超融合架构在企业云数据中心的应用

1、超融合架构在企业云数据中心的应用超融合计算的应用场景超融合的 企业级场景VDIBranch OfficeData Protection & Disaster RecoveryPrivate & Hybrid CloudsMessaging & CollaborationBig DataEnterprise ApplicationsAcropolis Hypervisor企业应用及微软应用私有云和混合云大数据VDI备份、数据安全SAP和数据库应用运行在超融合架构上整合在一个平台上进行线性扩展自动实现以虚拟机为中心并实现容灾降低运营复杂度和成本提供了多维度的高可用性保护Self-healing f

2、rom disk failureRedundancy of key components硬件Node failure resiliencyNon-disruptive upgradesTunable redundancy and Erasure codingTransparent consistent checks数据VM-centric ProtectionHA & DRSEco-system integration (CommVault)虚拟机Multi-site replicationCloud ConnectMetro Availability / Sync Replication节点

3、站点High AvailabilityEasily provides availability along with App aware HA 使用VMware FT 和HA 保护SAP虚拟机ASCS (Message & Enqueue Servers) can fit in one vCPUDB reconnect feature leveraged during DB failureUsers do not need to reconnectMultiple Application servers with Anti-Affinity rules针对SAP的最佳优化超融合 群集最佳优化

4、使用单独的容器运行虚拟机基于计算、存储和授权的考虑使用适当的型号机型理想的情况下保持SSD和数据库负载不超过节点容量数据库优化分离数据库文件, Log 和Archive 一个数据库文件最少分配1个虚拟使用 Huge Pages使用多个 PVSCSI 控制器 (including Boot Disk)使用多个VDISKS 为Datafiles在Linux上利用LVM简化数据库设计磁盘布局当前VDI存在的不足：性能基于传统存储构建VDI的时候，需要在存储阵列端创建Raid，划分LUN来存放虚拟桌面，考虑到每个LUN的IOPS性能有限，通常一个LUN放20-30个以内的虚拟桌面，当虚拟桌面数量很多的

5、时候，需要创建和管理非常多的LUN，例如1000个桌面大概需要50个LUN，导致存储管理非常复杂。基于传统存储做虚拟桌面的IOPS容量规划的时候，实践当中经常不准确，因为做Raid的时候会导致IOPS发生写惩罚之类的性能开销，不同的Raid写惩罚开销还不一样，虚拟桌面的一个IO到了存储端可能被放大为好几个IO，所以基于传统LUN的IOPS来做规划的时候就容易因为性能不足产生启动风暴和生产高峰时虚拟桌面的慢、卡、顿等不良的使用体验。此外虚拟桌面如果安装了杀毒软件，更新病毒库的时候常常额外产生大量不可预估的IOPS性能开销，导致所有桌面性能下降。当发生存储IOPS性能问题的时候，传统存储无法通过W

6、eb-Scale的方式在不影响虚拟桌面业务在线的前提下实现性能的线性扩展。传统存储挑战：延迟和故障环节基于传统存储构建VDI的时候，所有的IO都将通过“服务器 HBA卡SAN交换机存储阵列控制器磁盘”路径往返，环节多，潜在的故障点多，IO延迟大，对于虚拟桌面的使用体验容易产生不流畅的影响。HBA卡固件，驱动，SAN交换机系统，存储控制器微码，控制器缓存都是在生产中容易发生故障的环节，存储网络的故障将会导致所有虚拟桌面无法工作的严重生产事故。传统存储的双控制器一旦发生一个存储控制器故障，存储操作系统将彻底关闭写缓存，整个存储性能将严重下降，将导致所有虚拟桌面因为性能不足而瘫痪。传统存储挑战：容量

7、VDI实践中将会有非常多的存储容量隐形增长的情况，比如之前提到的50个LUN的情况，发布虚拟桌面的软件为了增强性能会在每个LUN中都拷贝一个虚拟机的模板，如果一个虚拟机模板为30GB，将会产生额外的约1500GB的容量开销，而且，当模板升级的时候还会出现同时在每个LUN中放两个，三个甚至更多模板的情况，导致存储容量额外增加以3TB， 4.5TB的开销。一旦存储容量被吃光，还会连锁产生额外的性能下降为题。传统存储的扩容或者升级是一个高风险业务，除了数据安全问题，更重要的是会对虚拟桌面的在线业务产生影响。实践当中经常是重新买一套阵列，再创建一个新的集群来解决问题，这会给管理员带来额外的管理负担。此

8、外，VDI的User Profile Data在容量规划中往往也容易被忽视， User Profile Data的访问性能将严重影响虚拟桌面的性能，尤其是开机速度。VDI场景遇到的挑战性能超融合通过软件定义的分布式存储技术，不再需要创建和管理Raid, LUN, 卷，通过超融合分布式文件系统NDFS可以确保虚拟桌面的IOPS性能和容量都已横向扩展的方式线性增长，同时保证业务在线。容量VDI实践中将会有非常多的存储容量隐形增长的情况，发布虚拟桌面的软件为了增强性能会在每个LUN中都拷贝一个虚拟机的模板，如果一个虚拟机模板为30GB，将会产生额外的约1500GB的容量开销，而且，当模板升级的时候还

9、会出现同时在每个LUN中放两个，三个甚至更多模板的情况，导致存储容量额外增加以3TB， 4.5TB的开销。一旦存储容量被吃光，还会连锁产生额外的性能下降为题。故障不再需要HBA卡、SAN交换机、存储阵列控制器减少故障的发生，统一的监控管理界面能够更快速的定位问题共同验证的参考架构证明支持大规模部署和易用性VCAI / VAAI集成无缝集成使用内联重复数据删除和影子克隆加速用户体验支持持久性和非持久性桌面高可用的VDI内置的灾难恢复和SRM整合VMware Horizon 6 with View on 超融合Validated: Boot 880 desktops in 6 minutesCit

10、rix XenDesktop and XenApp on 超融合Validated: 1000 host virtual desktops in 6U of rack space共同参考架构”Citrix验证解决方案超融合”证明部署规模和易用性内联重复数据删除和影子克隆加速用户体验支持持久性和非持久性桌面特别适用MCS的PVS方式部署虚拟桌面Consistent response time while incrementally scaling blocksVDI线性扩展能力从300点到3000点可预期的性能扩展云数据中心方案云管理平台同城双活中心主数据中心异地容灾中心业务运维业务/资源访问门

11、户服务自动化资源可视化业务价值化云数据中心划蓝图新一代云计算数据中心将按需提供基础架构资源服务能力，具有快速的弹性部署和线性扩展能力，提供安全的访问方式，具备统一的管理和接入能力，最终将业务系统整合在统一的基于互联网标准的基础架构平台之上。云数据中心参考逻辑架构基础架构平台应用支撑平台虚拟化管理虚拟化资源池(计算+存储)弹性计算服务业务应用业务应用业务应用业务应用业务应用业务应用业务应用业务平台业务应用核心业务云平台统一访问门户敏捷开发服务数据管理服务应用整合服务服务自动化资源可视化业务价值化通用服务011010100100101L2 L2 L2业务内网L2 L2 L2业务外网L2 L2互联网

12、安全标准运维云管理平台云数据中心参考基础架构20配置NX-1150NX-1250 NX-1250 NX-1320 NX-1320使用11个超融合节点替换原有两个站点行情接入委托30-50台服务器， 从传统的单节点虚拟化+温备节点的方式，变成计算存储融合架构，从 而提高整体应用可用性。案例 东方证券：托管机房应用易于部署：超融合通过免配置的网络自动发现协议和预置的IPv6地址，实现节点 自动部署易于管理：通过超融合自带的Prism界面管理整个集群所有节点，并在同一界面0提供性能监控和报表分析横向扩展 使用超融合虚拟计算平台，可以从最小规模开始并轻松扩展，特别适合应用对于基 础架构有很高的横向扩展

13、能力要求的场景，例如虚拟桌面、私有云、应用集群等 超融合在每个节点上都有一个“存储控制器”，扩展节点即扩展了存储控制器数量，同时扩展整个集群的存储容量和性能。这一设计消除了传统集中存储只有两个存储 控制器所带来的性能瓶颈。高性能在一个2U4节点的集群中可以获得以下性能参数：顺序写带宽： 1545 MBps；顺序读带宽： 3374 MBps随机读IOPS： 85866 IOPS；随机写IOPS： 39881 IOPS节省成本空间节省超过50%：传统2路服务器最小为1U，超融合在2U机箱中集成了4台2路 服务器电力节省超过66%：超融合 2U4节点最大电源功耗为1150W运维成本节省：超融合易于安

14、装部署，初始安装只需要20分钟，扩展集群时新节 点将被自动发现，并且无需停机时间，扩展仅需要15分钟即可完成高可用性NDFS（超融合分布式文件系统）通过Paxos强一致性算法，实现了极高的数据可 用性，在发生单点失效时数据可以继续访问，保证业务连续性主动侦测磁盘、节点、网络失效，并及时重建数据，保证数据可靠通过冗余的硬件设计最大程度保证系统可用性易于管理超融合优势深航货运：数据中心虚拟化“我们非常庆幸做出部署超融合系统的决定。这一超融合解决方案帮忙我们公司提升了系统性能和可用性。该系统运行非常好，我们现在已计划在不久的将来将超融合应用扩展到灾备设施方面。” 深航货运信息中心IT经理曹志问题与挑

15、战IT基础设施复杂且低效，无法支撑业务的快速发展高性能和高可靠性要求无法满足虚拟化运行在传统硬件架构上，扩展复杂，管理不轻松解决方案第一期：3节点NX-3050第二期：3节点NX-3060优势和效果业务系统运营更加稳定，性能得到极大保障提升可用性和稳定性，降低单点故障的风险非常易于管理和维护，数据中心能耗降低50%以上云数据中心的网络VMVM运行保障域VMVMVMVM业务服务域核心交换域安全保障域VMVMVMVMVMVM前置支撑域安全支撑域VMVM行政办公域VMVM业务处理域VMVMVMVMVMVMVMVMVMVM说明：在虚拟数据中心内部网络边界发生变化，从物理边界变为虚拟边界，传统物理防火墙

16、方式配置复杂，已不再适用使用网络虚拟化方案中的软件分布式防火墙实现颗粒度最小 、最靠近虚拟机网卡、按照业务逻辑隔离的虚机安全策略 。好处：软件定义、灵活地部署方式化繁为简，把复杂的网络与安全配置分拆到各个逻辑分区节省投资，在x86服务器上软件定义应用所需的网络服务自动化部署与云计算平台OpenStack框架紧密结合互联网外联网VMWare HA数据中心 A数据中心 BCluster_ACluster_BMetro Availability: 同城双中心解决方案Datastore_A (active)Datastore_A (standby)Datastore_B (active)Datasto

17、re_B (standby)数据实时复制网络条件：Layer 2RTT = 5ms多站点，多拓扑结构支持单向，双向，一对多，多对一同时双向、周期性的异步复制智能复制时序安排避免影响VM生产操作异地容灾整体架构参考方案云门户云管理平台OpenStack计算虚拟化KVM/vSphere存储虚拟化超融合网络虚拟化NSX/Open vSwitchBSS层OSS层虚拟化层物理层计算+存储超融合网络H3C/HW建设路线图和参考路径云数据中心虚拟化标准化自动化现有环境先进的、按照互联网标准设计的、具有高度安全和扩展性的云计算数据中心。其可以使得用户更加快速的部署云平台，并通过创建、管理云服务从中获得面向业务

18、的服务能力新的IT需求、供给和管理模式集成化建立数据中心有效的虚拟化资源环境，可以消除孤岛现象，充分提高资源利用率；并以分配成本来匹配业务，从而提升应用系统的性能并降低成本，以保护投资。同时，数据中心的虚拟化可以降低资源分配、迁移成本，包括人力、物力、迁移时间和停机时间，以实现快速响应、高可靠、高可用和灾难恢复，从而提升效率和响应速度。通过自动化工具以有效地执行标准化配置，以实现更高的运营效率和生产力、达到更高的有效性，改善现时投资的投资回报率（ROI）并提高服务水平及可用性。与现有架构集成建立符合业务发展战略和方向的技术架构， 确保技术架构标准的落地并在项目层面得以实施，并为实施提供必要的参

19、考和支持，以大幅降低部署周期和运维成本，为虚拟化打下基础综合运用了计算资源虚拟化，网络虚拟化，存储虚拟化，云监控平台和云管理平台，提供了云计算数据中心完整方案 东方证券 托管机房应用配置NX-1150NX-1250NX-1250使用5个超融合节点替换原有行情接入委托20-30台服务器，从传统的单节点虚拟化+温备节点的方式，变成计算存储融合架构，从而提高整体应用可用性。超融合的全球用户 政府制造零售教育医疗卫生高科技金融服务能源30金融行业案例分享挑战 新上线的业务系统不断更新换代，导致服务器资源被不断消耗，架构的局限性造成横向拓展有着非常大的困难随着对IT资源的不断投入，成本日益攀升，急需在快

20、速扩展和节省成本之间找到平衡点应对采用超融合超融合架构：4节点 NX-3450承载web服务器、文件共享服务器和开发测试服务器 收益高密度的架构设计实现了虚机的高整合比，大大提高了硬件资源利用率线性扩展特性帮助客户实现成本可预测，更好的管理IT预算无单点故障和瓶颈，系统可用性提高了90%统一管理界面极大的简化系统管理员的任务，工作效率提高了70%平安银行挑战 300个点VDI桌面虚拟化，原有架构（服务器+NetApp）扩展能力有限，用户体验变差应对采用超融合超融合架构取代原有服务器+存储架构共8个节点：2 x NX-1050 收益系统规模由小至大，按需扩展动态横向扩展，应对大量用户并发招商银行

21、挑战 需要构建500个点VDI虚拟化桌面，希望能够分批投入按需投入传统架构无法满足按需投入的要求，按500个规划一开始就可能资源过剩，而按200个规划，可能到时候要面临更换硬件的问题应对采用超融合超融合架构取代原有委托接入的服务器+存储超融合 3000系列 收益系统规模由小至大，按需扩展动态横向扩展，应对大量用户并发山东城商联盟挑战 应用系统种类多样，分别于不同时间投产，传统架构难以做到有效管理产生资源孤岛，各系统占基础设施，资源利用率低当前架构难以扩展应对从局部入手，尝试改造现有架构采用一套NX-1450接管前端的接入和应用服务器 收益提供资源的整体利用率，实现按需扩展简化基础架构管理，降低

22、采购和运维管理成本北京银行-消费金融挑战 应对快速增长的业务需求，原有架构已无法满足要求随着虚拟化技术的引入和虚机密度的增加，数据安全的问题也日益突出，存储子系统的单点故障极有可能造成数据丢失应对采用超融合超融合架构取代原有委托接入的2030台服务器共5个节点 1 x NX-1150 2 x NX-1250收益系统规模由小至大的过程更加合理和自然动态横向扩展，轻松应对业务洪峰高密度的部署方式帮助节省大量空间和电力消耗简化管理，把用户从繁琐中解放出来更专注于业务本身东方证券挑战 实施100个点桌面虚拟化，未来需要扩容到150200个点，且可能面临内外网的重新调整如果采用传统架构，无法轻易满足系统按需扩容和调整的要求应对采用超融合超融合架构部署VDI桌面应用共3个节点 2 x Nodes i