超融合架構與虛擬化系統的關係

如果說高性能的物理服務器成就了虛擬化,那麼虛擬化、高性能物理服務器高速網絡則成就了今天的超融合

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虛擬化技術的普及,讓企業數據中心的電力、空間、運維等成本顯著節省。高速網絡成本的降低則讓企業在建設數據中心時萬兆已經成爲首選。當前,很多企業也利用網絡升級改造的機會,將數據中心內部升級成全萬兆。數據在數據中心內部移動的過程中,網絡不再是瓶頸。

        但是,企業的數據產生的速度(特別是大數據、物聯網的應用)也是前所未有的迅猛,數據對於存儲的性能、容量的要求也越來越高,與數據中心內的其他組件不同的是,存儲的成本讓企業建設IT項目時變得束手手腳,企業在存儲系統上的投入已經佔去了數據中心投資半壁江山。考慮到高昂的存儲成本,大多數企業的IT部門只能無奈地選擇非數據冗餘的存儲設備(數據沒有冗餘,但是控制器、電源等有冗餘)進行數據存儲,而不是像服務器架構通過多臺服務器構建集羣來保證高可用性。數據保護依賴數據備份等方式來實現。誰讓存儲貴呢,如果存儲也能像服務器一樣親民,誰不想存儲也可以實現高可用呢。

        當然,對於成本不敏感的用戶已經實現了存儲系統高可用性,比如利用存儲管理產品IBM SVC,EMC VPLEX控制器來實現多套存儲之間的複製同步,通過這些產品的好處是可以實現在不改變應用和用戶習慣的情況下實現數據的副本。如下圖就是IBM SVC的一個示例圖。

 

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        在使用這類的存儲複製方案時,除了需要購買兩套存儲之外,還需要購買相應的存儲管理軟件,FC交換機等等。價格上也基本可以用一個字來形容 :“非常非常貴” (此處是笑點)。

        相對虛擬化技術來說,存儲技術發展經歷了更加漫長的發展。當虛擬化成爲主流後,存儲廠商也很多快在現有的存儲產品上提供虛擬化平臺的支持(如果不能支持虛擬化系統,存儲的銷量將大打折扣)。另外一方面,考慮到虛擬化對於硬件的兼容性虛擬化軟件本身完成了一些本應由儲來完成的工作(或者說由存儲來完成這些更合適的工作),比如快照、備份、虛擬機克隆等等。

        在系統管理方面,虛擬化管理員除了要維護虛擬化系統之外,還需要和存儲打交道,考慮到虛擬機的性能和可用性,管理員不得不掌握存儲技術,如針對虛擬化系統進行專有的存儲分層、RAID組、卷管理設置等等。如果企業規模較大IT部門的分工更細緻時,建設虛擬化系統時部門協調也將花去較多的時間。舉例來說,存儲廠商建議在單個存儲LUN不建議運行超過16個虛擬機,否則性能會有衰減(可參考各存儲廠商針對虛擬化系統的最佳實踐文檔),如果因爲業務突發增長需求,需要臨時上線較多虛擬機時,則必須需要存儲管理員共同參與完成這項工作。而如果存儲設備的空間和性能不能滿足當前業務需求時,則只能通過增加新的存儲設備加盤櫃只能擴展容量,性能並不能得到線性提高)纔可能完成這個任務,而這中間還需要考慮中間的採購流程,到貨週期等。這樣的方法對於當前快速變化的市場環境明顯是不合時宜的(個人覺得這也是公有云變得流行的主要原因之一)。

        超融合集成了計算、存儲和虛擬化技術,並將這三個元素進行了高度整合。以前建設虛擬化項目需要先在存儲上劃分資源,然後配置SAN交換機(設置Mask),在虛擬化主機上進行掛載。而使用超融合系統後,這些複雜繁瑣的工作不再需要,在超融合系統上不再需要考慮RAID,卷等設置,優化,所有的存儲需求會由超融合系統底層的軟件自動完成。而本文之前提到的快照、備份、克隆等功能也不再需要由虛擬化系統來完成,而是虛擬化層將相關任務交給分佈式存儲軟件來完成,真正實現了將以前虛擬化系統的工作直接交給存儲層來完成,實現對虛擬化系統的Offload。以Nutanix爲例,在其超融合平臺上實現了VMware\Microsoft\KVM虛擬化平臺的Offload。

超融合系統是專爲虛擬化負載而設計的集成系統所有可以虛擬化系統上運行的應用都可以在超融合上運行。同時,考慮到一些應用(如ORACLE RAC,SQL Server Cluster)可能還沒有虛擬化,或者有仲裁盤、共享數據盤的需求,這些應用可以利用Nutanix的Acropolis Block Service功能來實現ISCSI存儲的掛載。此外,運行在非超融合架構上的虛擬化系統也可以通過NFS/SMB等協議來實現存儲掛載,滿足虛擬化平臺上的共享存儲需求。

        採用超融合架構之後,當企業需要更多的資源時,企業只需要通過增加節點的方式進行集羣擴容,每增加一個節點,相應的計算、存儲空間和性能可以得到性的增長,且增加節點的工作幾乎是全自動的。另外,得益於Nutanix分佈式系統的架構設計,單一集羣節點數量限制的。這也讓企業擁有了像公有云系統一樣的擴展能力和靈活性。無論是面對平穩的IT業務還是突發的IT需求增長,使用超融合架構無疑對於企業來說都是一個理想選擇

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