Linux平台存储架构与应用方案研究
嵌入式Linux的片上存储动态优化

Ab ta t n o —hp me r srthp d me r,S M)d n mi o t z t n a p o c (u o po l sr c :A nc i mo y(cac —a moy P y a c p i ai p rah a t rfe mi o i
a dp g w p AP )frLn x ue rcs x lrd t rv ytm efr n ea drd c o e n a es a j PS o iu srp o esi e poe oi o esse p roma c n e u ep w r s mp
摘 要: 为 了充分利用片上 高速便 签存储 ̄( rt —a moy S M) 提 升嵌入式 Ln x s ac pdme r, P , c h i 系统性 能并降低 功 u
耗,该文提 出一种 面向嵌入式 Ln x 户进 程的 S iu 用 PM 动态优化方案. 利用 虚存管理技术在 L n x内核 的内存模型 iu
第3 0卷 第 4期
2 1 年 7, 02 1
应
用
科
学
学
报
V01 O No.4 .3
J . 0 2 u1 2 1
J U R N A L O F P PLI O A ED C I N C ES — E l c r i sa n o m a i n E n i e i g S E — e t on c nd I f r to g ne r n
c ns m p i n o u to .Th PM g o e i d d t h m o y m o e fLi u e n l y a v r u lme o y s s e . eS pa ez n sa de o t e me r d l n x k r e it a m r y t m o b Th y a i l c to e h n s f r t e S e d n m c a l a i n m c a im h PM a e fa s i o o p g r me i mplm e t d b s d o h e n e a e n t e SPM a e z n . p g o e
人工智能计算平台与存储器研究报告

人工智能计算平台与存储器研究报告在物联网、大数据和人工智能的推动下,从交通运输、医疗保健到零售和娱乐等众多行业将走上转型之路,我们将其统称为Al计算时代。
在以前的计算时代,大型机/小型机、PC/服务器和智能手机/平板电脑均受益于摩尔定律的进步,伴随着2D微缩,产品的性能、功耗和面积/成本(也称为PPAC)得以同步提升。
虽然Al时代的各类应用正在蓬勃发展,但摩尔定律却放缓了脚步;因此,行业需要在2D 微缩以外取得突破,以全新方式推动PPAC的提升。
具体而言,我们需要新的计算架构、新材料、新结构(特别是节省面积的3D结构) ,以及用于芯片堆叠和异构设计的高级封装。
人工智能时代的架构变化正在对逻辑和存储器产生影响,下图为人工智能时代推动半导体存储器发展的进程。
我通过对现在常见的人工智能计算平台:阿里云的AI开发平台-机器学习PAI,华为云的AI开发平台-ModelArts,百度云的飞桨,科大讯飞的AIUUI。
通过对4个平台的人工智能先进代表的平台进行配置和特点的了解,其中仅有华为云对云计算服务器设备有明确配置参数,所以我将着重对华为云鲲鹏、昇腾等的云存储器的配置进行查询,了解其特点,并对现在存储器未来发展做出论述。
4个平台各有其优势,华为云依托华为强劲的科研能力,如今作为市场黑马,异军突起;而阿里云作为人工智能平台中其中布局较早,市场占有率较高;百度云的飞浆平台在自动驾驶等应用方面有较多经验,并且在多方面都有扩展应用;科大讯飞的AIUI是深耕20年的强劲智能语音开发平台,是国内乃至世界人工智能语音领域的领导。
1、人工智能计算平台一、阿里云的AI发开平台如下图所示,阿里云的PAI的业务架构分为五层:基础设施层:包括CPU、GPU、FPGA及NPU。
计算引擎和容器服务层:包括MaxCompute、EMR、实时计算等计算引擎及容器服务ACK。
计算框架层:包括Alink、TensorFlow、PyTorch、Caffe、MapReduce、SQL及MPI等计算框架,用于执行分布式计算任务。
存储结构(DAS、SAN、NAS)

DAS、SAN和NAS三种存储方式存储的分类,根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,开放系统指基于Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS);网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。
大致如图所示:DAS(直连式存储)存储DAS存储在我们生活中是非常常见的,尤其是在中小企业应用中,DAS是最主要的应用模式,存储系统被直连到应用的服务器中,在中小企业中,许多的数据应用是必须安装在直连的DAS存储器上。
DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行,以免影响正常业务系统的运行。
直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。
直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI通道将会成为IO 瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。
无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机,从而给企业带来经济损失,对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统,这是不可接受的。
基于VDI技术的桌面云架构与调度方案——以西藏大学实施部署VDI为例

针真机工裡裘用妓术信■与电圈China Computer & Communication2020年第24期基于VDI技术的桌面云架构与调度方案一一以西藏大学实施部署VD I为例普布旦增索朗次仁尼玛扎西仁青诺布(西藏大学信息科学技术学院,西藏拉萨850000)摘要:本文首先介绍了桌面云的背景知识,阐述了主流桌面云平台实现的技术和协议,进而针对西藏大学公共计 算机机房使用VDI桌面云平台的现状,进行多服务器的架构和调度设计,并针对云平台中心节点单点故障设计一种高可 用的调度策略,实现了主控HA调度方案的桌面虚拟化。
经过测试发现,桌面云在性能、稳定测试等方面达到了预期效果。
关键词:VDI桌面云;调度方案;主控H A中图分类号:TP393 文献标识码:A文章编号:1003-9767 (2020) 24-012-05Desktop Cloud Infrastructure and AdjustmentScheme Based on VDITechnology-----Taking the Implementation of VDI at Tibet University as an ExamplePubu Danzeng,Suolang Ciren,Nima Zhaxi,Renqing Nuobu(School of Information Science and Technology, Tibet University, Lhasa Tibet 850000, China) Abstract: This paper first introduces the background knowledge of desktop cloud, describes the technology and protocol of mainstream desktop cloud platform, and then according to the current situation of public computer room of Tibet University using VDI desktop cloud platform, designs the multi server architecture and scheduling, and designs a highly available scheduling strategy for the single point of failure of the central node of the cloud platform, and realizes the implementation of the master ha scheduling scheme Face virtualization. After testing, it is found that desktop cloud has achieved the expected results in performance and stability testing.Keywords:VDI desktop cloud; adjustment scheme; the master control HA〇引言教育信息化经过多年的飞速发展,高校数字化校园建设 日趋完善,但校园实训室IT基础设施仍以各种型号的计算机 为主,但随着校园实训室IT基础设施的复杂性越来越高,继 续沿用10年前的P C架构已无法很好地满足学校对设备管理 和使用的敏捷性要求。
OpenStack存储架构三种流派解读

在UnitedStack组织的存储技术研讨会上,三位来自于UnitedStack、IBM和HP的存储专家分别就UnitedStack文件共享服务、IBM 弹性存储和HP Helion VSA进行了深入解读,详细阐述了OpenStack Manila和Ceph、GPFS到弹性存储的演进、VSA和Helion的结合等技术。
这也可以说是目前市场上云环境下存储架构的经典流派解读。
UnitedStack:如何在OpenStack平台实现文件共享服务?第一位嘉宾的是来自于UnitedStack的资深存储工程师孟圣智,他主要讲述了UnitedStack明年将会重磅推出的文件共享服务。
文件共享服务是企业存储的刚性需求。
根据IDC 2012数据,65%的数据存储是以文件的形态存在的,大量传统应用需要使用文件系统作为存储媒介。
现在大量企业应用往云平台上迁移,自然对传统NAS服务在虚拟化环境下的实现有强烈的需求,那么在OpenStack平台上,如何实现文件共享服务呢?目前,由NetAPP和Mirantis主导的Manila项目越来越受到OpenStack用户的关注,Manila提供了安全的多租户的文件共享服务,现在支持NFS和CIFS,在OpenStackJuno版中已经有了稳定分支。
Manila的核心概念有:共享目录、ACL、共享网络、快照、后端驱动。
目前支持的后端驱动有GPFS、GlusterFS、EMCVNX等。
在云平台上,所有服务必须要考虑多租户资源隔离,目前Manila 的多租户资源隔离依赖于Neutron的私有网络隔离。
Manila的通用驱动的方式是通过Nova创建一台虚拟机(Service VM),通过Cinder创建一个Volume,并挂载到Service VM上。
Service VM格式化这个Volume,用它作为共享目录,对外提供NFS/CIFS共享服务。
相对于块存储,Manila面临的问题更多。
Linux应用程序移植到VxWorks的方法研究

技术应用TECHNOLOGY AND MARKETV—28,No.2,2720 Linux应用程序移植到VxWor/s的方法研究侯波,黄众,覃事东(中车株洲电力机车有限公司,湖南 株洲612602)摘要:介绍了linux应用程序移植到VxWor/s操作系统的方法。
并通过具体的SFTP客户端移植,说明了此方法可行。
关键词:VxWor/s;SFTP;程序移植ResearcC on Applicction mipretion from Linux ta VxWorkpHOU Bo,HUANG Zhong,QIN SSidong(CRRC Zhiizh—Locomotive Co..Lth..Zhiizhon412002,Chma)Abstroci:This ar/me intropuccs thc method oO porting Linux anpUca/ods to thc VxWor/s operating system。
And thc miaration oO syeciVc SFTP clieni shows that this method is feasidle.Key worOt:VxWor/s;SFTP;Program miara/oddol:12.3060/j.imn.1906-8554.0021.02.0370引言程序移植是很早就被提岀的概念,其目的是将程序转移到不同的环境下运行。
采用程序移植的方法,可以极大降低开发成本和周期。
对平台的差异性分析是进行跨平台移植的前提,然后通过操作系统函数替代、模块再设计技术等方案来实现程序的跨平台移植。
由于VxWxks与Linux构架的巨大差异,导致移植过程中存在很多困难,对于VxWorks与Linux之间的差异以及VxWorks程序移植到Linux,在国内外已经有很多研究。
但将Linux程序移植到VxWorks的研究比较少。
本文将SFTP协议客户端代码移植到VxWorks作为实际案例,讲述移植应用程序的方法。
TurboLinux云操作系统
Copyright © 2011 Turbolinux,Inc26Biblioteka 构建公有云和私有云解决方案
GREAT TURBO CLOUD操作系统特性
Copyright © 2011 Turbolinux,Inc
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云操作系统的关键特性
• 稳定性强 集成了业界领先的企业级Linux操作系统GTES12和GreatTurbo HA软件。
Flat DHCP network
VLAN network
Copyright © 2011 Turbolinux,Inc
22
Nova-volume 磁盘卷管理
• Nova-volume 提供类似于 Amazon Web Services EBS (Elastic Block Service)的存储服务 • Nova-volume 提供的是持久存储服务 • Nova-volume 提供的是基于块设备的服务,可创建文件 系统和挂载到虚拟实例上
Copyright © 2011 Turbolinux,Inc
31
OpenStack云管理平台的应用
• 自从2010年推出以来,OpenStack迅速赢得了惠普、英特尔和 戴尔等云计算领域的IT公司的支持。 • OpenStack的核心的计算组件是在美国航天局艾姆斯研究中心 (Ames Research Center)为存储大量空间图片的一个内部云开发 的。
TURBOLINUX云操作系统介绍
Copyright © 2011 Turbolinux,Inc
1
拓林思与万里开源
(国内厂商)
( JP )
控股
控股
北京拓林思软件公司(中外合资)
拓林思与万里开源共享所有产品以及产品著作权
SUSE Linux平台总体介绍
No No No $$$
Symantec VCS No
Proprietary kernel modules Yes
VMware ESX server, protects apps in guests
No No (extra charged)
SLE 11 SLE 10
RHEL6 RHEL5
SUSE® Linux Enterprise
最可靠 Linux
通过电信级 Linux 认证- CGL4.0: 符合 99.999% 稳定性业务需求
• 最少平均非计划停机时间
• 最短平均打 Patch 时间
( 计划停机 )
MINUTES PER YEAR MINUTES PER SERVER
Mar '12
May'12
Sep'12
Dec '12
Mar '11
Jun '11
Sep '11
Dec '11
Mar '12
June'12
Sep'12
Dec '12
2013 年 6 月最新数据:
SLES 13500+ apps vs. RHEL 7500+ apps
SLES – SUSE Linux Enterprise Server RHEL – Redhat Enterprise Linux
为云而生
23
最佳互操作系统
SUSE® Linux Enterprise – Open Build Service
1 份代码 5 种硬件架构
企业级云服务平台建设与应用推广方案研究报告
企业级云服务平台建设与应用推广方案研究报告第一章引言 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的与意义 (2)1.3 研究方法与框架 (3)第二章云服务平台建设现状分析 (3)2.1 国内外云服务平台发展概述 (3)2.2 我国企业级云服务平台建设现状 (3)2.3 企业级云服务平台面临的挑战与机遇 (4)第三章云服务平台技术架构与选型 (4)3.1 技术架构概述 (4)3.2 关键技术选型 (5)3.3 技术创新与优化 (5)第四章企业级云服务平台建设策略 (6)4.1 建设目标与规划 (6)4.2 建设步骤与实施 (6)4.3 建设过程中的风险管理 (7)第五章云服务平台的运营管理 (7)5.1 运营模式与策略 (7)5.2 运营团队建设与培训 (8)5.3 运营监测与优化 (8)第六章云服务平台安全与合规 (9)6.1 安全体系设计 (9)6.1.1 安全策略制定 (9)6.1.2 安全架构设计 (9)6.1.3 安全运维管理 (9)6.2 数据保护与隐私合规 (9)6.2.1 数据保护策略 (9)6.2.2 隐私合规 (10)6.3 法律法规与行业标准 (10)6.3.1 法律法规遵循 (10)6.3.2 行业标准遵循 (10)第七章企业级云服务平台应用场景 (11)7.1 业务流程优化 (11)7.2 数据分析与决策支持 (11)7.3 行业解决方案 (11)第八章云服务平台推广策略 (12)8.1 市场调研与需求分析 (12)8.2 推广渠道与策略 (12)8.3 推广效果评估与优化 (13)第九章云服务平台建设与应用案例 (13)9.1 成功案例解析 (13)9.1.1 某知名企业云服务平台建设案例 (13)9.2 经验总结与启示 (14)9.3 案例在行业中的应用前景 (14)第十章总结与展望 (15)10.1 研究结论 (15)10.2 研究局限与未来展望 (15)10.2.1 研究局限 (15)10.2.2 未来展望 (16)第一章引言1.1 研究背景信息技术的飞速发展,云计算作为新一代信息技术的重要方向,已逐渐成为推动我国经济转型升级的重要力量。
云服务平台搭建方案
云服务平台搭建方案云服务平台是一种基于云计算技术的服务平台,可以提供灵活、可扩展和可靠的计算资源、存储资源和应用程序等服务。
搭建一个云服务平台需要考虑多方面的因素,下面是一个搭建云服务平台的方案。
1. 架构设计:- 选择适合的云计算架构,如公有云、私有云或混合云等;- 设计云平台的网络架构,包括网络拓扑、子网规划和IP地址分配等;- 选择适当的虚拟化技术,如KVM、VMware或Hyper-V等;- 设计存储架构,包括数据存储和备份策略。
2. 基础设施:- 购买适当的硬件设备,如服务器、存储设备和网络设备等;- 安装和配置操作系统,如Linux或Windows Server等;- 部署虚拟化平台,如OpenStack或VMware vSphere等;- 配置网络设备,包括交换机、路由器和防火墙等。
3. 管理和监控:- 配置云平台管理工具,如OpenStack Dashboard 或VMware vCenter等;- 设置用户权限和资源配额,实现资源的管理和调度;- 配置监控系统,实时监控云服务平台的运行状态,包括硬件、网络和虚拟资源的监控;- 配置日志管理系统,记录操作日志和事件日志,方便故障排除和审计。
4. 安全和容灾:- 配置安全防护策略,包括防火墙、入侵检测和反病毒等;- 设置安全访问控制,实现用户认证和授权;- 配置数据备份和恢复策略,定期备份重要数据,并测试恢复能力;- 配置容错和灾备机制,保证云服务平台的高可用性和可靠性。
5. 应用和服务:- 配置云应用框架,如容器平台和PaaS平台等;- 配置云服务管理平台,实现云服务的注册、部署和管理;- 提供标准的云服务模板和API,方便用户进行开发和部署;- 提供服务目录和市场,让用户可以方便选择和购买云服务。
6. 扩展和优化:- 根据需求进行容量规划,适时扩展硬件资源和网络带宽;- 进行性能优化,调整虚拟化参数和网络配置,提升云服务平台的性能;- 进行资源管理和调度优化,实现资源的动态分配和负载均衡;- 定期进行系统更新和升级,修复漏洞和强化安全性。
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Linux平台存储架构与应用方案研究
摘要本文先探讨了存储架构问题,又对应用领域的拓宽进行了分析,提出了
三种解决的方案。
关键词Linux平台;存储优势;存储架构
Linux具有较多的功能,它的主要功能主要是它可以比较灵活地对截然不同
的使用模式给予一定的支持。这里的Linux还有一个最重要的特点就是可以给存
储领域一定的促进作用。对于Linux及其存储一般情况下主要是表现为直接的附
加存储或者是比较新的文件系统,但是在存储及Linux中,还有比所我们实际了
解的还要多很多的东西。Linux中的元素具有一定的稳定性且比较高端。本文主
要从以下几个方面进行了探讨。
1存储架构
把存储问题与Linux平台相连主要是通过整体进行存储架构的重要问题。对
它的存储架构主要表现为以下三种情况,这三种情况主要包括了大部分的模型:
直接附加的存储(Direct-attached storage,DAS);关于存储区域的相关网络
(Storage area networks,SAN);对网络进行附加的存储(Network-attached
storage,NAS)。但是,Linux支持以上这三种模型,并且随着这些模型的部分变
更而不断地发展变化。
1.1直接附加存储
Linux可以对种类繁多的DAS界面给予一定的支持,这主要包括了并行高
级技术附件(Advanced Technology Attachment,ATA)的某些旧标准—电子集成
驱动器[IDE](Integrated Drive Electronics[IDE])/ATA—并行SCSI以及最受人们
欢迎的光纤通道(Fibre Channel),再加上新的存储界面。
1.2存储区域网络介绍
SAN主要是负责对块级存储合并的提供,可以通过服务器对其实现共享。
存储在服务器的显示中主要表现为一种本地的的情况,它的端点存储设备能够给
客户端设备提供情相关的附加服务,比如备份与复制。
SAN的协议及界面具有一定的广泛性与多样性。我们可以通过Linux典型
的SAN协议进行设置,比如对光纤通道堇者是对其IP进行扩展等。
1.3网络附加存储
现就是以上架构中的NAS,它是对网络进行了存储合并,合不同类型的客
户端在不同的文件级别中进行的访问。在Linux中完全支持的比较流行的两种协
议主要是网络文件系统(Network File System,NFS)以及服务器消息块/通用互
联网文件系统。
2应用领域的拓宽
关于存储方面,一定要努力实现跨平台方面的应用问题。各家存储厂商也不
断地对Unix、Windows操作平台给予广泛的支持,相对于Linux来说,它更表
现出比较强烈的兴趣。存储系统一定要达到它的高可靠性,尽量地减少宕机,努
力地避免恶意的攻击,不断地提高效率,这些也是Linux所具备的所有优势之一。
比如,在IBM、Oralce等数据库的部分功能或者是对那种直接嵌入到Linux操作
系统中的数据,它的运行效率是比较高的。因为Linux本身存在着灵活性及开放
性的特点,使它能够与不同的应用软件、存储硬件进行“无缝”的结合,用以实现
量身订制。
3方案研究
3.1保证系统的高可用性
现代企业主要是对计算机系统所提供的相关电子信息存在着一定的依赖性,
所以,有关数据信息的安全性及实时性不断地在各个行业引起高度的重视,系统
的容错能力不断地被广大用户所了解。其中的SureSave HA容错软件可以为用户
提供了一套可以保证不停顿、可靠性较高的软件。不管是对用户的信息系统还是
对于本地或远程的问题,无论整个系统具有多少个节点,无论它是什么样的操作
平台,SSHA都会提供实时的监控系统、网络资源以及应用的运行问题,它还可
以自动保持自己的可用性,并且通过最低的成本给用户提供零故障的操作环境。
3.2要保证数据的完整性
BrightStor ARCserve Backup for Linux对BrightSto ARCserve的数据保护技术
不断地应用于Linux操作系统中,并且为Linux环境的可靠性提供了相关的数据
保护与解决方案。它不但可以提供比较方便的数据保护,还不断地对多种数据校
验的方法加以运用,能保证灾难性事故出现时,可以尽其所能地保证数据的完整
性以及它的恢复能力。这不但为Linux环境提供了灾难恢复解决的方案,它还可
以把将数据的保护支持进一步地扩展到了Windows、NetWare工作站以及服务器
环境中,为异构计算环境逐步提供情相对比较完整的数据保护。
3.3要保障数据的恢复
TurboHA软件可以保障系统的准确应用,并且具有简单易用、可靠性较高、
性能相对稳定的特点。不过,仅凭借一个HA软件还不能够保障用户的所有问题。
BakBone公司所推出的NetVault备份软件再加上VaultDR灾难恢复子系统,它们
通过与HA软件的配合使用,逐渐形成了系统安全的理想的解决方案。
Linux的存功能领教是相当强大的,它与其它的的软件有一定的兼容性,对
于它在各个领域的应用,可以在存储优势中发挥较大的作用,推动各个领域的不
断发展。
参考文献
[1]李正平,徐超,陈军宁,代广珍.Linux2.6内核设备模型分析[J].计算机技术与
发展,2007,03.
[2] Robert Love,陈莉君,康华,张波(译).Linux内核设计与实现[M].北京:机械
工业出版社,2005.