如何基于国产CPU的云平台构建容器管理平台？

  随着“中兴事件”不断升级，引起了国人对国产自主可控技术的高度关注;本人作为所在单位的运维工程师，也希望能找到一个稳定、能兼容国产CPU的一整套架构方案，来构建IaaS平台和PaaS平台，满足单位对安全自主可控的需求。要基于全国产方式解决公司业务需求至少要在软硬件层面满足，而国内基本都是基于x86解决方案，想找到满足需求的国产化解决方案还是非常困难的事情。但笔者由于一个偶然的机会，接触到了国产的芯片厂商和云计算厂商，并得知他们已经实现了全国产化的云计算平台，笔者也亲自动手体验了安装部署该云计算平台，并在其之上安装部署了容器平台，以下是笔者的分享。

  第一节 基于国产CPU的服务器

  纵观国内能用于商用国产CPU服务器也没几家真实能用的;有的是基于3B1500国产商用28纳米8核处理最高主频达1.5GHz;通过多方查阅相关资料目前性能无法满足云平台需求，而且还不支持虚拟化。

  一个偶然机会参加2018年贵州大数据博览会，参会过程中发现一个有意思的事情，就是在阿里云展台看到国产云平台+国产芯片宣传字样。

  于是上前跟现场的工作人员进行简单的沟通，了解到国产CPU是由华芯通设计开发，这颗芯片内置48颗物理核心，单核心2.6GHz，64Bit、 支持虚拟化!没想到这颗CPU居然支持虚拟化，看来距离我的想法又进一步，起码已经有硬件可以实现了。还了解到目前已经有国产云平台具备商用环境;名字叫ZStack for Alibaba Cloud，据工作人员介绍目前已有业务系统运行在基于华芯通CPU的云平台上，云平台就是ZStack。热心的工作人员带我去华芯通的专柜进行详细参观。

  看到实物那一刻，我发现这个跟x86架构的服务器区别并不大，之前一直以为它是一个类似路由器这样的小盒子。没想到ARM服务器工艺已和x86服务器自造工艺无太大差别。

  第二节 国产云平台

  1、哪些云平台支持国产CPU架构？

  ZStack作为国内为数不多的自研云平台，根据官网信息已发布基于国产CPU架构的版本，那么完全可以实现基于国产CPU架构来构建国产云平台。

  ZStack架构：

  这架构图摘自他们的产品白皮书，从架构上看整个逻辑还是比较清晰，各组件依赖度并不高，不会因为管理控制节点故障而影响业务系统。经过仔细研究ZStack架构发现以下特点：

   全异步架构：异步消息、异步方法、异步HTTP调用

   无状态服务：单次请求不依赖其他请求

   无锁架构：一致性哈希算法。

   进程内微服务：微服务解耦。

  再看看ZStack的功能架构图：

  从图里可以发现，服务之间的交互统一走消息队列，整个拓扑结构不再紧密，实现星状的架构，各服务之间只有消息的交互，服务之间基本独立，添加或者删除某个服务不会影响整个架构(只会失去某些功能)。

  回到文章的主题上，了解到以上信息后，我们决定使用华芯通CPU+ZStack国产化云平台来实现容器平台管理方案敲定后，接下来就是走借测流程。

  通过之前展会联系的华芯通负责人帮忙，在等了2、3个星期之后，机器寄到了单位。

  上图是他们的工程机，但做工已经非常精细，完全不输给主流大厂的X86服务器。接下来先部署云平台，之前提到的ZStack是国产化云计算平台的先行者，核心引擎也是完全开源的，笔者通过ZStack的官方网站(//www.zstack.io/product/enterprise/),下载了他们的iso系统，并根据用户手册的图文教程做了烧录，不得不说，整个文档做的非常清晰，很快就完成了准备工作，下面就按照文档进入安装过程。

  2、安装云平台

  2.1启动ARM服务器，从U盘启动

  通过Console连接看到如下一些信息，这是ARM服务器在进行自检。

  直到出现以下信息：

  按Delete或者ESC建进入BIOS设置。

  2.2 ARM服务器BIOS基本设置

  2.2.1修改时间

  2.2.2快速选择引导设备

  选择引导设备后按回车键，快速引导。

  2.2.3使用基于VNC方式安装ZStack

  当选择引导设备后，将进入启动项选择界面，如下图所示：

  选择using VNC模式进行引导启动;

  选择usingVNC模式引导启动，即可实现通过VNC图形模式进行安装;

  表示启动VNC服务，并自动从DHCP工具获取IP地址同时自动分配默认VNC端口5901;当出现这个界面即可使用VNC viewer客户端进行连接。

  2.2.4安装设置

  A. 选择安装模式

  目前ZStack For ARM有3种安装模式分别对应为：

  •企业版管理节点模式

  • 计算节点模式

  • 专家模式

  可根据实施规划进行选择部署,选择建议：

  ·如果在实施方案中将管理节点独立,则第一次安装时应选择管理节点模式;

  ·如果用承载云主机,则安装模式为计算节点;

  根据实际情况选择好对应的安装模式，然后点击Done按钮;

  B. 配置磁盘分区：

  ·选择磁盘：

  选择用于安装ZStack的系统盘。

  ·配置分区

  ·自动分区。

  下面就分区模式进行说明：

  分区模式有UEFI 模式和Legacy模式两种，应与BIOS设置的引导模式一致。

  ▬ UEFI 模式

  /boot：创建分区 1GB

  /boot/efi：创建分区 500MB

  swap(交换分区)：创建分区 32GB

  /(根分区)：配置剩下容量

  ·网络设置：

  选择需要修改的网卡，点击Configure按钮进行配置;

  设置密码并开始安装：

  各模式安装部署步骤都大同小异，官网可以直接下载用户手册。安装完后的Web UI，非常简洁大方，整个安装过程超级简单，以前一直都是使用OpenStack的，而这回使用ZStack 不到30分钟部署成功，1个小时内3个节点全部部署成功，还顺带初始化了环境。

  安装部署结束后，可以看到还有网络拓扑功能

  安装总结：

  底层硬件是ARM服务器，云平台底层也是基于ARM64位的系统。安装部署超级方便，管理控制层与业务层完全独立，就是说如果管控节点宕掉，根本就不影响业务系统的正常运行，这一点是OpenStack无法实现的。在测试过程中尝试各种断电关机测试，整个平台运行依然不受影响，稳定性非常高。目前在ZStack For ARM 云平台上轻松跑了16个ARM架构的云主机。