软件定义和硬件重构知多少

Posted 2022-03-12 Hardy晗狄



硬件重构篇

在软件定义篇中我们提到硬件重构是从互联网公司发起的，所以我们需要了解下互联网公司。互联网公司是云计算的推行者也是践行者，说起云计算就不得不说服务器和机柜，在大型互联网公司存储、服务器都是为特殊互联网业务定制。我们先从服务器定制开始说起。

服务器和机柜硬件重构：
首先，我们从互联网数据中心设施说起，在超大模（HyperScale）数据中心的统计中服务器数超过10万台的公司（已经属于第一等级），一共也就十厂家包括：

• 美国公有云市场上的前六位：Amazon，Google，微软， Rackspace， Soft ayer、SavviS。

• 最大的CDN ( Content Every Networ 内容分发网络) Akamai。

• 当然还有OCP ( Open Compute Protect 开放计算项目)的发起者FaceBook。

• 国内BAT(百度，阿里巴巴和腾讯)。

传统IT厂商如Dell为Google等互联网巨头定制服务器，在全球定制化服务器提供商中HP和Dell排名占前两位。随着Google等互联网业务增长，服务器的数量已经超过200+万台，作为传统IT厂商的客户，Google等一些互联网公司完全可以自产自销，从而改变服务器供应模式。然而，IT能力和设施是互联网公司的命脉和竞争力，所以从规模、成本、生态系统构建、服务器和机柜定制标准方面需要重新审视来适应新需求：

• 大规模扩展Scale out能力：需要上百/万台服务器运行一个互联网应用的能力

• 自主知识产权，开放生态圈：从互联网公司去IOE、谷歌开源GPS算法等项目、积极响应OpenPower，支持RAM/AMD CPU芯片等策略可以看出，互联网公司在主导先进技术的同时，还在构建自己的生态圈，防止被一家厂商绑定。

• 透明性和IT堆栈可见性：基于业务构建SILO式IT系统，避免虚拟化，强调效率和特定应用优化。

• 整机柜部署和交付：便于快速交付，集中供电、散热和管理，基础设施资源有机柜内几十台服务器共享。天蝎项目就是整机柜解决方案：

• 硬件定制和模块化设计：去掉标准电源，不必要的USB，显示器；把设置在后端的IO接口转移到前端，不需要单独电源线，采用专用的机柜和内置模块。把计算、网络和存储资源模块化集中在一个机箱，最大限度利用机柜空间。

存储硬件重构和新模式

传统的机架式服务器计算、存储和网络配比都比较均衡，所以具有很好的通用性，但是在互联网应用中，往往通过一个大集群运行一个互联网应用，如果采用这种通用性配置就会对其他资源造成浪费；对于计算密集型应用，空着的磁盘框、驱动器和扩展槽等会影响计算密度；而对于存储密集型应用，CPU和内存的配比就过高了。为了适应这种特定应用诉求，存储需要满足：

• 存储模块化机柜：类似类似计算资源，存储也需要模块化、集中化；IO端口和磁盘完全集中在一个机箱中。

• 存储融合在服务器中：在互联网服务器整机柜方案中，整机柜方案即扮演计算节点又充当存储节点，不同于传统IP行业，需要独立的外置存储（其实在传统IT行业，很多一体机也是这种架构，如Oracle Exadata机柜包含了计算节点和存储节点）。

• 存储堆栈简化：传统的IT堆栈架构是服务器应用通过Filesytem接口或SCSI命令通过OS/卷管理软件到达存储系统前端，再由存储控制器解析数据访问的LBA信息，最后才能访问到某一块磁盘设备；但随着海量数据（尤其是非结构化数据为主的互联网应用）增长，无状态的Key-Value存储可以简化数据方案软件堆栈和IO路径，通过对某一文件进行简单的Hash计算，就能通过HTTP协议访问到想要的文件。

人工智能和硬件重构

说完互联网数据中心基础架构，我们接着谈谈互联网公司在人工智能方面的硬件重构，也叫硬件创新或新硬件。它以互联网和大数据技术为基础，由极客和创客为主要参与群体，以硬件为表现形式的一种新产业形态。

这里说的新硬件，不是主板、显示器、键盘这些计算机硬件，而是指一切物理上存在的，在过去的生产和生活中闻所未闻，见所未见的人造事物（如今天多轴无人飞行器、无人驾驶汽车、3D打印机、可穿戴设备、智能机器驮驴，机器人厨师是人们在这些东西出来之前无法想象的事物）

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