一年之前，Gartner公司曾經(jīng)將OpenStack定義為一個“科學(xué)項目”。然而在與國家計算基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)會的Andrew Howard進行溝通時，他結(jié)合澳大利亞規(guī)模最大的OpenStack部署方案給出了不同觀點。
在這座占地面積900平方米的數(shù)據(jù)中心內(nèi)承載著30PB數(shù)據(jù)，且利用AARnet作為組成部分接入NECTAR。Howard在采訪中表示，NCI以O(shè)penStack為基礎(chǔ)的軟件定義網(wǎng)絡(luò)改變了研究人員們的固有思維方式。
十年之前，他指出，大多數(shù)研究人員都選擇使用一臺高端PC并希望其中提供充裕的磁盤空間來運行各類應(yīng)用。如果將其中一部分參數(shù)集交由IT部門來打理，那么恐怕沒有任何一套技術(shù)支持體系能夠順利接管。
然而時至今日，Howard表示，“大家可以運行自己的計算任務(wù)并將數(shù)據(jù)存儲在國家級設(shè)施當(dāng)中。如今可供支配的計算資源較本地環(huán)境更為豐富，我們也能夠把處理結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)傳回設(shè)施內(nèi)部。”
“它改變了資源的消費方式，也讓研究人員擁有了超越部門甚至是高校級別的資源支配能力。由于項目本身是由聯(lián)邦政府贊助的，因此幾乎任何其它組織都無法在規(guī)模上與之比肩。”
作為澳大利亞早期互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃的參與者之一，Howard亦投身于OpenFlow早期開發(fā)并在NCI考慮使用OpenStack之后拿出三年半時間進行研究，因此他對于OpenStack如今的表現(xiàn)有著相當(dāng)深入的理解。
相較于基于TCP/IP的路由機制——大家可以將其理解成世界上最原始的“SDN”——SDN的核心實質(zhì)在于“對數(shù)據(jù)流進行進一步細(xì)分處理”，Howard解釋道。
這對于NCI當(dāng)然是一件大事，因為其科學(xué)高性能計算體系專門面向規(guī)模龐大但周期相對較短的數(shù)據(jù)流、大量用戶以及遍布全國的基礎(chǔ)設(shè)施。
大科學(xué)，大網(wǎng)絡(luò)
在舊有模式當(dāng)中，“遠(yuǎn)程”機制是指用戶能夠以登錄方式通過網(wǎng)絡(luò)訪問與自身所在位置相距甚遠(yuǎn)的集中資源。現(xiàn)在，需要對CERN數(shù)據(jù)（或者天文數(shù)據(jù)）進行處理的研究人員希望能夠從來源處獲取數(shù)據(jù)，將其移動至應(yīng)用當(dāng)中，運行該款應(yīng)用，獲取結(jié)果并共享結(jié)果等等。
“為了實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商用化，供應(yīng)商需要提供低成本交換機，同時將其全部集成至單一SDN控制面板當(dāng)中，從而實際成本節(jié)約，”他表示，但在NCI看來，SDN的重要性已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上述作法帶來的復(fù)雜難題。
“對于我們來說，真正的成本優(yōu)勢在于能夠跨越多套國家級設(shè)施實現(xiàn)靈活性目標(biāo)。”
SDN控制面板的存在，意味著NCI的用戶們不再需要以某種方式借助電信運營商的力量，他表示：“我們可以為研究人員建立復(fù)雜的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，其負(fù)責(zé)以透明方式跨AARnet實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，而無需觸及運營商控制面板。”
AARnet對SDN功能的支持能力非常重要，因為研究人員所使用的網(wǎng)絡(luò)容量將直接轉(zhuǎn)化為應(yīng)用程序功能——這種關(guān)系與上世紀(jì)九十年代的方案非常相似：“十五年之前，那時候人們還在使用ISDN PRI或者ATM（即初級速率接口與異步傳輸模式）。大家可以撥號上網(wǎng)并直接使用資源。”
“事實證明，這確定是一種極具成本效益的軟件實現(xiàn)方式。”
如今的體系構(gòu)建工作再次回歸十年前的思路，“大部分資源由云環(huán)境提供”，而OpenStack則在NCI用于承載工作負(fù)載的虛擬機體系的升級工作當(dāng)中起到舉足輕重的作用。
軟件堆棧“仍需要時間以達(dá)到成熟”，Howard告訴我們，但OpenStack未來三年的定期升級規(guī)劃已經(jīng)讓NCI方面有信心將其引入生產(chǎn)環(huán)境，而Rackspace等廠商也在配合推出相關(guān)方案——這一切都讓OpenStack已經(jīng)不再僅僅屬于實驗室環(huán)境下的“科學(xué)項目”。
盡管如此，Howard指出：“這是一整套復(fù)雜的軟件集合，需要想辦法將其整合起來。”雖然大家“無法在車庫中實現(xiàn)集成并立即將其投入生產(chǎn)環(huán)境”，但先以小規(guī)模方式安裝并摸索無疑是了解OpenStack的最佳途徑，他建議稱。
而對于用戶來說，由技能積累帶來的收益也顯而易見。“無論具體使用哪種虛擬化平臺，這些技能都可以稍加調(diào)整即運用于VMware等各類平臺之上。”
相較于那些令人頭痛的高難度環(huán)境，Howard強調(diào)稱，NCI發(fā)現(xiàn)OpenStack一直在“致力于平衡可用功能、簡化功能優(yōu)勢的具體實現(xiàn)方式以及有效培訓(xùn)研究人員運用環(huán)境優(yōu)勢”。
為了盡可能降低研究人員的上手難度，大量指標(biāo)被納入儀表板以供他們隨時查看。
“最典型的實例就是虛擬基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)平臺——這是一套標(biāo)準(zhǔn)的OpenStack平臺，用戶可以借此啟動虛擬機并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建應(yīng)用程序。”
此外還有更多進階用例，例如跨越多套設(shè)施或機構(gòu)創(chuàng)建虛擬實驗體系。在各虛擬實驗室中，OpenStack能夠?qū)崿F(xiàn)多種彈性工作負(fù)載，例如在支持NCI高性能計算服務(wù)的同時運行后處理虛擬化機制。
“研究人員能夠登錄至門戶站點，將數(shù)據(jù)拖拽至/出其設(shè)施，點擊對話框并運行工作負(fù)載。我們則負(fù)責(zé)完成配置工作——我認(rèn)為這絕對是種與眾不同的實現(xiàn)方式。”
“我們能夠支持大規(guī)模數(shù)據(jù)流：作為國家級科學(xué)樞紐，我們負(fù)責(zé)處理來自SKA、CERN、Copernicus以及地球傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)——其數(shù)據(jù)總量無疑極為龐大。”
“因此，我們能否取得成功完全依靠網(wǎng)絡(luò)體系的表現(xiàn)。對于用戶來說，我們需要為其提供真正穩(wěn)定且值得信賴的高性能資源。”
