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亿级并发云服务器是怎么做到的?

11月29日,全球首款亿级并发云服务器系统在天津正式量产。什么是亿级并发云服务器?技术实现上难吗?亿级并发云服务器的真正价值是什么?

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曙光星河亿级并发云服务器

亿级并发很难吗?

今年7月,中科曙光“亿”触即发创新技术大会上同时发布了:E级高性能计算机、EB级云存储、亿级用户在线并发云服务器三个“亿级”项目,亿级并发云服务器从此进入公众视野。11月29日,曙光星河亿级并发云服务器开始量产,投入使用。(参见:3个“亿”触即发,你看好哪个?

什么是亿级并发云服务器呢?亿级并发是指具有1亿以上的并发会话说数(Simultaneous User Sessions, SUS,)这是可以测量的,典型网络信息服务类的技术指标。64台曙光星河SDC1000服务器(2048处理器核心)经过SPEC Web 2009测试,其并发访问的能力超过1亿。

实现亿级并发访问是一件很难的事情吗?从技术上来说,亿级并发访问的技术难度肯定低于E级高性能计算机。通过“烧钱”是可以实现亿级并发访问需求的。但是“烧钱”烧不来安全,更烧不来高能效比。其中,能效比尤其重要,作为能耗大户,数据中心能耗已经成为世界性的话题。

国家863计划云计算关键技术与系统(二期)项目之所以将“亿级并发云服务器系统研制”列入课题,安全和能效比是非常重要原因。同期列入该课题的还有“EB级云存储系统研制”。

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能效比和安全的意义更大

实现亿级并发的技术路线

分析传统模式,为了降低x86服务器的能耗,从塔式、机架式服务器,到刀片服务器,再到整机柜服务器,部分实现了资源共享,优化了空间密度和成本,但这种能耗降低还是非常有限的。根本原因在于,这并没有从根本上解决问题,所沿用的仍然是通用性设计,适合的应用场景虽然广泛,但对于类似云计算这样的应用,并不是最优的结果,计算资源浪费严重。

曙光公司高级副总裁聂华指出:通用服务器并发访问题并不在处理器处理能力足够,但是外部IO能力不足是制约系统的瓶颈。计算资源浪费严重,同时造成能耗、成本居高不下。有数据显示,现有云计算服务器处理器资源利用率只有不到15%。

“如此就背离了云计算应用的初衷。”聂华说。

众所周知,虚拟化是云计算的基础,要解决的问题就是传统服务器计算资源利用不足的问题。如果云计算服务器仍然保持很低的处理器利用,这将是一个莫大讽刺。

解决问题必须从创新架构入手。据聂华披露,此次“亿级并发云服务器系统研制”课题共申请国际发明专利2项,国内发明专利23 项。其中,全球首创全新云计算基础装备、首创单路直连紧耦合体系架构和全硬件存储虚拟化,实现系统负载并发处理能力大于1亿次,单节点可应对典型云服务日请求处理数大于900亿次;采用全新国产体系架构和安全可控技术设计,可以确保云计算应用安全。

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3倍能效提升,空间占用减少50%

与传统架构相比,云服务器系统的节点性能功耗比提升3倍以上,成本降低70%,系统复杂性降低60%,与业内最好的传统架构服务器相比,空间占用减少50%。

技术揭秘

所谓单路直连紧耦合体系架构是一个怎样的技术呢?带宽和扩展性又是怎样分配和解决呢?

据曙光公司副总裁沙超群披露:新的服务器设计放弃了通用服务器所采用的芯片组,针对云计算业务应用的特点进行了优化,用3Dtorus网络实现节点服务器的互联,类似一种直连的架构,其中每个处理器可以独占25G带宽,因此响应速度更快。基于以太网的设计,可以满足互联网及物联网时代访问需求的爆炸式增长。

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3Dtorus替代了传统芯片组

在处理器的选用上,新的云服务器没有采用E5 V4至强处理器,而采用能效比更高的至强D系列处理器,它是英特尔首款基于至强处理器的SoC(系统芯片),采用14纳米制程工艺制造,在性能、芯片尺寸和节能表现上优势独特。

至强处理器D产品家族是面向微型服务器、存储、网络和物联网(IoT)的第三代64位系统芯片,配有4核8核设计,并内置集成了2块万兆网卡,集成了PCIe、USB、SATA 及其他通用 I/O组合,能够在接近 20W 的散热设计功率下高效运行,可支持高达 128GB 的可寻址内存。至强D系列处理器是用于Web托管、内存缓存、动态Web等云服务应用,也适用于温存储等各种工作负载。

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前端在线请求、信息检索查询等应用前景广阔

聂华指出,新的云服务器面向所有已经或即将上云的行业企业,尤其适用于前端在线请求响应、信息检索查询等应用的场景。

“这并不是一款通用性的产品。” 聂华说。但也不用担心市场规模的问题。实际上,前端访问接入、信息检索、温数据存储等,这是云计算应用中最高比例的应用。

根据披露,如今曙光星河亿级并发云服务器已经在中国电信天翼云、中国银联联云平台、中国教育电视台教育新媒体云部署应用,获得用户认可和好评。以中国电信全球眼应用为例,这是一个涉及全国31个省部署,累计100余万监控点的应用。

“我们在中心平台部署了今曙光星河亿级并发云服务器,同时也采用了曙光云存储。无论是前端互通性,还是视频并发能力、视频应用对接,新的云服务器都能够很好满足视频点播、直播和报警联动的需求,其创新体系架构对流媒体编解码、用户计费带来的并发重负载效果良好,应用效能首屈一指。”中国电信集团公司工程师胡豆豆说。

小结

“应云而生,独当亿面。”这是11月29日,曙光星河亿级并发云服务器系统天津量产发布会的主题,也是该产品未来市场前景的写照。发布会当天,曙光公司还与IDT公司签订了战略合作框架性协议,共同推动新一代云服务器的推广和应用。

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