高性能集群加速器

高性能計算在2010年顯得尤為火熱。它一改科學(xué)計算的傳統(tǒng)形象，在物聯(lián)網(wǎng)的浪潮中、在大型分布式網(wǎng)站建設(shè)中、在網(wǎng)絡(luò)游戲及在線視頻運營等多個領(lǐng)域中都出現(xiàn)了爆發(fā)式的增長。但目前企業(yè)網(wǎng)、園區(qū)網(wǎng)甚至廣域網(wǎng)上，信息業(yè)務(wù)量的增長都超出了歷史最高水平。尤其是各個IDC的數(shù)據(jù)流量和計算強度之大，使得單一服務(wù)器根本無法承擔(dān)。要在提供同樣功能的多臺服務(wù)器間實現(xiàn)合理的業(yè)務(wù)分配，防止出現(xiàn)單臺服務(wù)器性能瓶頸，就需要負(fù)載均衡設(shè)備在其中進行調(diào)度分配。

負(fù)載均衡不是一個新概念，但對于國內(nèi)廠商而言，以往涉足的并不多。本次計算機世界實驗室測試的就是浪潮高性能事業(yè)部推出的天梭8650G3負(fù)載均衡調(diào)度器，它作為高性能服務(wù)器集群的計算性能協(xié)調(diào)核心，起到重要的整體處理效率的提升作用。

天梭8650G3采用標(biāo)準(zhǔn)1U機架式設(shè)計，采用Intel XeonLynnfield架構(gòu)四核心處理器，內(nèi)置12個10/100/1000M自適應(yīng)電口，部署靈活性較強。其基于Web的圖形管理界面簡單易用，用戶可以根據(jù)自身應(yīng)用進行合理的配置調(diào)整。該產(chǎn)品支持HTTP、HTTPS、FTP等基于TCP/UDP的應(yīng)用協(xié)議，具備基于優(yōu)先級的四層、七層負(fù)載均衡算法; 并內(nèi)置了實時性能監(jiān)測、服務(wù)器負(fù)載自動測量、調(diào)整、實現(xiàn)會話的連續(xù)性等多種功能。

天梭8650G3的管理控制界面由四個功能塊組成，分別是監(jiān)控管理、服務(wù)管理、系統(tǒng)設(shè)置和高級設(shè)置。在監(jiān)控管理中有四個選項，分別為處理器、內(nèi)存、四層服務(wù)、七層服務(wù)。其中最主要的是四、七層服務(wù)的選項，在四層服務(wù)，可以看到已經(jīng)配置好的四層服務(wù)的虛擬IP信息、CPS監(jiān)控圖、與虛擬IP相關(guān)的信息，如端口、進入的包速率、發(fā)出的包速率、進入的速率、發(fā)出的速率等。七層服務(wù)中則十分清晰地顯示了七層服務(wù)的虛擬IP、相關(guān)的配置等信息。整個控制界面清晰明了，具有設(shè)置容易、操作簡便的特點。

性能測試

吞吐量性能測試

網(wǎng)絡(luò)性能是基于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)，如果沒有出色的網(wǎng)絡(luò)處理能力，產(chǎn)品的功能再多，也是徒勞的。在本次評測中，我們對天梭8650G3的六個千兆網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)能力進行了一次嚴(yán)格的測試。測試環(huán)境中，通常是將網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的接口成對進行吞吐、延遲等性能測試;而在實際應(yīng)用中，流量大多是多個接口對多個接口進行轉(zhuǎn)發(fā)。因此本次測試中，我們對天梭8650G3進行了“全網(wǎng)狀”轉(zhuǎn)發(fā)模式下的測試。

在測試過程中，天梭8650G3雖然在1280Bytes和1518Byte大包情況下出現(xiàn)少量數(shù)據(jù)幀丟失現(xiàn)象，但在小包處理和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)性能上整體表現(xiàn)出色。畢竟“全網(wǎng)狀”轉(zhuǎn)發(fā)測試對網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的要求要高于“點對點”的測試。在點對點測試中，天梭8650G3的6個千兆網(wǎng)絡(luò)接口可以始終保持100%的吞吐量。

時延性能測試

我們同樣也對天梭8650G3的網(wǎng)絡(luò)時延性能進行了一次評測。測試時同樣選擇6個千兆網(wǎng)絡(luò)接口，在10%的吞吐量輕載和90%的吞吐量重載情況下進行網(wǎng)絡(luò)測試，測試產(chǎn)品的時延性能和在不同負(fù)載情況下時延是否會出現(xiàn)較大差異。

天梭8650G3的時延性能出色，無論在10%吞吐量的輕載情況下還是在90%吞吐量的重載情況下，時延均保持在15毫秒以內(nèi)，并且兩次測試的結(jié)果十分接近，從另一方面證明了天梭8650G3具備出色的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)性能，從而可以保證服務(wù)器集群在進行高強度計算狀態(tài)下數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

應(yīng)用性能測試

負(fù)載均衡設(shè)備主要是應(yīng)用于集群系統(tǒng)的應(yīng)用流量分發(fā)，因此需要較高的新建會話連接速率和較高的并發(fā)用戶數(shù)。因此本次測試中同樣對天梭8650G3的HTTP會話連接請求的連接速率和并發(fā)用戶數(shù)進行了測試。同時還對天梭8650G3在64KB和1MB大小文件下的HTTP應(yīng)用流量進行了測試。

本項測試在兩種測試環(huán)境下進行。在第一種環(huán)境中，我們模擬常規(guī)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用部署模式，通過思博論通信提供的最新型應(yīng)用層測試儀Avalanche 3100同時模擬服務(wù)器端和客戶端，利用天梭8650G3的反向網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式測試該產(chǎn)品的新建會話連接速率、并發(fā)用戶數(shù)和最大可用帶寬。在第二種環(huán)境中，我們模擬現(xiàn)今愈發(fā)常見的在線視頻網(wǎng)站的部署模式，通過Avalanche 3100模擬客戶端發(fā)出HTTP連接請求，并用一組真實的高性能服務(wù)器通過Loopback接口選擇直連路徑對請求進行響應(yīng)，測試天梭8650G3工作在直接路由模式時的新建會話連接速率。

天梭8650G3在網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式時自身HTTP新建會話連接速率最高可以達到44307HTTP會話連接/秒。而在直接路由模式為服務(wù)器做分發(fā)時，由于天梭8650G3采用直接路由策略，結(jié)合預(yù)設(shè)的調(diào)度算法，將重構(gòu)后的請求分派給后端的節(jié)點服務(wù)器。節(jié)點服務(wù)器處理后，直接將應(yīng)答數(shù)據(jù)返回給用戶。由于處理的結(jié)果繞過了天梭8650G3直接返回到客戶，天梭8650G3的計算量大幅減少，因此HTTP新建會話連接速率更可以提高到76548會話連接/秒，并且可以穩(wěn)定在7.5萬會話/秒。這對于訪問量極大的論壇、新聞等Web網(wǎng)站而言，幾乎可以滿足超過百萬人同時在線，這也是集群環(huán)境優(yōu)化應(yīng)用的典型參數(shù)。

HTTP并發(fā)用戶數(shù)

HTTP并發(fā)連接數(shù)的主要測試目的是檢測被測設(shè)備在實際應(yīng)用中，可以同時允許多少用戶進行訪問，并保持訪問連接不被中斷。這在實際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中具有十分重要的作用。因為，大多數(shù)用戶進行網(wǎng)頁訪問時，并不是連接上以后立即終止連接，而需要保持連接部分時間，以對網(wǎng)頁進行瀏覽，沒有較高并發(fā)用戶數(shù)的支持將會引起網(wǎng)頁停止響應(yīng)、連接出錯等一系列問題。

天梭8650G3的并發(fā)保持用戶連接數(shù)性能也十分出色，在HTTP并發(fā)用戶數(shù)測試中，可以十分輕易地達到同時保持400萬條HTTP連接的成績，此成績是在標(biāo)配2GB內(nèi)存狀態(tài)下獲得的，而天梭8650G3最大支持16GB內(nèi)存，顯然也讓性能提升的空間很充裕。

HTTP應(yīng)用流量

在HTTP應(yīng)用流量測試中，天梭8650G3的表現(xiàn)一般，在64KB文件下流量664.233Mbps，在1MB大小文件下性能有所提高，最高達到750.620Mbps。而實際應(yīng)用中，集群狀態(tài)下的多服務(wù)器連接時會有效減輕負(fù)載均衡的壓力，天梭8650G3只需把請求分發(fā)給下面服務(wù)器，而不再負(fù)責(zé)流量回傳，因此應(yīng)用流量性能將有明顯提升。在流量極大的文件服務(wù)類網(wǎng)站、視頻類網(wǎng)站等應(yīng)用中，可以提供超乎想象的后臺數(shù)據(jù)支持能力。

以上測試均是在天梭8650G3開啟四層負(fù)載均衡功能下進行的。

同時天梭8650G3提供的豐富應(yīng)用中包含七層負(fù)載均衡功能，七層負(fù)載均衡是工作于應(yīng)用層的基于內(nèi)容的轉(zhuǎn)發(fā)的負(fù)載均衡服務(wù)，重要特點是支持多樣的會話保持策略。8650G3在七層負(fù)載中提供三種策略的會話保持:url重定向、cookie注入、ssl session識別。天梭8650G3的這一功能可以為應(yīng)用日益廣泛的電子商務(wù)等提供很好的支持。

天梭8650G3除了支持人性化的Web配置管理外，還支持OLED液晶監(jiān)控管理，方便用戶對負(fù)載均衡器進行監(jiān)控和維護。

在可靠性方面，天梭8650G3支持雙機熱備功能，避免單點故障，提高了整套系統(tǒng)的可靠性，為用戶提供不間斷服務(wù)。同時它還能很好地監(jiān)控后臺服務(wù)器，提供多種監(jiān)控方法，并且用戶可以自定義監(jiān)控腳本對后臺服務(wù)器進行高級監(jiān)控，及時將故障服務(wù)器移除，保證服務(wù)的可用性。

從實際測試結(jié)果來看，天梭8650G3負(fù)載均衡設(shè)備在集群環(huán)境下具有出色的表現(xiàn)，面對超越單臺服務(wù)器處理能力的海量數(shù)據(jù)時，它能有效地解決數(shù)據(jù)集中于一臺服務(wù)器時出現(xiàn)的瓶頸問題; 更有助于在高性能計算(科學(xué)計算、物聯(lián)網(wǎng)等)領(lǐng)域中，充分提升集群的整體響應(yīng)能力和計算能力。在此之前，負(fù)載均衡設(shè)備國內(nèi)廠商還是短板，而天梭8650G3的出現(xiàn)，彌補了現(xiàn)今高性能計算解決方案中的短板，其高性能、全自主技術(shù)的概念是值得我們關(guān)注的。