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          XSKY發布XMotion納管熱遷移技術,OpenStack集群遷移效率提升超10倍

          作者 : 電子商務

          日期 : 2020-09-04 10:31

          隨著企業引入OpeSack平臺以后,從邊緣應用需求逐步進入到準核心,甚至是核心業務的需求和趨勢,私有云運營團隊常常需要面對多樣化的虛擬機遷移問題和需求(包括計劃內和計劃外)。

          例如,物理服務器進行計劃內的停機維護,或者根據對計算和存儲更加細粒度的管理和規劃,需要將計算和存儲融合部署的架構,拆成分離部署架構,以便于未來業務的擴展。這些都涉及到虛擬機的遷移。

          根據遷移操作對業務的影響,虛擬機的遷移一般分為兩類:

          、冷遷移(Cold Migaio / No-live Migaio)

          虛擬機需要先停機,等待與此虛擬機相關的計算和存儲等資源遷移完成后,再重新啟動。在遷移期間,業務無法訪問,只有遷移完成后,業務才能恢復。由于遷移過程中涉及到存儲數據的拷貝,如果數據量比較大,會造成停機時間過長且不可控,因此冷遷移僅適用于對系統可用性要求不高的業務。

          、熱遷移(Live Migaio)

          虛擬機在遷移過程中保持運行狀態,業務可正常訪問,根據虛擬機的存儲類型又可分為:基于共享存儲的熱遷移、塊設備的熱遷移和基于卷的熱遷移等。 由于涉及到計算、網絡和存儲的一體化熱遷移,對底層基礎設施的要求較高。

          兩種場景下的對比

          我們先來對比VMwae和OpeSack對虛擬機遷移的支持情況:

          從上圖可以看出,VMwae歷經了十多年的商業化發展道路,對虛擬機遷移的支持更為全面,支持計算和存儲的熱遷移,甚至是跨集群遷移,這通常對于目標規劃兩地三中心業務高可用的用戶來講非常重要,但這些功能僅限于VMwae場景使用,也就意味著在滿足業務高可用需求的同時,選擇了相對比較單一的私有云模型,給用戶在供應商平臺選擇上帶來局限性;

          相比之下,OpeSack對虛擬機遷移功能的支持則不夠完善,對于存儲遷移,由于OpeSack本身開放的架構,需要依賴存儲廠商實現存儲層的遷移能力。

          以Ceph為例,Ceph RBD作為OpeSack主流的存儲后端,默認不支持在線熱遷移,RBD裸盤只能進行離線遷移,這就意味著如果進行跨集群遷移,虛擬機需要長時間停機,整體遷移進度受制于存儲的遷移進度,如果存儲容量較大,更會讓整個遷移時間不可控。

          如今,XSKY SDS逐步被很多用戶引入到已有的OpeSack架構中,用于替換該私有云架構中原有的Ceph SDS集群,這些用戶包括對于業務連續性要求非常高的省級,甚至是更大規模的金融平臺。

          為了幫助用戶應對棘手的在線熱遷移問題,XSKY基于自主研發的納管卷、在線卷遷移和多集群存儲等特性,設計了XMoio納管熱遷移技術,不但支持多家OpeSack廠商,提供面向虛擬機和租戶的存儲計算一體化遷移方案,更可將整體遷移效率提升倍以上。

          XSKY的納管遷移方案具有以下優勢:

          &#; 支持存儲在線熱遷移,業務無需中斷,可在業務正常運行中進行遷移;

          &#; 不僅支持存儲獨立納管遷移,也支持計算和存儲一體化遷移;

          &#; 以卷為單位,上層應用無感知,無兼容性問題;

          &#; 支持從開源Ceph遷移到XSKY存儲集群,也支持從XSKY老集群遷移到新集群;

          &#; 支持跨計算和存儲集群進行遷移;

          &#; 無廠商鎖定,支持多家OpeSack廠商;

          &#; 強一致的數據完整性保證,不丟增量數據;

          &#; 支持遷移QoS,可根據業務需要自定義遷移速率,并可隨時撤銷遷移任務;

          &#; 支持以虛擬機或租戶為單位,自動掃描關聯的存儲,一鍵遷移;

          &#; 結合虛機業務的完善回滾方案,應對海量數據遷移過程中的各種硬件和網絡異常情況。

          存儲納管遷移

          下面以XSKY存儲集群納管開源Ceph為例,介紹存儲納管遷移的步驟:

          、將計算節點添加到XSKY存儲集群;

          、OpeSack Nova/Cide等服務配置存儲多集群,可同時訪問開源Ceph集群和XSKY存儲集群;

          、在XSKY存儲集群創建納管卷,關聯該納管卷與Ceph集群中的被納管卷;

          、OpeSack Nova/Cide等服務配置使用納管卷;

          、XSKY納管卷啟動在線卷遷移;

          、后臺數據在線遷移完成后,XSKY納管卷會自動合并和清理底層臨時數據,完成整個遷移過程。

          納管遷移中的IO訪問流程如下圖所示:

          在遷移過程中,由libvi發起的虛擬機讀操作將由遷移網關從開源Ceph讀取,寫操作則由遷移網關進行同步雙寫,同時寫入納管卷與被納管卷;

          遷移完成后,讀寫操作將都只針對新池進行。納管遷移網關對上層屏蔽遷移細節,libvi對整個遷移過程無感知,無需做任何修改。

          存算一體化在線遷移

          XMoio除了提供存儲納管遷移以外,也支持多家OpeSack廠商之間的存儲和計算一體化遷移方案,以虛擬機為單位,自動化遷移虛擬機及其存儲部分。

          下面我們以某省級農信社的大規模OpeSack生產集群遷移為案例,介紹XMoio的存儲和計算一體化在線遷移方案。

          因為歷史原因,過去為了規避單一供應商的產品和服務風險,該用戶在對外省級聯社以及對私內部運營,規劃和籌建了兩套OpeSack集群,這兩套集群各自獨立運營,資源以及權限分離管理;

          而在過去三年的逐步比較中,發現B集群服務商具有更好的產品穩定性和商業服務能力,所以本次遷移的目標是為了將OpeSack廠商A的老集群遷移到OpeSack廠商B的新集群中,同時將原XSKY存儲集群遷移到新版本的兩套集群中,做存儲災備,因此涉及到計算和存儲兩個單元的同時跨集群遷移需求。

          OpeSack原集群為計算和存儲分離部署架構,其中,計算節點臺(臺為純計算節點,臺計算與控制節點融合部署),共臺虛擬機;存儲節點臺,采用副本,裸容量.PB,有效容量.PB,已使用PB,共個卷。

          集群遷移前后的架構如下圖所示:

          以單個虛擬機為例,XSKY的存算一體化遷移方案步驟如下:

          、初始化

          &#; OpeSack廠商創建遷移用的虛擬機,進行網絡和計算資源初始化等工作

          &#; OpeSack配置多集群

          、XMoio執行存儲和計算的自動一體化遷移

          &#; 創建納管卷

          &#; 遷移虛擬機

          &#; 納管卷重命名

          &#; 啟動遷移任務

          本次遷移屬于計劃內升級遷移,因此允許對虛擬機業務停機,遷移耗時不超過分鐘,主要集中于虛擬機跨計算集群的重建和啟動階段,得益于XMoio的納管熱遷移技術,整個遷移過程不受存儲容量的限制,新虛擬機啟動后掛載納管卷即可對外提供服務,由XSKY的遷移網關在后臺執行數據熱遷移,業務在存儲遷移過程中不受遷移進度影響,可正常訪問。

          遷移完成后,在OpeSack控制面板可觀察到新虛擬機已正常運行:

          而在XSKY存儲控制面板則可觀察到存儲卷為在線遷移狀態:

          XSKY支持針對在線遷移中的卷執行速率調整和取消遷移任務等操作:

          &#; 調整遷移速率,支持高、中、低三檔遷移速率,如果擔心遷移速率過大影響正常業務,則可將遷移速率調小;

          &#; 取消遷移任務,如果遷移導致業務速率降低,則可以取消遷移任務,釋放帶寬來滿足前端業務需求,后續再重新開啟遷移任務。

          本次遷移實測的不同檔次遷移速率如下:

          XMoio遷移不僅可以支持跨OpeSack廠商和存儲遷移,方便后期業務擴展,而且可以獲得新版本XSKY存儲集群的所有特性,遷移完成后的虛擬機性能也獲得同步提升:

          更多適用場景

          除了以上提到的場景外,XMoio納管熱遷移技術還可靈活應用于多種業務場景。

          、遷移開源Ceph或老版本XSKY存儲

          遷移需求:

          &#; 開源Ceph運維難度大, 將開源Ceph遷移到XSKY存儲上,獲得專業和易用的企業級存儲能力;

          &#; 部署了新版本XSKY存儲集群,希望將老集群遷移到新集群,釋放老集群資源。

          方案優勢:

          &#; 保留OpeSack計算集群,遷移底層Ceph或XSKY老集群到XSKY新集群;

          &#; 以虛擬機和租戶為單位,面向業務遷移;

          &#; 在線遷移,業務無感知;

          &#; 自動化遷移,運維成本低。

          、跨集群遷移計算和存儲集群

          遷移需求:

          &#; 計算集群升級;

          &#; 存算分離;

          &#; 跨集群遷移虛擬機;

          &#; OpeSack集群跨地域遷移;

          &#; 不同OpeSack廠商集群切換;

          &#; 要求遷移時間可控,遷移過程業務不中斷。

          方案優勢:

          &#; 計算和存儲同時遷移;

          &#; 支持跨計算集群和跨存儲集群遷移;

          &#; 遷移時間可控,不受存儲容量限制;

          &#; 多OpeSack廠商支持;

          &#; 自動化遷移,運維成本低。

          小結

          OpeSack進入我們的視線已經有很多年了,開源且具有開放性的OpeSack平臺對于許多植根互聯網基因的企業來說具有強大的吸引力,但由于產品化程度不足,運維和開發投入的人力和資金往往不可忽視。

          而最終在很多需要跨集群滿足業務連續性的場景,無法攻城略地的原因,則來自于OpeSack場景下,天然短板的熱遷移(Live-Migaio)能力。XSKY XMoio納管熱遷移技術,讓OpeSack也能夠支持熱遷移,極大提升虛擬機遷移效率。


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