摘要：那么，的架構(gòu)是否真的需要多臺(tái)小計(jì)算量的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)才是最完美的架構(gòu)呢，讓我們來(lái)細(xì)細(xì)剖析什么樣的架構(gòu)才能最有效的滿足分布式計(jì)算的特點(diǎn)。

近些年，隨著“分布式”計(jì)算的越來(lái)越火熱，Scale out分布式應(yīng)用架構(gòu)也如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，大到Big Data平臺(tái)架構(gòu)，小到前端應(yīng)用App的架構(gòu)，似乎都要基于Scale out 的架構(gòu)才算是與時(shí)俱進(jìn)的先進(jìn)架構(gòu)。

分布式架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)顯而易見，一方面，Scale out的架構(gòu)可以將大的計(jì)算任務(wù)進(jìn)行分解，分布到不同的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，這樣對(duì)每一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力要求自然也就下降了；另一方面，Scale out的架構(gòu)可以在多個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)計(jì)算負(fù)載平衡，任何節(jié)點(diǎn)發(fā)生宕機(jī)都不影響最終結(jié)果的達(dá)成，換句話說(shuō)，對(duì)每一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可靠性要求降低了。那么，Scale out的架構(gòu)是否真的需要多臺(tái)小計(jì)算量的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)才是最完美的架構(gòu)呢，讓我們來(lái)細(xì)細(xì)剖析什么樣的Scale out架構(gòu)才能最有效的滿足分布式計(jì)算的特點(diǎn)。

分布式＝物理分布 or 邏輯分布？

我們且來(lái)看“中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所”對(duì)于分布式計(jì)算的權(quán)威定義：“分布式計(jì)算是一種新的計(jì)算方式。所謂分布式計(jì)算就是在兩個(gè)或多個(gè)軟件互相共享信息，這些軟件既可以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，也可以在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)的多臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。”從這個(gè)定義我們可以看出：首先，分布式計(jì)算是定義的軟件分布式，也就是邏輯分布式，而非硬件分布式，也就是并不是物理分布式；其次，硬件平臺(tái)的選擇，是要根據(jù)實(shí)際情況，把程序放在最適合運(yùn)行它的計(jì)算機(jī)上。換句話說(shuō)，分布式架構(gòu)指的是邏輯分布，而不是一味強(qiáng)調(diào)要用多臺(tái)機(jī)器去部署，而是要結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的部署架構(gòu)。

邏輯分布指的是多個(gè)邏輯計(jì)算節(jié)點(diǎn)共同運(yùn)行同一個(gè)計(jì)算任務(wù)，這些節(jié)點(diǎn)可以部署在多個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上，也可以通過(guò)虛擬化等方式部署在少量物理節(jié)點(diǎn)上，我們把多個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)部署在一個(gè)或少量幾個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上的部署方式稱之為“邏輯分布，物理集中”。

“邏輯分布，物理集中”的部署方式從軟件部署層面來(lái)看，是完全的Scale out 架構(gòu)，再?gòu)挠布渴饘用婵矗志哂屑胁渴鸬膬?yōu)勢(shì)，可以說(shuō)是結(jié)合了分布式和集中式部署的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又摒棄了兩者的缺陷，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、高可靠，高容錯(cuò)性。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)崩潰不會(huì)影響到其他的服務(wù)器；

2、高可擴(kuò)展。可以根據(jù)計(jì)算能力的需要，增加更多的計(jì)算節(jié)點(diǎn)或者增加某些節(jié)點(diǎn)的性能；

3、靈活性。便于實(shí)施，同時(shí)支持新應(yīng)用的快速上線；

4、高性能。由多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同提供計(jì)算能力，來(lái)滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求；

5、易管理，降低運(yùn)維復(fù)雜度。物理集中的部署方式可以減少實(shí)際物理機(jī)器的數(shù)量，降低整體運(yùn)維復(fù)雜度，從而大大降低運(yùn)維人員的工作量；

6、節(jié)能減排。物理機(jī)器數(shù)量減少了，機(jī)柜位置就減少了，耗電量下降了，對(duì)于空調(diào)的制冷要求降低了，節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)“綠色數(shù)據(jù)中心”的需求。

“邏輯分布，物理集中”意味著物理集中部署的機(jī)器要承擔(dān)多個(gè)邏輯計(jì)算節(jié)點(diǎn)，那么這種部署方式對(duì)于硬件平臺(tái)選擇的要求：

1、高可靠高穩(wěn)定。放雞蛋的籃子減少了，意味著籃子要足夠扎實(shí)，才能保證雞蛋的安全。

2、高可擴(kuò)展。為了滿足邏輯節(jié)點(diǎn)的Scale out橫向增加，那么物理集中的機(jī)器就需要具有強(qiáng)大的Scale up縱向擴(kuò)展能力，能夠滿足應(yīng)用節(jié)點(diǎn)橫向擴(kuò)展需求。

3、高性能。如果是單純計(jì)算能力的累加，那么實(shí)際上物理并沒有減少，為了實(shí)現(xiàn)更高密度的整合，物理集中部署的機(jī)器需要具有強(qiáng)大的性能，以更少的資源來(lái)整合更多的計(jì)算節(jié)點(diǎn)。

4、開放性。我們知道分布式計(jì)算往往是基于開放式系統(tǒng)的，這就要求服務(wù)器具有強(qiáng)大的開放性，能夠兼容商業(yè)或開放平臺(tái)的軟件，才能更好支持分布式部署架構(gòu)。

金融行業(yè)大規(guī)模負(fù)載整合項(xiàng)目實(shí)踐

某大型金融機(jī)構(gòu)欲建設(shè)一個(gè)異地災(zāi)備數(shù)據(jù)中心，在應(yīng)用服務(wù)器的災(zāi)備架構(gòu)選擇中，客戶希望選擇一套基礎(chǔ)架構(gòu)用于承接生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心1400余套應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，若與生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心保持同樣的架構(gòu)，則災(zāi)備數(shù)據(jù)中心需要200臺(tái)4路X86服務(wù)器通過(guò)虛擬化的方式來(lái)承載，其需求及困難點(diǎn)大致為：

1、因?yàn)?zāi)備數(shù)據(jù)中心需要在生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心不可用時(shí)，完全承接生產(chǎn)任務(wù)，因此從性能層面看，災(zāi)備數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)器平臺(tái)必須具有與生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心一致的處理能力，即相當(dāng)于200臺(tái)4路10核X86服務(wù)器的處理能力；

2、災(zāi)備數(shù)據(jù)中心與生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心相隔近千公里，其IT人員均在生產(chǎn)中心就職，災(zāi)備中心維護(hù)力量特別薄弱，若采用200臺(tái)X86架構(gòu)，根據(jù)2017年ITIC調(diào)查統(tǒng)計(jì)的各平臺(tái)計(jì)劃外宕機(jī)時(shí)間（參見下圖），每年預(yù)計(jì)會(huì)有10％左右的意外宕機(jī)時(shí)間，維護(hù)壓力大，災(zāi)備中心可能需要通過(guò)新增人力才能滿足；

3、災(zāi)備數(shù)據(jù)中心機(jī)房空間資源吃緊，雖然現(xiàn)階段可以滿足200臺(tái)服務(wù)器的建設(shè)需求，但隨未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展，災(zāi)備數(shù)據(jù)中心資源瓶頸會(huì)日益顯現(xiàn)；

針對(duì)于此金融機(jī)構(gòu)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求，在基礎(chǔ)架構(gòu)選型上客戶面臨兩個(gè)選擇，一是在災(zāi)備中心繼續(xù)沿用現(xiàn)有生產(chǎn)中心基于X86的物理分布式架構(gòu)，但會(huì)面臨災(zāi)備中心運(yùn)維力量不足，機(jī)房空間緊張，甚至電力不足的問(wèn)題；二是在災(zāi)備中心選擇物理集中邏輯分布的架構(gòu)，在保證處理能力相當(dāng)?shù)那謇硐拢瑴p少物理服務(wù)器的數(shù)量，降低維護(hù)壓力，減少機(jī)房空間占用和電力消耗。