【实战】乐视云计算基于OpenStack的IaaS实践

本文作者岳龙广,现在就职于乐视云计算有限公司,负责IaaS部门的工作。

从开始工作就混在开源世界里,在虚拟化方面做过CloudStack/Ovirt开发,现在是做以OpenStack为基础的乐视云平台。所以对虚拟化情有独钟,也对虚拟化/云计算的未来充满了信心。

乐视网的所有服务是跑在乐视云上的,乐视云提供所有的底层支撑,包括IaaS/PaaS/Storage/CDN等等。为了带给用户更好的体验,乐视网的服务到哪,乐视云的底层服务就会跟到哪。

其中虚拟化是必不可少的部分,它的快速提供、按需分配、资源隔离显得特别重要,但我们会遇到什么问题呢?

今天的主要目的是分享我们在OpenStack项目中做的一部分工作,它们解决了内部的一些需求,也是实际经验,希望对大家有所启发。

开始之前 首先感谢肖总、浩宇、victor等朋友给予的大力支持,感谢群友、技术爱好者的围观。

很荣幸有这次机会来与大家做这个分享。

提纲:

  • 1. IaaS Architecture
  • 2. OpenStack Deploy & QOS
  • 3. Multiple Regions
  • 4. LeTV LBaaS
  • 5. DEV

乐视云计算IaaS的基本架构

首先就是介绍一下乐视云计算基础架构,再介绍OpenStack 网络组件的部署,Multiple Regions是什么样子的,更方便于使用的LeTV LBaaS,最后是开发/上线流程。

乐视云计算 IaaS 采用了 OpenStack 和 Ceph 的开源方案,为乐视提供了云主机、虚拟网络、云硬盘和 S3 对象存储。

【实战】乐视云计算基于OpenStack的IaaS实践

我们采用了 Ceph RBD 作为 统一存储,OpenStack使用的Cinder,后端接的是Ceph,Glance也是共享Ceph存储。

我们同时还提供了 S3 对象存储,用作于 CND 源站,存储乐视网的视频以及客户需要分发的资源。

S3 也是全国分布式部署,用户可以就近上传,再推送到北京。

目前乐视云 OpenStack 规模已达 900 个物理节点,对象存储的数据达到数PB。

Neutron Deployment & QOS

【实战】乐视云计算基于OpenStack的IaaS实践

我们 Havana 版本采用了 nova-network 的 FlatDHCP 类型。

Icehouse 版本采用了 Neutron,再做足调研的前提下,我们对 Neutron 做了大量的减法,所用服务仅为 Neutron Server 和 OpenvSwitch Agent,控制节点部署 Neutron Server(with ML2 plugin),计算节点部署 OpenvSwitch Agent。

没有网络节点,因而没有用到DHCP Agent,L3 agent 和 Metadata Agent。 物理网络使用 VLAN 做隔离。由于 Region 数量较多,每个 region 有不同的物理网络(对应ml2_conf 中的 physical_network 字段),可以缓解 VLAN 数量的限制。

私有云环境通过 Config Drive 配置虚拟机网卡和 metadata,Public IP 地址直接配在虚拟机网卡上,走物理路由器。无论是 nova-network 还是 neutron,我们都采用了稳定可靠的网络,由于不存在网络节点的单点问题,因此集群在满足私有云的需求前提下,兼顾了可靠性、稳定性和可扩展性。

优点:简单稳定,性能更好,这也是业务最需要的,线上业务稳定、可用性是最重要的。

缺点:牺牲了灵活性,和物理网络的耦合度高

为了防止某个虚拟机负载过高而影响其它虚拟机或者宿主机,我们做了了 CPU,Network 和 Disk IO 的 QoS,其中 Cpu 的 QoS 采用 cgroup 实现,虚拟机网卡的 QoS 通过 TC 实现。

一开始我们采用了 cgroup 限制 Disk IO,由于 ceph 采用了 Non-host-block,故 cgroup 无法限制基于 ceph 的 Disk IO, 因此我们采用了 qemu io throttling。和 cgroup 相比,qemu io throttling 不仅仅能支持 non-host-block IO,同时限速的效果也更为出色,限速后,虚拟机的 IO 不会有太大抖动。

此外,如果基于 cgroup 的 Disk IO 设置过小,会导致虚拟机删除失败。原因在于 qemu 提交的 Direct IO 必须完成后才能退出,使用过小的磁盘带宽导致此动作需很长时间才能完成,导致 qemu 进程不能及时响应 libvirt 发出的 SIGTERM 和 SIGKILL 信号。

而如果使用 qemu io throttling,则 io 会现在 qemu block layer 中加入 queue,此时 qemu 可以响应 libvirt 发出的信号而退出 。

使用 qemu io throttling 需要需注意的是,当 Xfs 扇区大小为4k时,qemu 以 cache=none 方式启动失败

Multiple Regions

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由于乐视网业务的特殊性,为了让用户有更好的体验,服务会分散部署在全球。

乐视网的视频服务需要 CDN 的支持,对于某些 CDN 节点,特别是国外,需要提供云主机等基础设施服务。我们在国内外部署了有 20 多个集群,每个集群规模大小不一,其中最大的有上百个物理节点,这种需求也是极罕见的。

这些节点既有 Havana 版本,又有 Icehouse 版本。每个集群均维护独自的 Dashboard 和用户信息,这就造成了以下四个问题:

  • 1. 用户租户信息不统一,不同集群的用户信息不一致,对用户使用有很大的影响
  • 2. 访问不同的集群,用户需要登录不同的 IP
  • 3. 运维难度增加
  • 4. 维护 H 和 I 版本的 Keystone 和 Horizon

随着集群数量的不断增加,上述问题将显得越发突出,于是我们采用了 Multi-Region 方案,把这些集群做了统一的管理。

部署方面, Keystone 和 Horizon 全局唯一,其中 Keystone 部署在公网,从而能够被其它服务访问,Horizon 部署在内网,从而能够访问其它集群。这是大概的分布图:

【实战】乐视云计算基于OpenStack的IaaS实践

LeTV LBaaS

LeTV LBaaS,在原生LBaaS基础上做了定制化,为了区分开来,就叫做LeTV LBaaS。

乐视网的服务需要高可用、扩展性。Neutron LBaaS 看起来是个不错的选择,基本框架有了,但是还不能完全满足业务需要。

要想满足业务需要,除了增强已有的接口,还有开发新的功能,比如HaProxy 冗余,本身服务健康检查,以及与LVS整合。

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这是实际业务架构,通过域名解析到LVS,LVS把流量负载到LB机器,在通过LB把流量负载到其他机器,实际提供服务的机器可以横行扩展,不管是虚拟机还是物理机,甚至是容器。

Letv LBaaS 可以轻松满足业务需求,优势如下:

  • 1. 不同业务之间的LB,互不干扰。Haproxy跑在各自的namespace里面
  • 2. Haproxy HA 冗余功能,保证服务的高可用
  • 3. 方便动态增加机器
  • 4. 与LVS整合

DevOps & Community

【实战】乐视云计算基于OpenStack的IaaS实践

开发上线流程,基本和社区一致,是方便、可靠的:

Commit->Review->Auto Testing->Package->Testing->Production

最后总结一点建议:

方案的选取

1. 合适的才是最好的

2. 业务需求优先,稳定性优先

组件的选取

1. 尽量采用主流软件,遇到问题可以快速解决

版本的选取

1. 成熟度与时新并重

虚拟化,虚拟计算,虚拟网络,虚拟存储,我们大多会第一个想到OpenStack,或者由OpenStack带来的这些功能。

其实这些技术是可以独立的,可以完美用到其他方面。让所有的业务都跑在虚拟网络里,为他们提供虚拟资源,并且可以轻而易举的控制调整它们,方便管理整个数据中心,希望我们以后可以探讨更大的话题。

Q&A

1.为什么没有使用swift?

答: switft 我不熟悉,但是ceph 数据分布,性能方面都很不错,crush算法是它的亮点。

2.可否介绍下你们的网络架构 ,以及你们目前架构下对网络的要求

答:总体的架构是标准的neutron架构,但是我们没有部署网络节点,直接使用物理路由器,这适合稳定性高的场景。

3.监控咱们这边是怎么做的,是用社区原生的Celimeter还是自己的监控系统

答:是的ceilometer,做过优化,以及换成influxdb,包括对floatingIP的流量监控。

4.iaas层是否提供了nas接口,视频转码,合成等业务软件访问存储是通过S3 接口还是其他接口呢;

答:没有NAS接口。视频提供了S3和HTTP接口。

5.选Haproxy有什么优势吗?

答:HaProxy 是专注于负载均衡的功能,提供的算法比较丰富,并发性也更好。

6.你提到有的有集群上百个物理节点,部署这些物理节点时候,采用什么方法的?

答:参照问题2。

7.集群把公网线和心跳线用反了有什么后锅,我感觉谁当心跳谁当公网,没什么大不了,求解

答:你说的心跳线是指什么? 公网是收费的,大家不希望浪费购买的带宽,所有不稳定的因素多。 内网做心跳更好,心跳实时性要求高。

8.交换机上的VLAN全手动配置?交换机也手动配置与虚拟机TC相对应的QoS?

答:是的,这个地方的QOS 主要是限速。

9.高可用如何保证

答:DNS负载均衡 和 LVS 高可用,共同保证总的高可用。

10.那db性能怎么解决?

答:一般没问题,如果ceilometer 采样频繁,vm多的话,撑不住。我们现在是influxdb,已经对采样频率和采样的内容进行裁剪。

11.对于些开发能力小的公司来说,使用上openstack不?openstack在虚拟机的基础上做了资源管理,目的是充分利用资源吧?cpu方面的分配很好理解,IO能调配不?有一些场景是,部分机器io很闲,部分IO很忙,可以调整利充分用上?乐视的定制版在这方面有改进呢?

答:如果没有太多需求,可以用virt-manager,直接管理。 openstack 还是比较复杂的。但是虚拟化可以大量节省成本io就是限制读写磁盘的速率iops 或者带宽 ,qemu 自身可以限制。

12.公网络这块,这接把pub ip配置到容器,那平台的防火墙策略在哪一层做限制?

答:外层防火墙,一般是3,4层. 是否控制 7层,我不能确定。

13.二次开发主要是改了哪些地方

答:社区有我们提交的代码。

14.底层操作系统是啥?rehl6,7? or ubuntu?

答:centos6.5~。

15.上线往各个节点推送文件,是用什么推的呢

答:是puppet。

16.LVS是什么?会有单点问题吗?

答:LVS 是linux virtual server, 没有单点故障,参见问题9。

17.会有一个业务几个region都有vm,需要互通吗?

答:部署在几个region 是为了高可用性。 大家都会访问同一个数据库。

18.请问平均一个节点多少虚机?

答:为了保证业务,我们的配比 比较低。没有超过1:10. 主要看业务和重要程度。

19.每次版本更新需要多长时间,什么范围内更新呢?

答:我们现在是长期维护一个稳定版本。

20.在问个成本问题,是用的整理柜服务器还是定制的服务器,一个机柜装几台?

答:不好意思,这个问题,我回答不了你,抱歉。

21.华为分布式存储要求各个机器硬盘配置一样,ceph有这个要求吗?

答:没有强制要求,ceph 可以设置机器的权重。

22.keystone,horizon全局唯一,是放在一个region里面还是怎么做冗余的?

答:主要做好数据库冗余就好,前端部署LB,提供 高可用和并发。

23.想问下硬件资源cpu,mem,storage的超配比,是怎么调配的

答:这个要根据自己的策略来定,看你的flavor,超配等。

24.请问是否有对云主机安装agent用做监控来收集信息

答:一般不需要,这个地方只是为了取内存数据。

25. ceph稳定性如何?性能和san或者nas做过对比测试吗?

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