(gòu)建OpenStack容器化組件鏡像，將不同的組件根據(jù)角色配置部署到不同的節(jié)點(diǎn)上，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)級(jí)別的鏡像加速部署，最大程度簡化OpenStack部署和運(yùn)維成本。

Venus是浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出的基于OpenStack云平臺(tái)的可視化日志管理項(xiàng)目，且已成為OpenStack社區(qū)官方項(xiàng)目，提供了一站式日志采集、清洗、索引、分析、警告、可視化等能力。浪潮云海技術(shù)團(tuán)隊(duì)在Kolla項(xiàng)目中率先集成了Venus，通過Kolla項(xiàng)目分層模式實(shí)現(xiàn)Venus鏡像構(gòu)建，Kolla-ansible容器化實(shí)現(xiàn)Venus配置文件自動(dòng)生成、數(shù)據(jù)注冊、創(chuàng)建數(shù)據(jù)及啟動(dòng)容器化服務(wù)等，從而提升Venus項(xiàng)目的部署效率及后期運(yùn)維能力。

一直以來，浪潮云海通過在架構(gòu)優(yōu)化、權(quán)威基準(zhǔn)測試、規(guī)?；瘧?yīng)用、社區(qū)貢獻(xiàn)、生態(tài)完善等方面的持續(xù)創(chuàng)新，構(gòu)建了開放、融合、敏捷、智能的云操作系統(tǒng)，為各行各業(yè)提供數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)、融合創(chuàng)新的云基礎(chǔ)設(shè)施；同時(shí)持續(xù)推動(dòng)OpenStack等開源技術(shù)在中國及世界范圍的發(fā)展，為打造創(chuàng)新技術(shù)引擎不懈努力著。

未來，浪潮云海在不斷推進(jìn)OpenStack創(chuàng)新發(fā)展的同時(shí)，會(huì)努力為更多新興業(yè)務(wù)提供安全可靠的云基礎(chǔ)設(shè)施，為構(gòu)筑云數(shù)智融合的智算底座不懈努力。