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基于英特尔® 傲腾? 长期内存100系列的Docker计划实践
英特尔® 傲腾? 长期内存是Intel在2019年宣布的一款革命性的产品，英特尔® 傲腾? 长期内存是一种全新的内存类型，其架构设计旨在从数据中心中罗致更多价值，重构数据中心内存/存储条理结构。差别于古板的DRAM，英特尔® 傲腾? 长期内存集大容量、经济性和长期性于一身，能够支持数据中心多个应用场景。pg电子官网基于英特尔® 傲腾? 长期内存做了大宗的应用场景解决计划，笼罩大数据剖析、数据库、云与虚拟化、漫衍式存储等应用场景。为了资助用户通过越发灵活的架构来实现立异型的应用，助力企业实现性能突破，pg电子官网宣布了基于英特尔® 傲腾? 长期内存技术的Docker容器应用计划。
Docker是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言并遵从Apache2.0协议开源。Docker可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后宣布到任何流行的Linux机械上，也可以实现虚拟化。Redis是一个开源的基于内存也可长期化的日志型、键值数据库，鉴于其优秀的性能而应用广泛。云盘算时代的到来，使开发者不必为了追求效果而配置高额的硬件，Docker改变了高性能一定高价格的思维定势。Docker 与Redis的结合使用，其利益不言而喻。在基于Docker安排的Redis应用中，为了资助企业化解因为数据快速增长所泛起的应用瓶颈，pg电子官网进行了基于英特尔® 傲腾技术的Docker +Redis性能优化实践，通过将英特尔® 傲腾? 长期内存作为Docker实例中Redis的内存，相比于古板的DRAM内存计划，不但可以大幅提升内存容量或容器密度，并且实现了更高的本钱效益。
挑战：化解Docker+Redis保存的性能和容量瓶颈
Docker与云的结合，让云空间获得更充分的利用。不但解决了硬件治理的问题，也改变了虚拟化的方法。将Redis安排在Docker中更是便当了Redis在云上的使用。虽然基于Docker安排应用被广泛应用，但由于应用应对的是超大规模数据集的存储需求，因此数据吞吐性能和延时性能的重要性不言而喻。要提升Docker + Redis的性能，可以从优化内存计划、参数调优等多个方面进行。可是，要想在控制总体拥有本钱（TCO）的前提下，对Docker + Redis内存进行最优计划并不是一件容易的事情。首先，Redis的可用内存由Docker分派的内存容量界说，而Docker的内存容量受到存储节点的内存插槽数量、支持内存容量等的极大限制，在内存容量增长到一定水平后就会泛起瓶颈。如果要进一步关于内存容量进行扩展，企业在古板上一般会接纳两种要领，第一种是使用大容量的内存，第二种要领是扩展集群规模。
可是，这两种要领都不具备良好的本钱效益。关于前者来说，虽然许多Docker + Redis存储节点支持的单条内存容量理论上限是128GB，可是这种大容量的内存普遍处于验证阶段，可获得性缺乏，并且价格的提升远高于其容量的提升，会带来很高的本钱压力 ；关于后者来说，扩展Docker + Redis存储节点虽然能够提升内存池的容量，可是这些存储节点的采购、空间占用、运维、供电无疑也会显著抬升本钱。
因此，如何突破现有存储架构的限制，寻找一种立异的线上Docker + Redis内存计划要领，在显著提升Docker + Redis性能的同时有效控制本钱，也就显得至关重要。
为了解决此问题，pg电子官网工程师团队关于基于Docker安排的Redis应用行了剖析，为了减轻内存资源的压力，长期性内存（PM）被称为存储类内存（SCM），在业界泛起，它不但可以为Docker + Redis提供大容量内存，挣脱单节点内存巨细的限制，同时还能有效降低本钱。
要将存储介质从内存更换为高性能固态盘，一个重要的条件就是固态盘在IOPS、时延方面与内存不可有太大的差别。在计划验证的历程中pg电子官网发明，英特尔® 傲腾? 长期内存位于内存和存储介质之间（如图1），能够填补两者间的性能和时延差别，对存储条理模型进行重新划分和界说。因此，pg电子官网决定使用英特尔® 傲腾? 长期内存作为Docker + Redis内存，并进行性能、本钱等方面的验证。
图1
英特尔® 傲腾? 长期内存是一种全新的内存类型，差别于古板的DRAM，其集大容量、经济性和长期性于一身，读写带宽比NVME设备高数倍，并大幅降低延时问题。由于写入方法差别，英特尔® 傲腾? 长期内存也比Flash NAND更耐用，并通过高达512GB的单�？槿萘�，实现了远超古板DRAM的系统内存容量。其从基础上改变了数据中心的弹性，将内存数据库重启时间从以前的几天、几小时缩短到现在的几分钟甚至几秒钟，并提供经济实惠的内存空间，将系统内存容量扩展到前所未有的水平。
英特尔® 傲腾? 长期内存拥有两种特殊的运行模式——App Direct 模式和内存模式。具体来看，接纳App Direct 模式，经过专门调试的应用程序可以从产品固有的长期性中充分获取价值，同时获得更大的容量 ；在内存模式下，在受支持的操作系统或虚拟情况中运行的应用程序可将该产品用于易失性存储，在无需重写软件的情况下，有效利用高达512GB的内存�？榇吹母郊酉低橙萘�，在大型内存池中获得新的洞察。
在实际的计划安排中，pg电子官网使用了英特尔® 至强® 第二代可扩展处理器与英特尔® 傲腾? 长期内存组成强强组合，取代Docker + Redis中DRAM缓存，改善Docker + Redis内存容量，以支撑云、数据库、高性能盘算、内存剖析和内容分发网络等要害数据事情负载。
计划验证：英特尔® 傲腾? 内存性能和本钱优势显著
为了测试英特尔® 傲腾? 长期内存作为Docker + Redis缓存的性能，pg电子官网决定划分测试基于英特尔® 傲腾? 长期内存/ DRAM内存两种配置下的性能比照。
在实际测试中，pg电子官网将英特尔® 傲腾? 长期内存设置为内存模式运行，并依据以下硬件配置来搭建了测试计划（如表1）。测试使用1台效劳器安排搭载Redis应用的Docker实例。
表1
在至关重要的内存方面，英特尔® 傲腾? 长期内存计划中每个数据节点使用192GB（12*16GB）的DRAM，并使用1.5TB(12*128GB)的英特尔® 傲腾? 长期内存作为Docker + Redis的内存设备 ；DRAM计划中使用768GB(24*32GB)内存作为Docker + Redis内存设备。
本次进行了两种场景测试，场景一：在两个计划中划分使用内存容量的80%，进行多种读写比例性能测试。场景二：测试在两个计划内存用尽情况下，可容纳的容器个数。
从场景一结果可以看出（吞吐量结果如图2，平均延时结果如图3）。英特尔® 傲腾? 长期内存计划可以容纳远超于DRAM计划的数据容量，同时性能体现精彩。在吞吐量方面两种计划性能相当，英特尔® 傲腾? 长期内存计划吞吐量可达DRAM计划90%以上。在平均延时方面，两种计划相差不大，都能坚持在1ms之内。
图2
图3
从场景二结果可以看出（容器实例个数如图4，吞吐量结果如图5）。英特尔® 傲腾? 长期内存计划可容纳98个docker实例，DRAM计划可容纳50个docker实例，英特尔® 傲腾? 长期内存计划约为DRAM计划的2倍，同时性能体现精彩。在内存容量接近用尽时，英特尔® 傲腾? 长期内存计划可以抵达DRAM计划性能90%左右，特别是读操作比较多时，性能体现为DRAM计划的95%以上。
图4
图5
效果：大幅改善基于Docker安排应用的性能与本钱体现
从测试结果可以看出，通过将基于Docker安排的Redis应用缓存由古板的DRAM内存替换为英特尔® 傲腾? 长期内存，可以在包管性能的情况下，成倍提升数据容量或者容器数量。之所以会有如此显著的提升效果，很洪流平上是因为英特尔® 傲腾? 长期内存支持的总容量远高于 DRAM 内存。
尤为重要的是，英特尔® 傲腾? 长期内存计划比DRAM计划内存池容量可以增加1.25倍，容器个数可以增加1倍，换言之，如果企业在需要包管性能的情况下想增大数据容量或容器个数，那么使用英特尔® 傲腾? 长期内存将带来极大的本钱节约，这在目今企业数据爆发式增长、在大数据方面的投入逐渐增大的配景下，显然具有重要意义。
