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用IBM LinuxONE加速分布式体系结构的转型和创新

潘建庄，IBM高级售前技术顾问

分布式架构以其低成本、自主研发、灵活可扩展性等优势受到互联网公司和创业公司的青睐。一些金融机构已经开始探索分布式架构的解决方案。但是在实践中，难免会遇到鱼与熊掌平衡的挑战，尤其是在满足一致性方面。IBM LinuxONE可以完美的补充分布式架构，完美的解决分布式架构遇到的诸多挑战。

分布式架构已经落地，还有很多困难

说到分布式系统的困难，不得不说著名的CAP定律，意思是在分布式系统中，一致性(C)、可用性(A)和分区容差(P)只能满足两项，不能同时满足。因为在分布式环境中，由于节点之间的通信容易出现问题，为了可伸缩性不得不牺牲一致性。此外，分布式数据库很难考虑数据库设计中通常遵循的四个特征(原子性、一致性、隔离性和持久性)。要严格执行，在执行性能上会付出很大的代价。

后来的BASE理论提供了解决问题的途径，但并没有从根本上解决一致性问题。它的核心思想是允许分布式系统的瞬时不一致状态，只要它能在一定时间内达到一致状态。然而，如果面对一些重要的系统，它们对一致性的要求非常高，这将对分布式系统提出巨大的挑战。所以分布式系统的使命不是放弃一致性，而是不断追求更高的一致性。

然而，对于即将转向分布式架构的用户来说，仍然很难做出选择，因为在实践中，他们不仅会面临数据不一致和网络质量无法保证的问题，而且还会面临业务问题。

首先，业务拆分非常复杂，包括业务功能和服务的解耦，以及转换策略的应用。是重新发明轮子，还是循序渐进？缓慢拆分对拆分粒度的选择、数据库和表划分策略的定义以及迁移数据的完整性都是一个挑战。

其次，拆分不容易，合并更难。例如，全局一致备份、批量合并操作、全局跨片分布式事务处理以及网络通信质量问题都非常具有挑战性。

第三，分裂越多，节点和服务越多，随之而来的是整体系统性能的瓶颈和故障点也随之增加。随着物理服务器和网络设备数量的不断增加，房间空间和电力不足的约束，以及软件成本和整体TCO的不断增加，会逐渐显现出来。

不难看出分布式架构的水很深，选择分布式架构并不容易。但是，如果已经做出了选择，那么如何应对分布式架构带来的挑战就显得尤为重要。

当分布式数据库遇到开放式服务器LinuxONE时，

要解决分布式体系结构的问题，一个很好的选择是将分布式系统与IBM LinuxONE结合起来，能够很好地应对分布式体系结构带来的各种挑战。

从本质上来说，LinuxONE是一个开放的Linux服务器，其综合能力远远超过其他Linux服务器。它结合了开源最好的部分，即基于Linux开发的开放软件技术栈，与企业计算中最强的大型机硬件平台。

基于这种组合的LinuxONE在软件层可以同样简单易用，因为它采用了基于开源的技术栈，包括应用开发、交付、混合云管理、服务治理和控制等等。另外，客户在Linux中积累的技术实力也可以在LinuxONE上充分重用，不会带来额外的技能要求。

更重要的是，LinuxONE不仅具有开源、稳定敏感、绿色计算、安全可靠的特点，还具有许多独特的价值，可以帮助分布式系统应对各个层面的挑战。

首先，LinuxONE有独特的内存通信技术，可以解决分布式系统中节点过多导致的节点间通信不可靠的痛点。

其次，LinuxONE的多级虚拟化和大规模集成能力不仅简化了操作和维护，还大大缓解了物理设备激增带来的压力。

另外，LinuxONE具有最高级别的稳定性和安全性，可以为云中的核心系统提供最强的保障。

可以说，当分布式数据库遇到LinuxONE的时候，对分布式数据库更强一致性的追求就可以很容易的提高。LinuxONE和分布式数据库的结合是一对黄金搭档。在硬件层面，LinuxONE提供了一个非常强大的底层支持平台，可以在“同样简单易用”的基础上为客户带来“独特的能力和体验”。

LinuxONE的独特技能

就像“踩着一个热轮子拿着一把红缨枪”一样，他有三个头六条胳膊，还有各种亨廷顿和干坤圈的技能。LinuxONE也有自己独特的技能。我们可以用“3高6黑”来概括LinuxONE的强大能力。

其中，3-high指的是LinuxONE超越任何其他平台的三大超高能力，即“高性能、高可靠性、高密度”。

在高性能方面，LinuxONE是所有商用服务器中性能最高的。它配备了一个频率为5.2GHz的处理器，一个总容量超过11GB的四级CPU缓存，以及多达192个IO插槽，从而为客户提供了最强大的计算能力和IO处理能力。

在高可靠性方面，LinuxONE提供了N 1的全冗余架构，涵盖CPU、内存、IO、电源、风扇、控制台等。这样LinuxONE就可以在一台机器上实现六个9的可靠性。

在高密度方面，LinuxONE不仅垂直扩展能力强，水平扩展能力也强。LinuxONE可以支持85个逻辑分区，8000多个虚拟机，200多万个容器。对于X86，高密度密集部署可以“一百”的方式实现。

6 Black是指LinuxONE配备的6种Black技术，主要是为了满足企业用户经常遇到的一些需求，比如数据压缩、排序、加密解密，以及虚拟化环境中各种应用负载或虚拟服务器之间的通信、隔离、时钟同步等需求。

LinuxONE之所以能带来这些黑技术，是因为它在硬件层面做了大量有针对性的优化。比如LinuxONE的芯片压缩功能支持高达260GB/s的超大规模吞吐量，可以帮助用户节省大量存储空间，节省网络带宽，缩短数据传输时间。LinuxONE的内存通信技术可以帮助在线交易的端到端响应时间减少30%，TPS提高50%以上！

特别是在时钟同步方面，LinuxONE可以保证同一设备内以及跨多个设备集群的所有分区和虚拟机之间的精确同步，可以达到微秒级。这对分布式数据库很有价值，因为分布式数据库往往对节点间的时间同步有非常严格的要求。

不可替代的价值

在BASE理论中，最终一致性是分布式系统中数据不一致的中间状态的折衷。如何提高一致性，使分布式数据库更好地支持企业级关键业务，是国内分布式数据库厂商的共同追求。这也是LinuxONE的价值所在。在分布式数据库环境下，LinuxONE支持“大而少”的部署模式和“快速稳定”的技术，可以大大减少各种不稳定问题的发生。

大而少：当有一致性较高的约束时，分布式数据库中节点越多越好。这时候，高频大缓存的LinuxONE的设计就显得尤为重要。它可以部署节点越来越多、越来越少的分布式数据库，可以大大减少节点数量、节点的不稳定性、节点间的通信量、节点间时钟同步引起问题的频率，减少跨片分布式事务的发生。此外，LinuxONE还支持秒内激活微码的方式，可以在线垂直扩展节点而不中断业务，从而减少节点的增加，满足数据再平衡的需求。

:LinuxONE的快速稳定黑技术不仅可以大大提高性能，还可以大大增强节点和网络通信的稳定性，以及节点之间微秒级的精确时钟同步，这正好帮助分布式数据库解决了一致性方面的几个主要问题。

节省了：无论是大而小还是大，LinuxONE都可以实现高密度的密集部署，简化运维，实现更可持续的发展模式。这种高密度的密集部署有助于分布式系统简化操作和维护，提高最佳数据一致性水平，同时有助于用户以更加稳健和经济的绿色计算方式促进分布式体系结构的转型和创新。

当分布式数据库遇到LinuxONE时，这一对黄金搭档的组合可以帮助用户在选择分布式架构时创造无限可能。