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數字化轉型“軍艦”啟航:詳解華為云容器全新解決方案

2019-09-20 10:04:56 來源:   

  進入2019年下半年,云原生計算已經得到了云計算行業和傳統IT界的廣泛認同。國際知名市場咨詢機構Gartner在前不久發布的2019公有云服務趨勢報告中指出,從傳統工作負載上云開始,雙模IT理論將引導用戶在應用架構和運營兩個方面逐漸走向云原生;云原生設計將包括容器與無服務器計算模型的使用,這些技術將在2019年以更快的速度普及;云運營將具備彈性和可擴展性,能夠充分發揮超大型平臺和云應用的優勢。

  以Kubernetes容器為代表的云原生技術在2019年獲得了廣大技術廠商的全力支持,作為Kubernetes開源社區的國內第一大貢獻廠商,華為則自2016年就開始全力圍繞Kubernetes進行云原生計算的布局,2019年3月更是全行業首發容器多云及混合云解決方案。

  在最近的2019華為全聯接大會上,華為云又進一步發布了全新升級的新一代容器基礎設施“Vessel(軍艦)”,包括Kubernetes集群調度平臺Volcano、容器存儲Update版本Everest、新一代容器網絡Yangtse以及容器監控Update版本Glacier。Vessel作為面向更大規模、更高性能的下一代容器基礎設施平臺,將重點解決大中型企業尤其是泛互聯網行業深入推進落地Kubernetes容器平臺所面臨的大規模核心業務SLA保障的問題。此外,華為云還重點面向AI、大數據和基因等批量計算場景,推出了基于Kubernetes的高性能批量計算解決方案。

  公有云的雙模IT

  當前,數字化轉型正在進入深水區,云原生應用與傳統應用上云之間的界線正在打破,企業需要的不僅是簡單的傳統工作負載直接遷到云數據中心,更需要對傳統工作負載進行云原生架構改造,以適應云運營的方式,最大程度發揮云計算的優勢。根據Gartner,公有云的雙模指的是使用云管理傳統工作負載(模式1)和將云作為新應用創新的開發平臺(模式2),2017年開始云原生項目比例從10%增長到現在的30%。

  換句話說,目前為止,向云遷移都是以IT資源管理為核心,大部分的遷移項目都只是把本地虛機遷移到云端虛機,而并不對應用本身的架構進行大的改造,這就是所謂“換湯不換藥”。模式1帶來的主要是集中于IT服務管理的收益,對企業的商業模式創新并沒有直接的影響;模式2則是真正的云端創新、深度創新。

  以云原生計算為代表的模式2,主要包括開源的Docker容器、Kubernetes容器集群管理、Istio服務網格等,然而在云計算興起的頭十年里主要用于DevOps開發測試環境中,并不能深入到企業的生產環境中。華為云應用管理服務域總經理方璞強調,雖然云原生技術近年來在落地標準化方面做的很好,也確實擊中了很多廣大公司的痛點,但在滿足大企業大規模生產的時候,還有很大的差距。比如在集群規模方面,開源版本雖然宣稱可以達到5000節點的規模,但其實并沒有考慮容器監控、網絡和存儲的限制。

  方璞比喻道,Kubernetes的Logo是舵,Istio的Logo是帆船,兩個組合就好比是民用的“小帆船”,而企業數字化轉型所需要的是商用級的“大軍艦”。方璞認為“軍艦級”的云原生技術可以為企業帶來三大優勢:一是滿足面向海量應用的運維需求,特別是達到類似互聯網行業的快速業務上線、秒級或分鐘級業務升級等運維能力,這將給所有企業運維場景帶來天翻地覆的變化;二是隨著人工智能時代的到來,云原生技術將徹底與大數據技術結合在一起并釋放巨大的算力,把數據轉變成企業生產力;三是隨著5G的到來,帶寬將不再是問題,泛互聯網融合趨勢非常明顯,比如游戲與視頻的整合、視頻與電商的融合等等,5G時代的云原生技術在邊云協同場景中將為企業創新帶來巨大的推動力。

  多云混合云2.0:容器基礎設施全面升級

  2016年,華為在國內首發基于Kubernetes的容器服務CCE;2017年,成為第一批全球Kubernetes認證的服務提供商,CCE也首批通過了Kubernetes的一致性認證;2018年發布云AI容器和Istio服務網格;2019年3月全行業首推MCP云容器多云及混合云管理平臺。

  這次在HC 2019大會上,華為云進一步全面升級了以容器為核心的基礎設施:華為云容器多云混合云解決方案2。0。方璞強調,升級后的解決方案,依托更大規模的集群管理能力、更快的容器網絡和存儲、更完善的監控管理,滿足企業核心業務上云的訴求,從創新業務容器化的試水區,進入到核心業務容器化的深水區,推進企業數字化進入全新的階段。

  首先,本次升級了華為云容器引擎CCE所管理的Kubernetes集群規模。由于開源Kubernetes在調度、網絡、存儲、監控等各方面的技術限制,目前業界的容器產品對于Kubernetes集群的支持規模普遍有限。而華為云此次通過一系列的技術突破,將單集群的管理規模提升到了10000節點、100萬容器,并且提供了30秒100節點的快速擴容能力。

  其次,推出的容器存儲更新版本Everest,統一了容器卷的管理,使用Kubernetes Volume語義屏蔽多種存儲服務差異,拉通創建、刪除、查詢、遷移、備份等操作,同時構建了百萬IOPS、低時延、高性價比的容器存儲,在AI計算、基因數據分析、大數據處理等場景有著明顯優勢。當前的開源容器存儲生態中,只定義了南向的標準化容器存儲接口CSI,即容器編排系統與存儲技術供應商之間的接口,而Everest“珠穆朗瑪峰”提供了易用、大規模、高性能的容器存儲,實現了從“民用級”向企業級的提升。

  第三,推出了新一代容器網絡Yangtse。在大規模場景下,華為云容器網絡發放與接通速度有了飛越式增長,1萬容器Port發放只需1分鐘,容器網絡接通速度小于1秒。Yangtse“揚子江”的意義在于構建云原生的容器網絡,把之前分層的容器網絡與下層VPC網絡打通,消除通信的損耗,讓容器網絡與原生云網絡達到完全一樣的效果

  最后就是容器監控的更新版本Glacier,支持跨云應用的全景監控,并支持社區的原生Prometheus生態。結合集群聯邦與策略引擎,可實現30秒應用跨云的自動彈性。Glacier“冰川”的意義在于打造下一代容器基礎設施的容器監控與自動彈性擴容,實現近似于無限的巨大容量并且穩定。

  上述新發布內容組成了升級后的華為云容器基礎設施平臺Vessel,也是華為云容器多云混合云解決方案2。0的“底座”,包含在華為云容器服務系列產品中,包括云容器引擎CCE、多云容器平臺MCP、容器鏡像服務SWR、應用服務網格ASM等。相比于今年3月份的1。0版本,升級后的版本還解決了跨云容災、區域化策略運營、智能流量治理等問題:基于Kubernetes Federation和Istio的核心能力,將不同云之間的Kubernetes集群統一管理起來,并通過Istio的智能路由能力,實現業務請求的跨云分發。也就是說,1。0版本主要集中在Kubernetes集群聯邦和多云混合云的應用管理方面,而2。0版本則打通了多云混合云的容器監控以及流量治理,讓企業可以實現容器應用的高級特性,例如多云的流量分發、業務分擔、容災備份等。

  方璞強調,華為早期就在Kubernetes社區的Federation集群聯邦項目中,該項目也是由華為主導和貢獻的,因此華為云也就順其自然地基于Federation推出了多云容器管理平臺(MCP),這是多云混合云解決方案的核心組成,在華為云MCP界面里可以輕松管理多個公有云、私有云和私有數據中心的Kubernetes集群。而當各個云平臺的Kubernetes集群被管理起來之后,面向整個應用生命周期的多云混合云管理訴求就隨之而來,包括多云的容器監控、容器存儲、容器網絡互通、流量治理等,都存在大量技術難題,MCP就通過產品化方式滿足了這些需求。

  容器批量計算平臺:讓AI、大數據與基因計算爆發

  有了新一代容器基礎設施之后,企業為了推進數字化轉型,還需要面向特定計算場景的解決方案,這就是本次HC 2019推出的華為云高性能容器批量計算解決方案,主要覆蓋大數據容器、AI容器和基因容器三大場景,特別把去年發布的AI容器服務、基因容器服務以及最新的大數據容器服務統一到了一個技術平臺上,這就是以Volcano調度引擎為核心的高性能容器批量計算平臺。

  方璞強調,本次發布的高性能容器批量計算解決方案采用了多種先進技術,核心的調度引擎Volcano每秒可調度1000容器,支持批量任務與容器的快速發放,并提供群集調度、公平調度、隊列調度等高級功能;Volcano與華為云容器實例CCI原生搭配,由CCI所提供的高性能容器算力,以及華為昇騰系列AI處理器、鯤鵬系列服務器、高性能網絡與存儲加速芯片,能夠提供更高性能、更高性價比的容器批量計算解決方案。在部分客戶的實際應用案例中,通過使用華為云高性能容器批量計算平臺,在針對基因測序數據分析時,對全人類基因組30X樣本分析的效率能提升10倍,大數據分析場景下效率提升40%,AI模板訓練提升3-5倍。

  本次全新發布的大數據容器服務,則面向傳統大數據技術的存算一體、煙囪式基礎設施等問題,實現了調度性能的提升、存算分離、易運維和自動彈性伸縮等創新能力。此前,傳統大數據基礎設施節點既用于存儲也用于計算,難以實現極致的性能與成本。此次華為云的大數據容器服務,為企業提供存算分離的基于Kubernetes的容器化大數據平臺,彌補了當前主流大數據平臺的不足,在調度、任務管理、性能、成本等方面都優于傳統方案。

  本次AI容器服務的更新版本支持10種以上業界主流深度學習框架,除了包括Tensorflow、MxNet、Pytorch、Caffe2在內的各種社區開源框架外,也包含了華為全場景AI計算框架MindSpore在內的一些新框架。新版本的華為云AI容器在開放性、調度性能、計算性能、以及資源利用率上都有很大提升,尤其借助Volcano引擎,使AI容器具有性價比30%+的提升。華為云AI容器在圖像識別、自然語言處理、智能監控、自動駕駛,包括近期熱門的視頻換臉特效等各種場景都有實踐經驗。

  本次基因容器服務的更新版本新增了以容器方式實現生信領域廣泛使用SGE集群管理能力,使得傳統線下生信分析環境可以無縫遷移上云,并獲得容器技術所帶來的好處。除此之外,更新的基因容器GCS還帶來了對基因領域頂級機構Broad Institute所發布的Cromwell引擎的支持,開發者只需提交標準的WDL流程,就可以按需進行WDL基因數據分析,遵從GA4GH(全球基因組學與健康聯盟)統一標準。

太阳城代理网址  華為云高性能容器批量計算解決方案的核心調度引擎Volcano先前已于6月底在KubeCon上海進行了發布。至今短短三個月時間,Volcano已經吸引了眾多頭部科技廠商的參與,是Kubernetes社區最活躍的項目之一,而且包括Kubeflow、PaddlePaddle、MPI、KubeGene等在內的多個主流計算框架都已經支持了Volcano。而去年底,華為云ModelArts一站式AI開發平臺在斯坦福大學DAWN Benchmark榜單中獲得圖像識別訓練和推理性能雙料冠軍,其底層就是采用了Volcano調度引擎。Volcano引擎除了支持傳統的X86算力外,還支持華為自研的昇騰處理器以及鯤鵬處理器,特別是支持今年7月剛發布的鯤鵬Kubernetes容器和鯤鵬Serverless容器,滿足企業用戶對多元異構算力的需求。

  Volcano調度引擎與大數據、AI、基因三大容器服務組成了華為云高性能容器批量計算解決方案,為客戶提供云原生的高性能容器計算平臺。方璞介紹,基因容器服務目前已經在華大、未來組等國內基因測序的頭部企業使用;剛發布的大數據容器服務目前正在做邀測,從測試的情況來看,性價比提升了30%以上;AI容器服務目前最大的客戶是華為云的EI智能體,不但支撐ModelArts提供全流程的開發服務,而且為公司內各產品線業務提供高性能的AI計算基礎設施,而外部多家頭部客戶也在使用AI容器用于語音識別、視頻處理、自動駕駛等場景。

  云原生的方向:多云、智能、異構、邊緣

  華為云容器在云原生方面的理念可以總結為:多云、智能、異構以及邊緣。在多云方面,目前企業更多的是將一些創新型項目進行容器化改造,核心的生產系統因為目前云原生技術在集群規模、調度、網絡、存儲、監控等方面的原因,還無法全面實施容器化。在智能和異構方面,隨著AI技術的流行,云原生技術需要與以GPU、FPGA/ASIC、華為昇騰與鯤鵬為代表的異構計算相結合,為云和邊緣上的智能計算場景提供更高性能、更易獲取的異構資源。在邊緣計算方面,下一代云計算的形態并不會是集中式的數據中心,而是由成千上萬個邊緣節點連成的泛在式、分布式的邊緣網絡,形成泛在的云,而云原生技術也需要從單一集群向多集群、多區域、分布式節點發展,這里面包括網絡、數據、應用在內都存在很多挑戰性的問題需要解決。

  針對多云、智能、異構、邊緣這四大理念,本次華為云多云混合云解決方案更新版本,重點解決了集群管理規模、調度、網絡、存儲性能的問題,為企業核心生產系統的容器化提供有力的技術支撐;高性能容器批量計算解決方案全面支持多云以及智能和異構,也全面滿足了大數據、AI以及基因計算對于容器化的需求。而華為云發布的KubeEdge項目去年就已經進入CNCF社區,成為社區的首個智能邊緣項目,目前已經吸引了大量的知名公司參與,是CNCF最活躍的項目之一。

  在持續推進容器基礎設施和高性能容器計算解決方案之外,今年上半年華為云還推出了容器專家服務,即面向企業的云原生技術咨詢服務。這套咨詢服務是基于華為云前兩年幫助客戶進行容器化改造、實施和運維過程中逐步總結下來的實戰經驗,是基于真正實戰經驗的總結出來的方法論,非常貼近客戶真實的訴求,能夠有效解決企業落地云原生技術過程中的實際問題。

  總的來說,雖然華為在2017年才進入公有云市場,但根據市場調查公司IDC最新的《中國公有云服務市場(2019第一季度)跟蹤》報告,2019年第一季度中國公有云IaaS+PaaS整體市場中,華為云以5.2%的市場份額排名中國公有云市場前五;此外在IaaS廠商市場份額方面,華為云也是Top5中增速最快的廠商。這說明,雖然公有云市場發展已經有十年之久,但數字化轉型的市場才剛剛開始,在數字化轉型巨浪的推動下,公有云市場也將再次爆發。而華為云新一代容器基礎設施“軍艦”也開始啟動,將幫助企業在數字化轉型路上踏浪前行!

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