国産CPUをベースにしたクラウドプラットフォーム上でコンテナ管理プラットフォームを構築するには？ （パート１）

「ZTE事件」が拡大し続ける中、中国国民は自主管理可能な国産技術に大きな注目を寄せている。私の部署の運用保守エンジニアとして、私は、国内の CPU と互換性のある安定した完全なアーキテクチャ ソリューション セットを見つけて、IaaS および PaaS プラットフォームを構築し、セキュリティ、独立性、制御に関する部署のニーズを満たすことも望んでいます。国内方式に基づいて企業のビジネスニーズを解決するには、少なくともソフトウェアとハ​​ードウェアのレベルを満たす必要があります。しかし、国産ソリューションは基本的に x86 ソリューションに基づいているため、ニーズを満たす国産ソリューションを見つけるのは依然として非常に困難です。しかし、偶然にも国内のチップメーカーやクラウドコンピューティングメーカーと接触し、国内でクラウドコンピューティングプラットフォームを実現していることを知りました。また、クラウドコンピューティングプラットフォームのインストールと展開を実際に体験し、その上にコンテナプラットフォームをインストールして展開しました。以下は私のシェアです。

*** 国産CPU搭載サーバー

業務用として使える国産CPUサーバーを見てみると、実際に使えるものは多くありません。一部は、最大周波数 1.5GHz の国内商用 3B1500 28nm 8 コア プロセッサをベースにしています。複数のソースから関連情報を調べたところ、現在のパフォーマンスではクラウド プラットフォームのニーズを満たすことができず、仮想化をサポートしていないことがわかりました。

偶然にも、私は2018年の貴州ビッグデータ博覧会に参加し、会議中に興味深いことを発見しました。 Alibaba Cloudのブースで「国産クラウドプラットフォーム＋国産チップ」という言葉を目にしました。

そこで私は現場のスタッフと簡単に話をしたところ、国産CPUは華新通が設計・開発したものだと知りました。このチップには 48 個の物理コアが内蔵されており、シングル コア 2.6GHz、64 ビットで、仮想化をサポートしています。この CPU が実際に仮想化をサポートしているとは思っていませんでした。自分の考えに一歩近づいたようです。少なくともそれを実現するためのハードウェアはあります。また、商用環境を備えた国内クラウド プラットフォームがすでに存在していることもわかりました。その名前はZStack for Alibaba Cloudです。スタッフによると、現在、華新通CPUをベースにしたクラウドプラットフォーム上で業務システムが稼働しており、そのクラウドプラットフォームはZStackとのこと。熱心なスタッフが私を華新通カウンターまで案内し、詳しく案内してくれました。

実物を見た瞬間、x86 アーキテクチャのサーバーとあまり変わらないことが分かりました。以前は、ルーターのような小さな箱だと思っていました。 ARM サーバープロセスが自作の x86 サーバープロセスとあまり変わらないとは思いませんでした。

第2節 国内クラウドプラットフォーム

公式サイトによると、ZStackは中国で数少ない自社開発クラウドプラットフォームの一つとして、国産CPUアーキテクチャをベースにしたバージョンをリリースした。したがって、国産のCPUアーキテクチャをベースに国産のクラウドプラットフォームを構築することは十分可能です。

ZStack アーキテクチャ:

このアーキテクチャ図は、製品のホワイト ペーパーから抜粋したものです。アーキテクチャの観点から見ると、全体のロジックは比較的明確で、コンポーネント間の依存関係は高くなく、管理ノードや制御ノードの障害によってビジネス システムが影響を受けることはありません。 ZStack アーキテクチャを慎重に調査した結果、次の機能が発見されました。

完全に非同期なアーキテクチャ: 非同期メッセージ、非同期メソッド、非同期 HTTP 呼び出し

ステートレスサービス: 単一のリクエストは他のリクエストに依存しません

ロックフリー アーキテクチャ: 一貫性のあるハッシュ アルゴリズム。

インプロセス マイクロサービス: マイクロサービスの分離。

ZStack の機能アーキテクチャ図を見てみましょう。

図からわかるように、サービス間のやり取りはメッセージ キューを通じて統合されます。トポロジ全体がタイトではなくなり、スター型アーキテクチャが実装されます。サービス間ではメッセージのやり取りのみが行われ、サービスは基本的に独立しています。サービスを追加または削除しても、アーキテクチャ全体には影響しません (一部の機能のみが失われます)。

記事の主題に戻ると、上記の情報を知った後、私たちはHuaxintong CPU + ZStack国内クラウドプラットフォームを使用してコンテナプラットフォーム管理ソリューションを実装することを決定しました。最終決定後、次のステップは借入手続きを行うことでした。

前回の展示会で連絡を取った華新通の担当者の協力を得て、2～3週間待って機械が会社に届けられました。

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上の写真は彼らのエンジニアリングマシンですが、その出来栄えは非常に良く、主流メーカーの X86 サーバーと比べても劣っていません。次に、クラウド プラットフォームを展開します。前述のZStackは国内クラウドコンピューティングプラットフォームの先駆者であり、そのコアエンジンも完全にオープンソースです。私は ZStack の公式 Web サイトから ISO システムをダウンロードし、ユーザー マニュアルのグラフィック チュートリアルに従って書き込みました。文書全体が非常に明確で、準備も迅速に完了したと言わざるを得ません。ここで、ドキュメントに従ってインストール プロセスを開始します。

3. クラウドプラットフォームをインストールする

3.1 USBドライブからARMサーバーを起動する

コンソール接続を通じて次の情報が表示されます。これはセルフテストを実行している ARM サーバーです。

次のメッセージが表示されるまで:

Delete キーまたは ESC キーを押して BIOS セットアップに入ります。

3.2 ARMサーバの基本的なBIOS設定

3.2.1 変更時間

3.2.2 起動デバイスを素早く選択する

起動デバイスを選択したら、Enter キーを押してすぐに起動します。

3.2.3 VNCを使用してZStackをインストールする

ブートデバイスを選択すると、以下に示すように、スタートアップ項目選択インターフェイスが表示されます。

起動には VNC モードの使用を選択します。

VNC グラフィック モードで起動およびインストールするには、VNC モードの使用を選択します。

これは、VNC サービスを開始し、DHCP ツールから IP アドレスを自動的に取得し、デフォルトの VNC ポート 5901 を自動的に割り当てることを意味します。このインターフェースが表示されたら、VNC ビューア クライアントを使用して接続できます。

3.2.4 インストールと設定

A. インストールモードを選択する

現在、ZStack For ARM には次の 3 つのインストール モードがあります。

• エンタープライズエディション管理ノードモード

• 計算ノードモード

• エキスパートモード

実装計画に従って展開することを選択し、次の提案を選択できます。

Ø 実装計画で管理ノードが独立している場合は、最初のインストール時に管理ノード モードを選択する必要があります。

Ø クラウド ホストを使用する場合、インストール モードはコンピューティング ノードになります。

実際の状況に応じて対応するインストール モードを選択し、[完了] ボタンをクリックします。

B. ディスクパーティションを構成する:

Ø ディスクを選択:

ZStack をインストールするためのシステム ディスクを選択します。

Ø パーティションを構成する

Ø 自動パーティション分割。

パーティション モードの説明は次のとおりです。

パーティション モードには UEFI モードとレガシー モードの 2 つがあり、これらは BIOS で設定されたブート モードと一致している必要があります。

▬ UEFI モード

/boot: 1GBのパーティションを作成

/boot/efi: 500MBのパーティションを作成

swap（スワップパーティション）：32GBのパーティションを作成する

/(ルートパーティション): 残りの容量を設定します

Ø ネットワーク設定:

変更する必要があるネットワーク カードを選択し、[構成] ボタンをクリックして構成します。

パスワードを設定してインストールを開始します。

各モードのインストールおよび展開手順は似ており、ユーザーマニュアルは公式 Web サイトから直接ダウンロードできます。インストール後の Web UI は非常にシンプルでエレガントです。インストールプロセス全体は非常に簡単です。これまでは常に OpenStack を使用していましたが、今回は ZStack を使用し、30 分以内に正常にデプロイできました。 3 つのノードはすべて 1 時間以内に正常にデプロイされ、環境が同時に初期化されました。

インストールと展開が完了すると、ネットワークトポロジ機能もあることがわかります。

インストールの概要：

基盤となるハードウェアは ARM サーバーであり、基盤となるクラウド プラットフォームも ARM64 ビット システムに基づいています。インストールと展開は非常に便利で、管理および制御レイヤーはビジネス レイヤーから完全に独立しています。つまり、制御ノードがダウンしても、業務システムの正常な動作にはまったく影響しません。これは OpenStack では実現できないことです。テストプロセスでは、さまざまな停電およびシャットダウン テストが試行されましたが、プラットフォーム全体の動作は影響を受けず、非常に高い安定性を維持しました。現在、16 個の ARM アーキテクチャ クラウド ホストが ZStack For ARM クラウド プラットフォーム上で簡単に実行されています。