FusionCube超融合平台技术白皮书

1、华为华为 fusioncube hcifusioncube hci超融合平台技术白皮书超融合平台技术白皮书概述读者对象符号约定前言前言本文档介绍了华为fusioncube 3.2 虚拟化超融合基础设施（ fusioncube hyper-converged virtualization infrastructure，以下简称fusioncube 3.2 hci）的产品价值、产品架构、高性能、线性扩展、系统安全以及系统可靠性。借助本手册，您可以全面了解 fusioncube 产品。本文档主要适用于以下工程师：营销工程师技术支持工程师维护工程师在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。符号符

2、号说明说明用于警示紧急的危险情形，若不避免，将会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致人员死亡或严重的人身伤害。用于警示潜在的危险情形，若不避免，可能会导致中度或轻微的人身伤害。用于传递设备或环境安全警示信息，若不避免，可能会导致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或其它不可预知的结果。“注意”不涉及人身伤害。目目录录前言前言 . .ii ii1 1 产品概述产品概述 . .1 12 2 产品价值产品价值 . .2 23 3 产品架构产品架构 . .4 43.1 fusionsphere 场景架构 .53.1.1 架构 . 53.1.2 典型配置 . 63.1.

3、3 组网 . 93.1.4 工作原理 . 93.2 vmware 场景架构 .103.2.1 架构 .113.2.2 典型配置 .113.2.3 组网 .143.2.4 工作原理 .154 4 分布式存储分布式存储 . .16164.1 架构概述.174.2 关键业务流程 .204.2.1 数据路由 .204.2.2 io 路径 .214.2.3 cache 机制 .234.3 存储管理.254.3.1 存储集群管理 .254.3.2 存储服务化 .264.4 数据冗余.264.4.1 多副本 .264.4.2 erasure code. 274.5 特性介绍.284.5.1 scsi/isc

4、si 块接口.284.5.2 精简配置 .304.5.3 快照 .314.5.4 共享卷快照 .324.5.5 一致性快照 .324.5.6 链接克隆 .334.5.7 多资源池 .344.5.8 qos. 354.5.9 存储双活 .354.5.10 存储异步复制 .365 5 硬件设备平台硬件设备平台 . .38385.1 机架服务器平台 .385.1.1 rh1288 v3 机架服务器.385.1.2 rh2288h v3 机架服务器 . 395.1.3 rh5885h v3 机架服务器 . 405.1.4 1288h v5 机架服务器 .415.1.5 2288h v5 机架服务器 .

5、425.1.6 2488 v5 机架服务器.435.1.7 2488h v5 机架服务器 .445.2 e9000 刀片服务器平台.445.2.1 e9000 机框 .445.2.2 e9000 刀片 .455.2.3 高性能交换板 .505.3 高密服务器平台 x6800/x6000. 535.3.1 x6800 机框 .535.3.2 x6800 服务器节点 .545.3.3 x6000 机箱 .585.3.4 x6000 服务器节点 .596 6 安装部署和运维管理安装部署和运维管理. .61616.1 自动化部署.616.1.1 fusioncube builder. 616.1.2

6、系统初始化 .636.1.3 设备自动发现 .646.2 统一运维管理 .656.2.1 业务发放管理 .666.2.2 一键式运维 .676.2.3 call home. 707 7 性能和可扩展性性能和可扩展性.72727.1 系统高性能.727.1.1 分布式 i/o 环.727.1.2 分布式 ssd cache 加速 . 737.1.2.1 read/write cache. 747.1.2.2 大块 pass throught. 767.1.3 硬件加速 .777.2 线性扩展.777.2.1 存储平滑扩容 .787.2.2 性能线性扩展 .787.2.3 一键式扩容 .797.3

7、 fusioncube 分布式存储相对于传统 san 的性能优势 . 807.3.1 更高的性能 .807.3.2 线性 scale-up/scale-out . 817.3.3 大池 pool. 837.3.4 ssd cache vs ssd tier. 848 8 系统可靠性系统可靠性 . .86868.1 数据可靠性.868.1.1 块存储集群可靠性 .868.1.2 数据一致性 .878.1.3 数据冗余保护 .878.1.4 快速数据重建 .888.1.5 数据存储多路径 .888.2 硬件可靠性.898.3 系统亚健康增强 .898.4 备份与恢复.938.5 容灾恢复.958.

8、5.1 双活解决方案 .968.5.2 异步复制解决方案 .979 9 系统安全系统安全 . .98989.1 系统安全威胁 .989.2 总体安全框架 .999.2.1 网络安全 .1009.2.2 应用安全 .1019.2.2.1 权限管理.1019.2.2.2 web安全 . 1019.2.2.3 数据库加固 .1029.2.2.4 日志管理.1029.2.3 主机安全 .1039.2.3.1 操作系统加固 .1039.2.4 数据安全 .1031 1虚拟平台部署和管理复杂，运维费用仍然维持增长趋势。多厂商设备，售后支持界面多，解决问题慢。产品概述产品概述随着数据不断增长以及互联网业务的

9、兴起，新兴业务的激增、业务数据呈现几何倍数增加，传统服务器+存储的架构已经无法很好满足业务发展需求，分布式、云化技术应运而生。越来越多的企业采用虚拟化与云计算技术来构建 it 系统，提升it 系统的资源利用率以及缩短业务上线周期。但在应用过程中，企业面临如下挑战：安装部署复杂，硬件来自多厂商，规划、部署、调优需要丰富的经验支撑。系统庞大（不同厂商硬件设备维护、虚拟平台管理），维护难度大。企业越来越关注成本控制、业务敏捷、风险管控，希望能拥有总成本低、新业务的上线时间快、资源可弹性伸缩、安全可靠、高性能的 it 系统。华为 fusioncube 超融合基础设施（huawei fusioncube

10、 hyper-converged infrastructure）是一个开放的、可扩展的系统，具有计算/存储/网络融合、预集成、高性能、高可靠、高安全、业务自动化快捷部署、统一管理、资源智能弹性伸缩、运维简单的特点，可帮助客户业务快速上线，快速实现不同云应用的部署，同时降低维护管理的难度。2 2fusioncube 实现了计算、存储和网络资源的融合：产品价值产品价值华为 fusioncube hci 是华为公司it 产品线的旗舰产品。fusioncube 遵循开放架构标准，集成服务器、分布式存储及网络交换机为一体，无需外置存储设备，并预集成了分布式存储引擎、虚拟化平台及管理软件，资源可按需调配、

11、线性扩展。主要价值如下：融合硬件融合：计算存储网络高度集成，线性扩容。管理融合：统一运维管理，提高资源利用率，降低 opex 费用。应用融合：针对应用业务模型，软硬件深度调优，实现性能提升。简单fusioncube 实现了预安装、预集成和预验证、上电后的设备自动发现、统一的维护管理，端到端的简化了业务交付：简化安装：硬件预置安装，软件预置集成，设备进场后开箱即用。简捷交付：设备上电自动发现，参数自动配置，实现业务快速上线。简单维护：统一界面管理，故障主动排查，简化日常运维。优化fusioncube 通过采用业界领先硬件，以及分布式存储软件，为应用提供最优的业务体验：存储优化：通过内置分布式存储

12、，为数据库应用提供了高并发、高吞吐量的存储服务。开放fusioncube hci 是开放的超融合基础设施平台，不绑定特定的上层应用，可以为业界主流虚拟化平台、数据库等提供计算、存储和网络资源：兼容主流虚拟化平台（fusionsphere，vmware vsphere） 。一套系统同时支持物虚拟化和数据库混合部署。3 3华为 fusioncube hci总体架构详细构成如下图所示：图3-1 华为fusioncube hci 总体架构产品架构产品架构华为 fusioncube hci总体架构主要由：硬件平台、分布式存储软件、安装部署和运维管理平台、虚拟化平台以及相应的备份容灾方案，其中虚拟化平台支

13、持华为自研的fusionsphere 虚拟化平台以及 vmware 虚拟化平台。另外,fusionspere 场景下，fusioncube hci 支持混合部署方案，在支持 fusionsphere 虚拟化平台外还能同时支持物理节点部署，为系统数据库提供相应的计算、存储和网络资源。表3-1 华为fusioncube hci 总体架构组件说明名称fusioncube centerfusioncube builderfusionstorage说明fusioncube 的管理软件，管理其中的虚拟化资源、硬件资源，提供系统监控管理和运维管理等功能。提供现场快速安装部署 fusioncube 系统软件，

14、可用于现场更换虚拟化平台软件或者更新版本。使用分布式存储技术，通过合理有序组织服务器的本地硬名称说明盘，提供高性能高可靠的块存储业务。虚拟化平台备份容灾硬件平台支持华为自研 fusionsphere 虚拟化平台和vmware 虚拟化平台，提供系统虚拟化管理平台。用于备份系统业务虚拟化，主要包括自研的备份软件ebackup 和第三备份软件 veeam、爱数等主流备份软件。提供基于存储双活和存储异步复制的容灾方案，容灾软件主要采用自研bcmanager 和 ultravr服务器使用 e9000/x6800/x6000/机架服务器，支持计算、存储、交换、电源模块化设计，计算和存储节点按需混配，计算、

15、存储都在服务器内部署完成，支持gpu，ssd pcie 等io 加速扩展，支持丰富的交换模块 10ge/roce，根据业务要求灵活配置。华为 fusioncube hci 是华为公司it 产品线的旗舰产品。fusioncube 遵循开放架构标准，融合服务器、分布式存储及网络交换机为一体，并预集成了分布式存储引擎、虚拟化平台及管理软件，资源可按需调配、线性扩展。3.1fusionsphere 场景架构3.2vmware 场景架构3.1 fusionsphere 场景架构fusioncube hci 3.2 版本中 fusionsphere 虚拟化场景采用 kvm 虚拟化架构，系统主要由华为自研硬

16、件平台、fusioncube 分布式存储系统、fusionsphere 虚拟化平台以及fusioncube center 管理平台构成，其中 fusioncube builder 提供相应额软件安装操作。配套软件 ebackup、veeam、ultravr 等可以给系统提供备份、容灾等高级特性。3.1.1 架构在 fusionsphere 虚拟化的部署中，fusioncube 分布式存储软件直接部署在hypervisor内核中，节点的hdd 和 ssd cache 存储介质通过fusioncube 分布式存储软件构造成系统共享的存储池资源，同时 fusionsphere 虚拟化平台将节点的计算

17、资源虚拟提供给节点上的业务虚拟机使用。根据节点提供的功能特性差异，又分为管理融合节点、存储融合节点、计算节点和物理数据库节点，详细的节点架构如下图：图3-2 fusionsphere 场景节点架构表3-2 fusionsphere 场景各类节点说明名称mcna（管理节点）说明具有管理功能的节点，其上部署了 vrm、fcc/fsm 等管理虚拟机。同时也可提供存储和计算功能具有存储、计算功能的节点。提供 fusioncube 分布式存储 hdd磁盘以及ssd cache 存储资源以及虚拟化计算资源具有计算功能的节点。只能提供虚拟化计算资源物理部署节点，可提供系统数据库计算资源部署原则必须部署 2 个。scna（存储计算节点）根据需要部署 1 个多个。cna（计算节点）dbn（数据库节点）根据需要部署 0 个多个。根据需要部署 0 个多个。3.1.2 典型