超融合架构简单之美

1、超融合架构简单之美最早大概2011年是由NUTANIX（路坦力公司）发布“超融合”概念，原本以为这又是厂商的噱头和炒作，谁知不然，超融合这两年发展如火如荼。2015年被公认为超融合元年，在软件定义存储SDS的推动下，超融合架构正在引领一场巨大的变革，成为软件定义数据中心SDDC的未来技术发展趋势。不管你现在能否接受，超融合已经来了，而且已经在金融、制造、医疗、政府、高科技等行业逐渐展现出其能力和魅力。超融合中“超”是什么含义？“超”对应英文“Hyper-Converged”中的“Hyper”， 超融合架构（简称“HCI”）是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技

2、术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池，这一概念最早源自Nutanix等存储初创厂商将Google/Facebook等互联网厂商采用的计算存储融合架构用于虚拟化环境，为企业客户提供一种基于X86硬件平台的计算存储融合产品或解决方案。比如Nutanix和vSAN+vShpere超融合方案，按照这里的定义，OpenStack+Ceph只是物理融合而非超融合。值得注意的是，出于性能考虑，超融合架构通常都需要将主机物理设备透传（Pass Through）给控制虚机CVM。HCI是实现“软件定义数

3、据中心”的终极技术途径。不难看出，超融合架构中最根本的变化是存储，由原先的集中共享式存储（SAN/NAS）转向软件定义存储，特别是分布式存储（包括Object/Block/File存储），比如NDFS/VSAN/ScaleIO/SSAN。因此基于这个“超”，数据库一体机和大数据一体机都不能划为超融合的范畴，除非RAC/Hadoop等应用跑在虚拟化之上。超融合中的软件定义存储通常是分布式存储，ZFS虽然属于SDS范畴，但基于ZFS构建的计算存储融合系统，严格意义上不能称为超融合架构。图：传统数据中心对比超融合架构超融合架构由于架构简单的特点，给客户带来的创新价值已经勿容置疑，以某三甲医院的IT建

4、设的真实案例，信息中心主任在介绍他们的IT系统建设时说道，医院多年来基础投资沿用了传统架构，服务器都是x86 System X，存储用的XIV，异地用虚拟磁带库做备份，网络是Cisco的大二层，客户给我们介绍的时候都很自豪，看，我的数据中心！但是用户也有自己的烦恼，信息中心的运维人员，只有几个人，懂服务器的还比较多，懂存储的就很少，用户觉得现有的架构太复杂，管理很麻烦，尤其是他用了一个词来形容某厂家的虚拟磁带库，反人类设计。客户购买的是XIV，高端存储，的确很稳定，但是扩容维保很昂贵，用户也很纠结，我的数据量越来越多，扩容成本这么高，划算吗？另外传统架构为了保证可靠性，采用了很多专业的容灾技术

5、，在提高业务连续性的同时，也增加了复杂度和管理门槛。最后，用户这么对我们说：我就希望以后用鼠标拖拖拽拽就完成日常管理，我容量不够了，我加进去几个节点，我有很多个节点，依靠副本和复制实现容灾。了解了一圈，只有超融合能实现。我不会再买传统架构的存储了。超融合的本质就是虚拟化环境下的一种新型部署架构，有了超融合，外置磁盘阵列回归到服务器内部，这是超融合带来的产业变革，会深刻的影响到现有的IT格局。截止到2015年底，全球市场上能够看得见名字的超融合解决方案供应商至少超过30-50家，仅在中国就有超过10家公司“宣称其能够业界领先的超融合解决方案”。 不同超融合方案也存在着技术成熟度、虚拟化支持、产品

6、可靠性、功能和特性、管理便利性的巨大差别。作为超融合基础设施概念的早期传播者以及当前最成功的超融合供应商，Nutanix毫无疑问是这个行业的标杆。IDC数据显示，Nutanix在超融合基础设施市场占有52%的市场份额。该机构预计，到2016年全球融合基础设施的总支出将达到178亿美元，是2012年的约4倍。2015年11月4日，联想集团宣布，与融合架构厂商Nutanix建立战略合作伙伴关系。此后，双方很快推出了联合开发的搭载Nutanix软件的联想HX超融合产品家族。联想方面称，上述设备将具备横向扩展能力，集成存储、服务器及虚拟化服务，有助于简化数据中心管理，节省大量的IT成本。这将为其客户提

7、供公有云以外的备选方案。这无疑是国产IT厂商在超融合领域内的一记重拳！领悟到超融合架构的内涵，KISS (Keep It Simple and Stupid)，也即简单原则的重要性，超融合其实就秉持了 KISS 的原则。图：超融合带来巨大优势超融合坚持了IT架构简化之美，主要体现在如下几个方面：架构设计简单超融合在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池，它的扩展方式变为横向增加节点即可这种架构使得企业

8、的基础架构变得简单。有了超融合，CIO在技术架构设计方面，不用再考虑到过多的基础架构设计环节，真正得到极大解放。比如：不再考虑存储设备，和存储网络设备选型，以及不用在存储容量和性能规划（Sizing）上大费脑筋。图：超融合简化IT基础架构设计与实现一句话概括，超融合简化IT基础架构：专用系统、特殊硬件转变为灵活定制的可横向扩展标准硬件；部署简单超融合在于对服务器、存储、网络的融合，由于采用开箱即用的部署方式，可以免去传统集中存储环境下存储的规划、连接、配置等复杂的管理操作，无需再配置Raid组、LUN、卷等。新设备安装上架后只需要约30分钟即可完成初始化配置，用户可以马上开始部署应用虚拟机。超

9、融合集群的扩展也非常方便，通过鼠标点击即可扫描并自动发现新安装的节点，按照提示完成IP地址配置之后，新节点即完成加入集群操作，新增资源也自动纳入资源池统一调度管理。使用简单超融合最大的特点在于可以为用户提供简洁易用的环境。超融合采用傻瓜式推进的方式，比如超融合平台方案在出厂时配置完毕，集团性用户的分支机构自然可以拿来就用，将IT部署就绪的时间直接压缩了十倍乃至更多。用户可以像使用苹果手机一样，使用IT资源，无需关注IT基础架构硬件环境细节。傻瓜式的拿来即用的模式大大利于超融合发展，但这种方式还需要超融合方案厂商与集团性的行业用户的具体应用有着紧密的深入融合才可以实现。这是超融合架构得到行业认可

10、和纵深发展必须要经历的一步，相信未来基于超融合架构打包的行业用户解决方案，将会越来越普遍。维护管理简单超融合方案相比传统架构，体现在管理上就是简单，相比传统架构虚拟化、服务器、存储、网络四层需要分别进行管理配置的复杂性和繁琐，超融合将这些集成到一个用户界面上，用户可以在一个界面上，实现计算和存储资源的池化、CPU/内存/存储 等资源的分配、虚拟机的创建和启动，无疑会为用户带来极大的便利性。当我们在衡量对比各种超融合方案时，可管理性也是一个重要指标，比如是否有单独的统一管理工具，跨地域部署的多个集群是否可以集中管理，与现有Hypervisor管理界面的集成，以及在超融合软件升级时，对现有集群的一

11、键升级等功能。例如基于vSAN的VMWare超融合架构，可以在 vCenter 的 vSphere Web Client 一个单一界面里，即可同时管理和监控计算资源和存储资源。图： 通过vCenter界面管理vSAN同样，通过联想HX超融合的Prism界面实现所有基础架构的管理操作，包括健康检查、物理机管理、虚拟机管理、存储管理、数据保护、告警监控、报表分析等内容。用户不再需要通过不同界面进行各种管理任务，所有任务都在同一个界面中完成，极大减少的管理复杂程度。图： 统一管理界面Nutanix Prism所有物理和虚拟管理对象均提供详细的性能采集数据，包括CPU、内存、磁盘容量、IOPS、吞吐、

12、读写延迟等指标，不再依赖于专用的监控工具和复杂的监控脚本。图：统一监控能力自定义的报表工具可以灵活的将将不同监控项进行组合和展示，减少日常维护的工作量。图2.11 自定义监控指标另外，HX还提供Prism Central的管理组件，可以将多个Prism管理界面集中管理，不仅可以节省管理员在多个集群之间切换的繁琐动作，更能够将多个集群的状态数据进行汇总，可以方便管理员快速定位当前整个IT架构中是否存在热点主机或者热点虚拟机，特别有利于简化大规模IT架构、或者多站点场景下的日常管理任务扩展简单超融合支持无中断的线性扩展，通过弹性扩展能力实现可预测的高性能。新增节点后，集群能自动识别扩大。不再受制于传统存储设备的控制器，磁盘柜的容量限制，以及存储网络设备的端口限制。笔者调研过多家公司IT管理人员，普遍认为：在超融合架构产生之前，传统架构的存储管理员进行容量扩展的工作量可不小，尤其是规模较大的用户，同时管理着各种不同异构存储的时候。当然，卷分配好后，基本就不去动它。不是没必要动，而是怕动了之后，对业务影响非