边缘计算体验之四:ZStack Mini3.0 FT如何提升企业可用性?

随着新基础设施的加速和换挡,它肯定会推动新一轮基础设施即服务的增长。当我们关注亮点项目时,我们不应该忽视传统的信息技术需求。传统信息技术领域的许多应用面临各种困难。我们如何让他们在新的基础设施浪潮中加速发展?

例如,在工业制造、运输、能源和电力等传统行业的业务场景中,可用性总是一个高频词。应用程序主机如何在几秒钟内在不同的物理节点之间切换?如何获得可靠高效的光纤通道/高可用性技术为用户服务;永远不要倒下。?

在上一篇文章“边缘计算体验2:简单和高可用性ZStack Mini的巧妙设计”中,本文介绍了ZStack如何通过2U机箱设计在ZStack Mini中实现高可用性(HA)。

当检测到物理节点无法为应用服务器提供服务时,高可用性会在正常运行时将应用服务器迁移到物理节点,以保证业务的连续性,但业务系统也会受到轻微影响,基于高可用性的高可用性仍会有几分钟的业务中断。

这在某些场景中是不可接受的,例如,某些场景需要二级切换以确保业务连续性。在本文中,我们将介绍ZStack Mini 3.0的核心功能& mdash& mdash英国《金融时报》.

Zstack Mini 3.0 & mdash;& mdash通过爬一段楼梯来提高可用性

ZStack Mini 3.0是ZStack Mini产品系列的主要升级,主要是软件的升级。软件版本可以从原来的2.0升级到最新的3.0,同时保持ZStack Mini edge计算一体机的硬件不变,从而为中小企业获得更多有用的功能。

ZStack Mini一体机在3.0之后升级到管理中心界面,这可以从左侧栏看到。与2.0相比,有更多。应用中心& rdquo& ldquo我的申请& rdquo& ldquo外部磁盘备份& rdquo等待菜单,在上面的图片中你看不到的是& ldquo保存& rdquo太多& ldquo光纤通道存储区域网络存储& rdquo的功能。

光纤通道-存储区域网络存储功能使ZStack Mini能够与光纤通道-存储区域网络存储阵列进行外部连接,这有助于企业更好地利用数据中心现有的光纤通道-存储区域网络存储,从而使老年人受益,并有助于数据流通和集成。

在ZStack微型边缘计算一体机中安装了额外的光纤通道HBA卡,以便与数据中心的光纤通道存储区域网络连接。光纤通道HBA卡显示在上面的红色方框中,它将数据与外部光纤通道存储区域网络存储集成在一起

外部磁盘备份,顾名思义,就是通过将带USB接口的移动硬盘(或u盘)连接到ZStack Mini平台,将ZStack Mini平台中的现有数据备份到磁盘。

该应用中心集成了三个应用模板,即MariaDB、LNMP和Tomcat,位于电子企业研究所测试的ZStack Mini中,许多中小型企业使用它通过Apache开源软件构建网站。三驾马车& rdquo,可以说是自建网站最经典的选择。

企业研究所使用的ZStack Mini集成了三个最常用的应用程序:LNMP、马里亚数据库和Tomcat

如果这三个应用程序由虚拟机安装,可能需要几个小时,并且很可能会出现错误。现在,ZStack Mini将这三个应用程序集成到& ldquo应用中心& rdquo在内部,只需用鼠标点击一下就可以部署,几分钟后就可以使用。可以说,用户在安装、部署和维护方面的难度大大节省了。

随着这些功能的增加,ZStack Mini边缘计算一体化平台不仅具有现有的简单易用的功能,还使企业用户的业务部署和后期维护更加容易。这也符合ZStack Mini边缘计算一体机的易用特性,产品的使用不会因为升级而变得复杂。

接下来,我们将介绍ZStack Mini 3.0中最重要的功能& mdash& mdash傅立叶变换函数。

金融时报& mdash& mdash进一步提高可用性

在前一篇文章中,如果在ZStack Mini中使用HA(高可用性)来保护虚拟机,业务仍会中断大约1分钟,因此ZStack Mini 3.0中新添加的FT(容错)功能可以实现真正的二级交换,而不会影响业务。

话是假的,但眼见为实。我们仍然使用视频来演示ZStack Mini 3.0中的功能。

在ZStack Mini edge计算集成机器平台上,E企业研究所已经提前创建了最热门的应用之一& mdash& mdash现场视频。它由两个虚拟机组成:视频推送服务器:它的功能类似于我们智能手机的实时应用程序和手机摄像头& ldquo参见& rdquo将的图像上传到云中的服务器。与直播略有不同的是,在演示中,E企业研究院用视频代替了直播图像,并在视频流服务器中实时将视频推送到在线编码服务器。在线编码服务器:手机中的live App将图像上传到云中的编码服务器,编码服务器对图像进行编码和解码,然后将其推送到观众的手机或电脑(接收器)上。在演示中,用于演示的笔记本电脑被用作接收端。

首先,我们将视频流推送到视频流服务器中的在线编码器,然后用笔记本电脑接收在线编码器服务器处理后的音视频信号。视频流服务器& mdash& mdash在线编码服务器& mdash& mdash接收端构成现场视频广播的最简化的应用环境。其中,在线编码服务器是为终端用户提供实时视频服务的核心。一旦出现故障,无法正常运行,整个直播视频服务将被中断。

在视频中,在线编码服务器位于IP地址& ldquo172.24.100.3&rdquo。在物理主机上,打开傅立叶变换保护模式。同时,从ZStack Mini管理平台可以看出,在线编码服务器将有一个备用的云主机,可以在& ldquo金融时报辅助云主机信息& rdquo从该面板可以看出,其备用云主机在IP地址为172.24.100.4的物理主机上运行正常。

在线编码服务器本身的详细信息位于172.24.100.3物理主机上,使用傅立叶变换保护模式,其备用云主机位于172.24.100.4物理主机上

在直播视频正常运行期间,E企业研究院将在线编码服务器所在的物理主机(即172.24.100.3)置于维护模式,模拟该物理主机出现故障,需要停机维护,暂时无法提供服务。

在ZStack Mini边缘计算集成机中,IP地址为172.24.100.3的物理主机进入维护模式

当物理主机进入维护模式时,切换到笔记本电脑的接收端,音视频信号都正常,没有停顿。查看在线编码服务器的状态,虚拟机已切换到物理主机172.24.100.4,因为原始物理主机已进入维护模式(172.24.100.3)。

ZStack Mini边缘计算一体机的最低双节点部署,由于其中一台物理主机进入维护模式,最初位于172.24.100.3的在线编码服务器首次切换到172.24.100.4的物理主机,直播视频服务运行正常。但是,从上图可以看出,在线编码服务器不再处于保护状态,因为它没有备用云主机,并且处于& ldquo单工模式& rdquo,一旦它所在的物理主机也需要停止,它将影响正在运行的直播服务。因此,有必要尽快修复或更换出现故障的物理主机,并将其作为备份节点重新联机。

在这个测试验证场景中,电子企业研究所进入了& ldquo一体机& rdquo在界面中,选择& ldquo维护模式& rdquo172.24.100.3物理主机已启用,这意味着故障已修复并恢复在线。

172.24.100.3之后,在线编码服务器的傅立叶变换功能自动检测到新主机加入,并将再次恢复傅立叶变换保护级别;但是,当物理主机在172.24.100.3进入维护模式时,实时视频应用程序运行正常,不断生成新数据,并且内存状态实时变化。

这意味着恢复在线编码服务器的& ldquo傅立叶变换保护级别& rdquo数据同步是需要的,不仅是存储数据的同步,还有内存状态的同步。在以前的高可用性方案中,同步数据和内存的状态是一个非常困难的问题,因为一旦发生错误,就会导致数据不一致,甚至影响业务的正常运行。

但是,在ZStack Mini边缘计算一体机中,经过几分钟的同步后,在线编码服务器重新获得了FT保护,直播视频服务没有受到影响。

如上图所示,在线编码服务器再次达到FT保护级别,其物理主机的IP地址为172.24.100.4,而原来的物理主机172.24.100.3承载了备用的云主机。与测试前的状态相比,主备切换,但服务仍正常运行。

从ZStack Mini 2.0移交高可用性需要几分钟的业务暂停& mdash& mdash这也是目前大多数虚拟机迁移或故障转移所需的时间。通过3.0,傅立叶变换保护缩短到秒,切换时间大大缩短。但是,没有引入新的硬件,使用难度也没有提高。那么金融时报是什么样的技术呢?

金融时报技术背后的原则

基于存储区域网络存储的传统数据保护通常会对业务产生短期影响,或者需要额外的解决方案,这超出了本文的范围。在基于虚拟化技术的云环境中,虚拟机迁移或虚拟机故障转移通常需要一定的时间,就像ZStack Mini 2.0中的高可用性技术一样,它本质上采用了相同的技术。

为了确保在迁移或切换时尽可能不影响已部署虚拟机上的业务,最重要的部分是数据同步& mdash& mdash包括存储数据同步和存储器状态同步。由于应用程序持续运行,它会不断生成数据并改变内存状态,这给数据同步和数据一致性带来了巨大的挑战。目前,锁步或连续检查点是虚拟机间数据同步的主流方法。

然而,这两种数据同步方法都有各自的缺点。例如,锁定步骤将导致过多的复制开销,因为虚拟机中的内存访问是不确定的;连续检查点还会导致过度复制和额外的网络延迟。

通过与英特尔的合作,ZStack扩展了一种新的数据同步方式。& mdash粗粒度锁步(COLO),实现傅立叶变换功能所需的快速切换。它通过比较主虚拟机(PVM)和辅助虚拟机(SVM)的传输数据包来同步数据。

粗粒度锁步(COLO)架构示意图,分别通过快速复制过程、COLO代理和COLO帧过程实现PVM和SVM之间的数据和内存状态同步

因为它涉及存储数据和存储器状态的同步,所以它由不同的软件模块(并行)实现。例如,存储数据的同步如下:

COLO读写流程示意图

在读取和写入存储数据方面:

当应用程序启动读取请求时,不仅PVM直接从其自身的存储中读取数据,而且SVM也执行相应的读取操作,这些操作在正常情况下不会传输到应用程序。

当应用程序发起写请求时,PVM将写请求发送给SVM,并将数据写入其自己的存储中。另一方面,在接收到写请求后,SVM会将原始数据加载到SVM缓存中并将其写入(写时拷贝)。

COLO在内存状态同步中采用了一种巧妙的同步方法,如下图所示:

COLO技术中存储器状态同步示意图

如上图所示,主节点跟踪PVM的脏页,并将它们发送到备用节点。收到PVM的脏页后,备用节点将其保存在PVM内存缓存中,然后在检查点将PVM内存缓存中的状态更新为SVM内存。

在以前的COLO技术中,COLO代理通常采用内核模式,这种模式功能更强大但不够灵活,但在最新的COLO技术中,基于更流行的用户空间模式的代理进程具有更好的灵活性。

通过对FT功能背后技术的分析,我们可以看到,ZStack不仅注重用户体验,还尽力简化ZStack Mini的使用,并深入用户的实际业务需求,将ZStack Mini平台与应用程序连接起来,提供更加简化的使用体验。

同时,ZStack没有放弃对创新技术的追求。通过了解用户的痛点和问题,进行有针对性的开发和合作,利用整体生态力量改变产品体验,将最新技术融入产品并传递给用户,帮助用户尽快享受创新技术带来的便利。

9月15日,ZStack Mini Edge Computing将在中国国际工业博览会上亮相。请扫描二维码,了解更多关于金融时报新功能的详情。

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