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隨著“云物移大智”(指云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市)的發(fā)展，今天企業(yè)的數(shù)據(jù)中心正變得越來越復(fù)雜，一方面是各種應(yīng)用層出不窮，這些應(yīng)用對后端的計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)提出了不同的要求，有些是計算密集型，有些是數(shù)據(jù)密集型，有些是IO密集型等等，另一方面則是IT硬件技術(shù)也出現(xiàn)了多樣化發(fā)展，如CPU核數(shù)越來越多，虛擬機和云計算使用越來越普及，萬兆以太網(wǎng)和Infiniband各有千秋，機械硬盤和固態(tài)磁盤各有優(yōu)勢……這些對用戶的異構(gòu)資源管理、IT應(yīng)用資源匹配都提出了新的挑戰(zhàn)，需要通過管理軟件來解決，“軟件定義”也因此受到了大家的廣泛關(guān)注。
近日，在位于北京上地的IBM中國區(qū)開發(fā)中心，IT168記者就”軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)“這一話題，采訪到了IBM系統(tǒng)部軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)大中華區(qū)業(yè)務(wù)經(jīng)理周立旸和IBM系統(tǒng)部軟件研發(fā)實驗室軟件開發(fā)總監(jiān)謝東博士。
何謂”軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)“?
首先，我們來了解一下什么是”軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)“。
據(jù)介紹，IBM所謂的軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)主要涉及三個層面，分別是軟件定義計算、軟件定義存儲和基礎(chǔ)架構(gòu)管理。具體來說，就是通過Platform Computing、Spectrum Scale、Cluster Manager、Cloud Manager、SoftLayer等一系列軟件，來幫助用戶實現(xiàn)分布式計算環(huán)境的整合，從而為不同類型水平擴展的應(yīng)用提供彈性的共享資源池，實現(xiàn)IT應(yīng)用的靈活性和資源調(diào)度管理的智能化。
其一，在軟件定義計算層面，近年來，不同類型的分布式架構(gòu)應(yīng)用越來越多，從最早的高性能計算集群，到Hadoop大數(shù)據(jù)集群，再到內(nèi)存計算、流計算、Spark、MongoDB等一些新型應(yīng)用，由于采用不同的軟件堆棧，需要不同的底層基礎(chǔ)設(shè)施，進而造成集群蔓延、成本增加的現(xiàn)象。
IBM提出的一個可行辦法是通過資源管理和應(yīng)用管理軟件，來在一套彈性的資源池上整合不同的應(yīng)用負載。這套軟件就是IBM Platform Computing系列家族產(chǎn)品，包括Symphony、LSF、Application Service Controller(ASC)等。其中LSF主要是針對高性能計算應(yīng)用的資源調(diào)度，Symphony則主要面向高性能分析和Hadoop大數(shù)據(jù)應(yīng)用，ASC針對Spark 和MongoDB等新型云應(yīng)用，并通過容器的技術(shù)來保障應(yīng)用的業(yè)務(wù)連續(xù)性。
其二，在軟件定義存儲層面，隨著數(shù)據(jù)類型越來越多，冷熱度不均的數(shù)據(jù)也需要存儲在不同的介質(zhì)上，對存儲架構(gòu)、存儲技術(shù)、IO帶寬都有各自的需求，因而也需要有智能的流程來管理存儲資源和數(shù)據(jù)。
對此，IBM近期已經(jīng)推出了全新的存儲軟件產(chǎn)品系列IBM Spectrum Storage(光譜存儲)，將之前分散的存儲管理軟件重新整合，涉及“監(jiān)控、保護、虛擬化、加速、備份、擴展”等6大類功能。IBM承諾未來5年將投入超過10億美元開發(fā)下一代技術(shù)，以強化其在軟件定義存儲領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，這些投資將主要用于新的云存儲軟件、對象存儲與包括OpenStack在內(nèi)的開放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的研發(fā)。據(jù)了解，IBM光譜存儲管理軟件通過存儲虛擬化、GPFS、XIV等技術(shù)，能夠集中管理超過300種不同存儲設(shè)備，以及高達YB級別的數(shù)據(jù)規(guī)模，幫助用戶以自動化方式選擇合適的、更經(jīng)濟的存儲設(shè)備。
其三，在基礎(chǔ)架構(gòu)管理層面，對用戶而言，數(shù)據(jù)中心的異構(gòu)化也日益突出，傳統(tǒng)集群、私有云、公有云都可能涉及，從而形成一種混合云的IT環(huán)境。對此，IBM也推出了不同的方案來應(yīng)對這些基礎(chǔ)設(shè)施的管理，比如Cluster Manager可以實現(xiàn)多個物理機的管理和部署，基于OpenStack的Cloud Manager可以實現(xiàn)多個虛擬機的部署，同時這些技術(shù)也在IBM的云數(shù)據(jù)中心SoftLayer上面應(yīng)用，提供平臺即服務(wù)的軟件。通過這一系列技術(shù)，IBM得以幫助用戶實現(xiàn)異構(gòu)基礎(chǔ)架構(gòu)的管理。
周立旸談到，IBM所謂的軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)中的”軟件“一詞有雙重含義，其一是指IBM的全系列產(chǎn)品本身就是軟件，二是指客戶的應(yīng)用軟件。對用戶來說，IBM的軟件可以針對應(yīng)用特點來實現(xiàn)底層基礎(chǔ)設(shè)施的優(yōu)化、自動化等功能，賦予IT基礎(chǔ)設(shè)施自動感知和適應(yīng)上層應(yīng)用負載的能力。
Platform：隨分布式架構(gòu)起舞
早在2011年，IBM收購了Platform Computing，這家企業(yè)在當(dāng)時就已經(jīng)是為分布式計算環(huán)境提供集群和網(wǎng)格管理軟件的全球領(lǐng)導(dǎo)者，尤其是在高性能計算領(lǐng)域有著重要的影響力。四年后，Platform Computing變身為IBM軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。這當(dāng)中發(fā)生了哪些變化?
周立旸告訴記者，Platform最大的專長在于”工作負載感知“，在加入IBM大家庭之后，以一種中間件的形式，構(gòu)成了IBM系列通用產(chǎn)品如服務(wù)器、存儲、GPFS與各種不同應(yīng)用負載之間的接口，從而可以通過資源管理、作業(yè)調(diào)度等方式來實現(xiàn)工作負載的優(yōu)化。而這正是Platform系列產(chǎn)品對于IBM和用戶的價值所在。
謝東也談到，Platform在被IBM收購之后，產(chǎn)品定位并沒有大的改變，但側(cè)重點有一些不同，主要是與IBM原有產(chǎn)品結(jié)合更加緊密，比如針對GPFS文件系統(tǒng)、POWER平臺、大數(shù)據(jù)分析軟件進行了深度優(yōu)化。
另外一個較大變化是Platform Computing的適用面在擴寬。周立旸告訴記者，誕生于1994年的Platform實際上已經(jīng)有20多年歷史。但早在2000年，Platform在國外的一大部分收入就已經(jīng)不是純高性能計算類業(yè)務(wù)，而是幫助很多金融機構(gòu)、投行做高性能分析應(yīng)用。相比之下，國內(nèi)高性能分析運算要晚于國外，但這幾年隨著大數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，需要復(fù)雜的、分布式架構(gòu)來實現(xiàn)，因此國內(nèi)也看到越來越多的市場機會。對Platform而言，無論是高性能計算，還是大數(shù)據(jù)或云計算應(yīng)用，其本質(zhì)都是分布式計算，因此，隨著應(yīng)用的擴展，Platform的適用范圍也正變得更加寬廣。
謝東補充道，在研發(fā)思路上，IBM不只是關(guān)注Platform產(chǎn)品本身，而是會更多關(guān)注行業(yè)應(yīng)用，針對不同行業(yè)、不同用戶的需求來定制方案。據(jù)他介紹，IBM在收購Platform之后，將其全球主要研發(fā)力量都集中在中國，經(jīng)過幾年發(fā)展，團隊規(guī)模已經(jīng)達到近400人，不僅有開發(fā)、測試還有售后技術(shù)支持，主要分布在北京、西安、上海。。
案例知多少
從具體實際案例，周立旸介紹了包括花旗銀行、USAA保險公司、大港油田在內(nèi)的多個客戶案例，有的是數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用，有的是計算密集型應(yīng)用。
比如，花旗銀行采用了軟件定義基礎(chǔ)架構(gòu)的解決方案，通過使用Symphony、GPFS、Spectrum Scale等，實現(xiàn)了百倍的應(yīng)用性能提升，涉及全球4個數(shù)據(jù)中心、超過300個應(yīng)用。
美國USAA保險公司由于業(yè)務(wù)快速發(fā)展導(dǎo)致基礎(chǔ)架構(gòu)成本急速增加。IBM通過使用BigInsights高級分析工具、Platform Symphony、Spectrum Scale等軟件解決方案，最終將其5個業(yè)務(wù)部門30多個組的大數(shù)據(jù)和分析應(yīng)用，包括CRM、欺詐檢測、網(wǎng)頁點擊流分析等，整合在一個平臺上，實現(xiàn)了多租戶共享服務(wù)，即在一套集群上可以同時運行多種不同的大數(shù)據(jù)和分析應(yīng)用，大幅度減少硬件投入及管理成本。
又如，紅牛賽車通過Platform實現(xiàn)高性能計算調(diào)度、軟件許可調(diào)度和流程調(diào)度等功能，以提升硬件使用率和設(shè)計流程效率。
這里值得一提的是高性能計算云的應(yīng)用。過去業(yè)界有說法認為高性能計算和云計算兩者之間是不可調(diào)和的，因為虛擬化環(huán)境不太適用于HPC這類應(yīng)用。但實際上，云計算的構(gòu)建并不一定要依賴于虛擬化來實現(xiàn)。周立旸告訴記者，通過Platform、SoftLayer和其他軟件，也可以實現(xiàn)基于物理機集群環(huán)境的彈性資源池，可以動態(tài)實現(xiàn)軟硬件部署，或者讓應(yīng)用在不同集群之間切換等，使得用戶可以通過私有云或公有云的方式來實現(xiàn)高性能計算。
如中石油大港油田通過Platform Computing實現(xiàn)高性能計算云，在一套云環(huán)境中運行十幾個不同的HPC應(yīng)用，而無需構(gòu)建多套集群。
又如，Transvalor和MINES ParisTech等公司面臨的挑戰(zhàn)是其數(shù)字風(fēng)洞實驗需要先進的HPC解決方案，而其研究人員又沒有能力搭建自己的HPC環(huán)境。對此，這兩家公司聯(lián)合多個商家嘗試建造HPC云服務(wù)，匯集先進的流體模擬軟件，IBM為其提供了基于Platform Computing和SoftLayer的HPC云服務(wù)，讓用戶可以通過即用即付費的模式來獲得低成本、高質(zhì)量的HPC能力，大大降低了中小企業(yè)和大學(xué)研究人員進行HPC研究實驗的門檻。
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