9月27日,神州数码亮相KubeCon+CloudNativeCon+Open Source Summit China 2023。在久负盛名的云原生及开源盛典上,神州数码信创业务集团技术总监向阳朝与技术专家共同探讨了开源、云原生技术的新进展,并分享了神州数码在云原生基础架构创新领域的新研究与实践进展。
云原生基础架构的发展趋势与挑战
随着数字化转型逐渐步入“深水区”,数字化转型路径正从单一向多路径、全路径转变,弹性敏捷的数字化转型要求云原生应用微服务化,这就导致企业对于IT资源的需求更加弹性,以云原生或应用引擎为代表的新一代数字化技术基础设施面临挑战。
在神州数码看来,云原生基础架构正在面临三个层面的问题,首先是CPU性能增长缓慢,由于摩尔定律减速叠加登纳德定律失效,使得芯片制程提升给芯片性能、节能带来的收益持续降低;第二是带宽流量增长迅速,数据爆炸式增长、网络带宽同步加速增长,但已到极限的单个CPU无法满足数据和带宽大幅增长的需求;第三是IaaS税/PaaS税,算力的进一步提升受阻于数据中心日益沉重的基础架构IaaS和PaaS所带来的算力消耗和延时。
尤其是,伴随着以ChatGPT为代表的应用爆炸式增长,大模型对算力的调整和部署也提出了新的要求。基于此,神州数码认为云原生基础架构正在从以计算(CPU)为中心向以数据(DPU)为中心转变,服务器将专注业务计算,所有IaaS Infra任务则由IPU/DPU处理。然而,由于DPU架构本身还在演进,目前很难兼具高性能和灵活性。为了解决相关难题,神州数码针对性地提出了基于DPU的云原生服务网格加速引擎解决方案。
基于DPU的云原生服务网格加速引擎解决方案
近年来,对于性能的担忧成为了推广服务网格过程中遇到的一个显著问题。服务网格为Kubernets微服务的部署和应用提供了有力的保证和丰富的功能特性,但是也引入了计算负担,特别是在业务复杂的情况下会对CPU造成大量的占用。
神州数码通过分析发现,在大规模业务场景下,一些特定程序是对性能造成损耗的关键部分。为了优化这些问题,神州数码尝试通过DPU解决CPU占用的问题。神州数码认为,不同于传统算力,通过算力重组后,将业务逻辑、AI、分布式平台的算力从CPU卸载到不同的平台上,可消减CPU资源的平台税消耗,同时也能够提供算力的灵活调度配给,通过充分整合各类算力资源,实现应用微服务的敏捷开发和敏捷部署。
在此基础上,神州数码推出的云枢系统——针对云原生部署加速的软件和异构硬件系统,可通过软硬件协同设计,充分发挥异构硬件各自专有能力,并对云原生服务网格进行卸载加速,进而重构数据中心基础架构,实现对可横向扩展的高性能云原生算力需求的支撑。这也是业内推出的云原生服务网格加速系统。通过部署在数据中心服务器与交换机之间,云枢系统可很大降低IaaS和PaaS所带来的算力消耗和延时,提升数据中心整体算力。
构建零信任的DPU容器网络
在云原生环境中,由于所有微服务都保持在同一个扁平网络中,这也导致了重大的安全隐患。一般而言,基于服务加密的零信任被认为是解决这个问题的主要方案。所谓零信任,即不直接授权信任任何用户、设备、服务,基于身份认证和授权重新构建访问控制的信任基础,从而确保身份可信、设备可信、应用可信和链路可信。但是,目前的技术解决方案要么需要消耗大量的CPU计算,要么无法实现服务可见性,从而造成基于DPU的零信任云原生服务网格架构存在天然难题。
通过对技术的深入研究与理解,神州数码实现了一个零注入和服务感知的零信任容器网络,进一步降低了DPU的应用成本。最终,神州数码独创性地通过软硬件协同设计,充分发挥异构硬件各自专有能力,对云原生服务网格进行卸载加速,进而重构数据中心基础架构。同时,神州数码设计了硬件资源池化的可组合架构,可兼容利用用户原有老旧设备,并很大节约用户的投资。
面对云原生带来的挑战与机遇,神州数码认为新的数字技术栈正在形成。围绕“数云融合”架构,神州数码将持续深耕云原生基础架构创新领域,聚焦以云原生为核心引领的科技革命和产业革命,持续为云原生及开源生态建设和发展贡献力量。
