2017-11-10 09:17:00
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云服務，尤其是公有云服務之所以受到越來越多企業用戶的青睞，除了云計算本身具有的池化間隔的物理資源、統一按需分配，以及理論上無限可擴展的特點之外，其很大部分原因還在于，云計算給用戶提供了一套自動化的整體解決方案，用戶可以聚焦在與企業業務息息相關的應用層的研發之上，而無需額外關注底層基礎設施的建設與運維。
既然用戶可以集中精力在自身應用上，那么應用部署的難易，部署后的應用效果，都成為用戶評估云計算架構的主要內容。因此企事錄在實測了了品高云提供的優秀的萬兆虛擬網絡網絡架構后，自然將目光轉向了分布式應用環境的部署和應用，希望借助實際的部署案例來詮釋品高云的品質。
實戰品高分布式架構
盡管對于中小企業而言，采用公有云提供的電子郵件應用（如軟件即服務）更加簡單便捷，但對于中大型規模企業用戶而言，自建郵件系統仍具有很大意義，也是企業用戶不可或缺的關鍵應用之一。往更大的范圍說，即使企業不需要自己搭建郵件系統，分布式郵件服務的范式對私有云/公有云上的分布式應用也有很大的參考價值——譬如，騰訊的微信本質上也是基于郵件服務的模式發展而來。
回到企業市場，微軟公司推出的電子郵件服務器（Exchange Server）解決方案以其部署簡單、功能多樣、管理便捷以及擴展方便等特點而受到廣泛接受，使用基于Exchange Server的ESRP（Exchange Solution Reviewed Program，微軟公司推出）性能評估方案來測試和評估IT系統（包括計算、存儲和網絡子系統）的綜合性能水平，也廣受解決方案供應商和企業用戶的認可。
企事錄實驗室通過構建一個分布式郵件服務的環境來驗證品高云在企業關鍵應用中的綜合性能表現，并評估隨著需求的增長，品高云的水平擴展能力與性能表現。下圖為企事錄構建的郵件服務器集群架構示意圖：
企事錄實驗室基于品高云構建的郵件服務器集群示意圖。安裝多個同等配置的Exchange Server（均為4 vCPU，8GB內存）以構建郵件服務器集群，每個Exchange Server上均設置多個Exchange數據庫，并均分為活躍數據庫（Active DB）和備用數據庫（Passive DB）以滿足高可用需求。
基于Exchange Server所構建的郵件服務器集群測試環境，雖然對計算子系統有一定的需求，但更多的是評估存儲子系統的綜合表現（包括性能和容量），同時，在集群環境下，其對網絡子系統的性能也有很高的要求（包括帶寬和延時）。并且，因為我們構建的Exchange Server集群是一個貼近真實的測試環境，在測試過程中，緩存（Cache，這里主要是內存和閃存）作為整體解決方案的一部分，也將對測試結果帶來較大的影響。
在測試環境構建方面，企業錄實驗室采用微軟公司的Exchange Server 2013來構建高可用的郵件服務器集群，每個Exchange Server上均掛載1個500 GB大小的卷（Volume）用于Exchange Server數據庫。
值得注意的是，在真實應用環境中，Exchange Server通常會有主（Active DB）備（Passive DB）數據庫的設置，以滿足某一個或多個Exchange Server故障停機后的業務不中斷需求。但在本次測試中，Exchange Server上的所有數據庫均為活躍數據庫（Active DB），即假定某一臺或幾臺Exchange Server故障后，在滿負載環境下，郵件服務器集群是否能夠按照既定設計目的正常運行，從而實現業務連續性。企事錄實驗室以3個Exchange Server為一個集群（一個DAG）起步進行測試，隨著測試的深入，不斷增加集群中Exchange Server的數量，來驗證品高云的水平擴展能力和綜合性能表現。在3-5-7個Exchange Server測試環境下，品高云的綜合性能表現（如下圖）：
隨著Exchange Server數量的增加，郵件服務器集群所能支持郵箱總數隨之增長（藍線），在7個Exchange Server環境下，品高云可支持1.4萬個郵箱，（受限于總的存儲容量）每個郵箱大小為250MB。圖中橙色虛線為參考線，數據源自企事錄根據微軟官網公布數據整理的物理服務器所支持的最大郵箱數量，并不代表實際的極限性能水平；散列點則表示使用SAN或者融合設施（閃存用作緩存）實現的最大郵箱數量，數據同樣來自微軟官網。
測試結果表明，隨著標準Exchange Server的增加，郵件服務器集群規模增加，其所能支持的郵箱用戶總量亦線性增長。需要注意的是，ESRP測試重點考慮存儲子系統的綜合表現，包括性能和容量。如果盡可能提高存儲的性能（比如使用SSD），出于高可用目的，Exchange服務器會將數據散布到集群內的其他節點之上（比如多副本機制），存儲性能的提升，必然導致網絡子系統的更大壓力。本次測試的意義就在于，人為提高存儲性能，從而考量品高云SDN網絡在郵件服務器集群應用中的穩定性、可靠性與可擴展性。
在本次測試中，當Exchange Server數量從3個逐步增加到7個時，其存儲子系統性能（包括容量）隨之線性增長。由于采用了高性能的SSD，隨著集群內節點數量的增加，其性能隨之增加，而由此對網絡產生倍增的性能需求。但從測試結果可以看到，從3節點集群逐步擴展到7節點，整個郵件服務器集群支撐的郵箱數量越多，對網絡子系統的壓力越大，但品高云的SDN方案很好地支撐了這一應用場景，并且可靠性、穩定性與可擴展性都得到了驗證。
由7臺Exchange Server構成的單一應用服務器集群已屬于較大規模集群，為了實現業務連續性，通常也會從應用層面保證數據的高可用，比如本次測試中所使用的DAG，以及2副本設置，會對網絡子系統提出一定要求（如帶寬和延時）。品高云SDN的分布式網絡設計也為此測試項目提供了必要保障，上一篇實測帶寬在萬兆虛擬網絡環境下可以獲得媲美物理網卡的帶寬，即便在同宿主機高壓力并發時，品高云SDN也能很好的保障業務的流暢。
品高云的企業級架構特色
品高云對大型企業的業務有較強的優化能力，在品高的多個客戶的環境中，品高云的優化技術都顯著提升了云計算環境的性能優勢。
憑借品高SDN在網絡性能上的優勢，云計算環境中的計算、存儲和網絡的最后一個瓶頸被打通，為了能夠在云計算環境中供給用戶媲美物理環境的性能，品高云還圍繞用戶關心的海量數據傳輸、檢索等應用，引入各種新的技術為用戶提供更好的云計算體驗。下面將介紹幾個典型的品高特色技術。
01
S3數據湖
傳統物理網絡構架受限核心交換總帶寬的瓶頸，在今天的用戶選型中已經落伍了；而性能較好的CLOS網絡構架，隨著用戶的重新部署或改造，都面臨著高成本的威脅，在于云計算時代，任何過高的成本都會被大多數用戶放棄。
上圖就是傳統架構進化到品高云SDN數據湖的對比。品高云的網絡結構不是簡單的高性能SDN環境，還依托了品高云在存儲部署結構上的改進。
品高云的數據湖是將S3服務、分布式存儲直接部署到業務節點上，并利用SDN的引流技術，使數據流減少訪問核心交換的幾率，直接流向業務節點內的分布式存儲環境。通過這種架構有效的解決了用戶在海量數據量下的帶寬瓶頸問題。
SDN加速-S3性能對比測試圖
可以看到，在大并發流量場景下，SDN加速后的上傳速率和下載速率都有極大的提升，使用戶可以獲得更好應用體驗
02
Greenplum集群
基于容器的Greenplum計算集群環境在大流量的應用場景中常有不確定的因素，特別是在高并發時服務可能出現的響應慢/不可用的情況，用戶對GP的性能與穩定性有疑問。
品高云支持的Greenplum 處理特點是，在處理大數據時，會啟動多個實例和進程去執行相同的操作。且處理的都是不同的數據分片，因此實際上就是實現了GP的并行處理。這對于視頻、圖像等對象存儲領域和在線查詢、公告等應用環境下，品高云的GP（容器+虛擬機）性能非常接近物理環境的帶寬，據品高云內部測試數據顯示：
容器網絡性能-物理網絡性能對比圖
如圖所示，在品高SDN支持的容器環境中，GP的性能可以達到物理網絡的93%，可以滿足用戶大數量高性能的網絡帶寬需求。
03
SDN+LVS負載均衡
品高SDN通過對數據包首幀信息進行分析，直接創建二層的加速通道，充分發揮物理網絡的帶寬，品高云SDN+LVS負載均衡后，可以獲得優秀的表現，在KVM實例下，可以獲得百萬的穩定連接；在負載均衡環境下，可以獲得最高160W的連接數。
LVS測試曲線
測試環境（數據來源品高云）：
NC規模：(CPU: 80，內存: 314 GB)
客戶端實例：50臺(CPU:2，內存: 2 GB)
后排服務器實例：20臺(CPU: 4，內存: 8 GB)
總結
通過企事錄在品高云生產環境中的測試，結合品高云特有的技術，我們認為品高SDN在性能上已經接近物理網絡的指標，特別是在高負載的分布式應用場景下，品高云具有極強的可用性，能夠為用戶在復雜的企業級應用環境下提供良好的使用感受。
本文首發企事錄，品高云經編輯發布。
