架构演进推升应用交付性能

企业动态
随着多核CPU大势的到来,ADC产品架构也发生了剧烈的“核”变——目前绝大部分ADC产品都逐步采用了多核多CPU架构。由于CPU资源充足,交换路由无论在硬件还是软件处理上都已不是问题。如何充分发挥硬件架构的性能,软件操作系统的选择变得至关重要。最核心之处就是多CPU之间是否存在IPC(处理器间通信),即采用独享内存还是共享内存。

时光荏苒,应用交付(ADC)产品已问世十余载,其系统架构也随着技术变革多次更新换代。追溯最早的架构之争应属于Foundry、Alteon、Arrowpoint时代,三家公司均采用了交换机架构。虽然内部处理技术有所不同,但其关键在于ADC产品如何提升4-7层处理性能。之后,以F5为代表的PC架构和上述三家交换机架构两个阵营保持了较长阶段的对峙。其间,Netscaler(Citrix)加入了PC架构阵营,Radware加入了交换机阵营。从表面上看,似乎交换机阵营处于优势。实际上,使用Unix或Linux的PC阵营更加灵活多变。***还是用户需求起了决定作用,PC阵营尽管在性能方面处于劣势,但凭借应用灵活性却占了上风。

  ADC“核”变

 随着多核CPU大势的到来,ADC产品架构也发生了剧烈的“核”变——目前绝大部分ADC产品都逐步采用了多核多CPU架构。由于CPU资源充足,交换路由无论在硬件还是软件处理上都已不是问题。如何充分发挥硬件架构的性能,软件操作系统的选择变得至关重要。最核心之处就是多CPU之间是否存在IPC(处理器间通信),即采用独享内存还是共享内存。

  所谓独享内存,是指每个处理器有专用的内存并对之进行控制,独自处理内存上的数据,然后通过处理器间通信(IPC)机制来交换共享数据。

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  这显然会带来以下弊端:

  - 产生CPU资源额外消耗,且核数量越多IPC开销越大,通讯间隔越短开销越大。

  - 内存使用效率低,每个核需2-4G内存,以致动辄就要用上16G甚至32G内存资源。

  - 数据准确性。对于连接限制、连接速率限制、最少连接策略等特性,IPC带来的误差可能导致策略完全失效。

  - 性能降级,对于一些涉及全局变量和哈希会话保持表的应用,不得不降级为单核处理(1/8性能乃至更低)。

  共享内存,则是指所有处理器都可以访问相同的内存,并可以不考虑物理位置直接访问内存。由于任意 CPU 都可以直接访问所有内存,而不需要进行IPC,且消除了内存复制,就不会造成额外相关消耗而影响性能。

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  从上面的对比不难看出,共享内存架构只需要保留一份数据,没有数据一致性和IPC的问题,显然是***方案。但在实际应用中很多ADC厂商依然没有采用共享内存。这是因为共享内存***的技术难点在于如何解决CPU间锁的问题。

  ACOS — 高效的多核架构

  A10 Networks早在2007年已攻破了这一技术难关,实现“零锁定”,推出了ACOS高级核心操作系统。ACOS采用多核多CPU+共享内存的架构,对“高速共享内存架构(SMA)”和“灵活的流量加速器(FTA)”两大创新技术进行整合,并利用平行处理超级计算技术,***限度地发挥了多核并行处理构架的效用,避免了传统设计中产生的消耗。这不仅消除了传统设计带来的瓶颈,而且满足了随多核CPU架构增加呈现的线性性能扩展的需求。当面临多应用的大流量访问时,设备可以保持各个CPU占用率非常均衡,且每台服务器的并发连接数也非常均衡。

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  正是凭借ACOS,A10 Networks在1U空间的机箱内不断刷新着自己的性能记录,实现了高达160Gbps吞吐量及高达2.56亿的并发连接数。在云数据中心高密度的大趋势下,单位空间单位功耗下***化性能是用户实实在在的需求。以同等的硬件实现更高的性能和效率,让客户从他们的资本投资中收获更多价值,这正是ACOS的优势所在。

  不难看出,随着技术的快速演进,市场需求的选择,ADC厂商将面临更多的挑战。他们不仅要应对越来越高的性能要求,还要让方案保持足够的灵活性,顺势而行,适应多核时代的挑战,才能从容面对“核”变的强烈冲击。

责任编辑:鸢玮 来源: ADC
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