ZStack 使用英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存優(yōu)化自動化測試平臺 顯著降低基礎(chǔ)設(shè)施成本

　　“英特爾革命性的英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存解決方案不僅為ZStack 節(jié)省了大量的研發(fā)生產(chǎn)運維開支，以更低的成本提供了更多的內(nèi)存資源和更多的云主機實例，加速了產(chǎn)品的開發(fā)測試，產(chǎn)品能夠以更快的速度迭代，同時英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存解決方案本身也可以作為方案輸出到我們的客戶，為產(chǎn)品的輸出形態(tài)提供了更大的空間和可能。”

　　何 爽

　　ZStack產(chǎn)品測試部總經(jīng)理

　　為了提升資源調(diào)度的敏捷性、降低開發(fā)周期，并控制總體擁有成本 (TCO)，企業(yè)的開發(fā)測試負(fù)載正在逐步向云平臺遷移。但與此同時，大規(guī)模自動化測試用例會顯著加大 CPU和內(nèi)存等資源的消耗。這也意味著云服務(wù)提供商往往需要在大規(guī)模內(nèi)存池的構(gòu)建上耗費大量成本，尋找更加經(jīng)濟的內(nèi)存解決方案因此成為重要發(fā)展方向。

　　作為一家自主創(chuàng)新、專注產(chǎn)品化的云計算公司，ZStack(云軸科技)依托ZStack Cloud虛擬化技術(shù)，搭建了 ZStack DevOps 自動化測試平臺。該平臺將服務(wù)資源池化，能夠充分利用硬件資源，支持按需分配和彈性計算;并依靠嵌套虛擬化編排構(gòu)建模擬各種硬件場景，實現(xiàn)了大規(guī)模的自動化測試用例集的執(zhí)行，支持多種IT基礎(chǔ)架構(gòu)的管理與自動化交付。

　　為了進(jìn)一步優(yōu)化 ZStack DevOps 自動化測試平臺的經(jīng)濟性，提供更低成本的內(nèi)存池建設(shè)選項，ZStack與英特爾合作，采用英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存替代高成本的 DRAM 內(nèi)存，在多節(jié)點測試中實現(xiàn)了最高達(dá) 53% 的成本節(jié)約1，將每節(jié)點的虛擬內(nèi)存系統(tǒng) (VMs) 實例數(shù)量提升了33%2，證明了英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存在大規(guī)模內(nèi)存集應(yīng)用中的巨大優(yōu)勢。

　　背景與挑戰(zhàn)：

　　大規(guī)模自動化測試的內(nèi)存瓶頸

　　伴隨著企業(yè)業(yè)務(wù)和服務(wù)的拓展，IT環(huán)境對資源規(guī)模、運維管理水平和應(yīng)用交付速度都有進(jìn)一步提升的迫切需求。傳統(tǒng)的開發(fā)測試虛擬化平臺遇到諸多挑戰(zhàn)，如IT 資源無法統(tǒng)一調(diào)度，缺乏對IT 資源生命周期的有效管理;無法有效制約IT 資源利用率低下及成本難以量化的問題;環(huán)境部署依賴手動安裝，耗時費力易出錯導(dǎo)致交付過程長;系統(tǒng)維護(hù)升級窗口時間長，高可用實現(xiàn)成本高;無法按需進(jìn)行IT資源配額管理等。

　　在此背景下，基于DevOps云平臺的自動化測試方案得到了快速應(yīng)用。該方案不僅能夠通過DevOps 集成的自動化工具的應(yīng)用，更經(jīng)濟地驗證軟件質(zhì)量，縮短項目周期，減少修復(fù)缺陷成本，還能夠通過云平臺屏蔽底層異構(gòu)硬件和虛擬化軟件的復(fù)雜性，實現(xiàn)多種IT基礎(chǔ)架構(gòu)的管理與自動化交付。

　　ZStack DevOps自動化測試平臺依靠嵌套虛擬化編排構(gòu)建模擬各種硬件場景，實現(xiàn)大規(guī)模的自動化測試用例集的執(zhí)行。由于整個集合的測試用例規(guī)模在幾萬個，運行所需要消耗的硬件資源非常龐大，通常需要40臺服務(wù)器同時運行10小時才能完成一個周期的測試，測試周期會由于硬件資源的限制而變得非常長。

　　在DevOps自動化測試平臺中，內(nèi)存是非常重要的資源，大量測試用例平均需要分配 GB 級別的內(nèi)存。當(dāng)測試用例規(guī)模達(dá)到上萬的時候，所需要的內(nèi)存池容量將是海量的，這無疑會帶來巨大的TCO壓力，也會成為擴展測試規(guī)模和升測試速度的重要瓶頸。

　　在相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，ZStack都使用的是DRAM內(nèi)存來搭建內(nèi)存池，但是這種方式卻存在如下挑戰(zhàn)：

　　DRAM內(nèi)存價格較高，考慮到單個服務(wù)器節(jié)點部署的內(nèi)存常常高達(dá)1TB，因此內(nèi)存成本成為服務(wù)器總體成本的重要組成部分。

　　當(dāng)前，DRAM內(nèi)存容量普遍低于32GB，少量64GB內(nèi)存的價格居高不下，受限于單個服務(wù)器節(jié)點中的內(nèi)存插槽數(shù)量，企業(yè)難以進(jìn)一步提升服務(wù)器中的內(nèi)存總量。

　　為了獲得更大的內(nèi)存池，企業(yè)不得不將重點放在增加服務(wù)器節(jié)點上，這會帶來額外的服務(wù)器采購、空間、運維等方面的成本。

　　解決方案：

　　使用英特爾®傲騰™持久內(nèi)存替換 DRAM 內(nèi)存

　　為了在 ZStack DevOps自動化測試平臺中尋求更加經(jīng)濟的內(nèi)存解決方案，ZStack與英特爾合作，使用英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存替換服務(wù)器中部署的部分 DRAM 內(nèi)存。

　　英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存提供了行業(yè)領(lǐng)先的高吞吐率、低延時、高服務(wù)質(zhì)量和超高耐用性，可以提供接近內(nèi)存的延遲，并支持高速緩存和超快存儲，能夠有效對應(yīng)用進(jìn)行加速。英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存的單設(shè)備最大容量達(dá)到512GB，遠(yuǎn)超DRAM內(nèi)存的128GB，從而可以支持單臺服務(wù)器輕松實現(xiàn)更大的內(nèi)存總量。與此同時，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存的單位容量價格要遠(yuǎn)低于DRAM內(nèi)存，這些特性使得ZStack能夠以更低的成本構(gòu)建容量更高的內(nèi)存池。

　　英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存提供了兩種不同的操作模式：內(nèi)存模式 (Memory Mode) 和應(yīng)用直接訪問模式 (App Direct Mode)。在內(nèi)存模式中，它與普通的易失性(非持久性)系統(tǒng)存儲器完全一樣，但成本更低，能在保持系統(tǒng)預(yù)算的同時實現(xiàn)更高容量。在應(yīng)用直接訪問模式下，應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)會有兩種可用的內(nèi)存，系統(tǒng)將決定是從DRAM還是英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存中寫入或讀取數(shù)據(jù)，在此模式下，即使系統(tǒng)關(guān)閉電源，數(shù)據(jù)仍保留在內(nèi)存中。在自動化測試實例中，ZStack使用了英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存的內(nèi)存模式。

　　為了驗證英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存所帶來的成本節(jié)約效果，ZStack與英特爾分別針對單節(jié)點與6節(jié)點進(jìn)行了測試。該測試系統(tǒng)的架構(gòu)如圖 1 所示，底層資源是包含各種服務(wù)器的硬件資源池，包含云主機資源池1000+，裸金屬資源池200+;通過ZStack底層軟件接口，ZStack的測試調(diào)度管理平臺可以很好的對底層硬件各資源池進(jìn)行調(diào)度。測試平臺負(fù)責(zé)測試ZStack產(chǎn)品線，ZStack Mini產(chǎn)品線，ZStack多云管理等產(chǎn)品線，是 ZStack產(chǎn)品上市前質(zhì)量保證基礎(chǔ)。

　　圖1：測試系統(tǒng)架構(gòu)

　　單節(jié)點的測試配置如表 1 所示：

　　表 1：單節(jié)點測試配置

　　3種配置的單個測試實例成本 (Testing VMs/$) 數(shù)據(jù)如圖 2 所示，相比DRAM方案，在性能相近的情況下，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存方案能夠?qū)⒊杀窘档透哌_(dá)35%。

　　圖2：英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存/ DRAM 方案成本對比(單節(jié)點)

　　隨后，雙方還進(jìn)行了6個節(jié)點的測試，測試配置如表 2 所示。

　　表2：6節(jié)點測試配置

　　測試數(shù)據(jù)如圖3 所示，在2小時內(nèi)，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存方案能夠運行192個VM 實例3，比DRAM方案提升了高達(dá)33%。兩種配置的單個測試實例成本(Testing VMs/$) 對比如圖4所示，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存方案比DRAM方案的成本降幅高達(dá) 53%4。

　　圖3：英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存/ DRAM 方案 VM實例對比(6節(jié)點)

　　圖4：英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存/ DRAM 方案成本對比(6節(jié)點)

　　兩輪測試數(shù)據(jù)顯示，在ZStack DevOps自動化測試平臺的測試實例中，通過將DRAM 內(nèi)存替換為英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存，能夠?qū)崿F(xiàn)非常明顯的性能提升與成本降低效果：

　　英特爾®傲騰™ 持久內(nèi)存的每容量成本顯著低于DRAM內(nèi)存，而且在性能上較為接近，在內(nèi)存容量密集型應(yīng)用中有著非常巨大的應(yīng)用潛力。

　　與DRAM內(nèi)存相比，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存能夠在單個服務(wù)器節(jié)點擴展更大的內(nèi)存集，可幫助用戶降低服務(wù)器節(jié)點的規(guī)模，進(jìn)一步控制TCO。

　　英特爾®傲騰™持久內(nèi)存有著較高的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，在較高的負(fù)載下依然能夠保證平穩(wěn)的性能表現(xiàn)，這使得其在大規(guī)模用例中的性能與成本優(yōu)勢更加明顯。

　　展望：

　　英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存為業(yè)務(wù)云化賦能

　　本系列測試證明，英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存能夠幫助ZStack以更加經(jīng)濟的方式構(gòu)建自動化測試基礎(chǔ)設(shè)施，滿足大規(guī)模測試用例對于硬件資源的苛刻要求，降低TCO挑戰(zhàn)。除了自動化測試之外，ZStack還在驗證英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存在更多場景下的應(yīng)用潛力，以進(jìn)一步發(fā)揮 ZStack平臺在自動配置資源、快速部署應(yīng)用等方面的優(yōu)勢。

　　得益于領(lǐng)先的性能和出色的成本優(yōu)勢，基于英特爾® 傲騰™ 持久內(nèi)存的全新解決方案正在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫等越來越多的場景落地生根，幫助越來越多的行業(yè)用戶在降低TCO的同時提升性能。未來，英特爾將繼續(xù)強化與生態(tài)伙伴的合作，共同驗證前沿硬件及軟件技術(shù)在不同場景中的落地與優(yōu)化，推動行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。