近年來超融合在國內迎來快速增長，根據IDC最新發布的報告，2019上半年中國超融合市場增長率達56.7%，大幅超越去年同期。Gartner發佈的最新報告，到2023年我國超融合市場依舊保持23%的快速增長。超融合覆蓋範圍正在進一步擴大，不僅服務的客戶在向大規模企業擴張，應用場景也從服務器虛擬化、VDI擴展到數據庫、私有云等關鍵業務。
隨着5G時代邊緣計算數據中心的興起，超融合市場正在迎來更大的發展空間。Gartner預測，2023年35%以上的超融合產品將應用在邊緣計算領域。一起來了解一下超融合和邊緣計算吧！
01
超融合的起源與內涵
隨着雲技術和虛擬化技術的發展，網絡服務的構建有了新的思路和方案。2013 年的 vmware 大會上提出 VSAN 技術，其主要概念是在虛擬化集羣中安裝閃存和硬盤來構造存儲層。VSAN 技術配置具有足夠磁盤插槽和存儲控制器的 VSAN主機，形成可擴展的分佈式存儲架構，生成易於管理的共享存儲源。在 VSAN 技術的基礎上誕生了超融合架構的概念。
超融合架構是新一代橫向擴展的軟件定義架構，它由整合了 CPU、內存、存儲、網絡和虛擬化軟件平臺的通用硬件單元組成，沒有固定的中心節點。它的核心概念包括線性的橫向擴展、計算能力和存儲能力相融合、服務器端採用高速閃存作爲存儲介質。超融合架構打破了傳統的服務器、網絡和存儲的孤立界線，實現一個統一的HCI形態。
02
超融合是什麼？
超融合的“超”指“虛擬化”，“超融合”的英文爲 Hyper-Converged。可以看到，超融合架構雖然有一個“超”字，但其並不是什麼神祕的概念，也並非“超級”的意思，而是與英文Hypervisor 中的 Hyper 相對應，是虛擬化的意思，對應着虛擬化這一計算架構。
超融合架構最核心的改變是存儲，而這一概念的最初推動者也都是來自於互聯網背景的存儲初創廠商。底層採用標準化的 x86 硬件平臺，上層採用軟件定義的方式，將計算、存儲、網絡等資源集成在一起，既簡化了部署，又提高了運維效率。即超融合是通過軟件定義技術構建大規模數據中心的啓發，結合虛擬化技術和企業 IT 的場景，爲企業實現可擴展的 IT 基礎架構。
“超融合架構”是指在同一套單元設備（x86服務器）中不僅僅具備計算、網絡、存儲和服務器虛擬化等資源和技術，而且還包括緩存加速、重複數據刪除、在線數據壓縮、備份軟件、快照技術等元素，而多節點可以通過網絡聚合起來，實現模塊化的無縫橫向擴展（scale-out），形成統一的資源池。
可以理解超融合是一種基於硬件之上，操作系統之下的中間件，是軟件定義數據中心（SDDC）的架構，也是一種新興的數據中心基礎設施解決方案。超融合的技術核心是利用分佈式文件系統（NDFS）來替代傳統的SAN和NAS存儲和昂貴的裝用SAN交換機構建的存儲網絡，將虛擬化計算和存儲高度整合到一個平臺。目前業界普遍的認爲，軟件定義的分佈式存儲層和虛擬化計算是超融合架構的最小集，一般都具有以下通用核心組件：
（1）基於X86服務器架構的分佈式存儲。在服務器虛擬化的基礎上，通過部署存儲虛擬設備的方式，對本地存儲資源進行虛擬化，再經集羣整合成資源池，爲虛擬機提供存儲服務。
（2）高速網絡。超融合使用萬兆以太網，爲分佈式計算和存儲集羣提供可擴展和高可用性的網絡通道。
（3）統一管理平臺。虛擬化計算和存儲在同一個平臺進行管理，管理員在同一套平臺下進行性能、容量的監控，問題排查等運維工作。
通過超融合架構融合了計算、存儲和網絡等資源，創建一個整體化的資源池，從而實現存儲的共享，並且通過存儲的冗餘功能，實現高可用性。
看懂超融合了嗎？
03
“漢堡”與超融合
上面說了那麼多，可能還是不懂，舉生活中常見的“漢堡”來解釋一下超融合吧！
我們知道，以往數據中心的計算、存儲和網絡各自都是獨立的，而超融合系統打破了這一局面。在超融合中，計算與存儲兩者以合二爲一，再通過軟件定義的形式將它們打通，構成了我們常見的超融合一體機。
上面這段話如果用漢堡來比喻，是這樣▼
在漢堡中，上下兩層面包就是計算與存儲，中間的夾心就是軟件定義和各種服務。這三者作爲一個整體緊密協作，爲企業和運維人員帶來了很多好處——
快速部署
正常一頓飯，淘米煮飯、洗菜、燒菜，道道工序必不可少，非得懂個十八般武藝不可。而製作漢堡，兩片面包加上蔬菜、奶酪和一塊午餐肉，10分鐘搞定，都不用開火。正如超融合系統，從開機到 VM 調配只需十幾分鍾，業務快速上線不是夢。
易於擴展
沒有什麼是一個漢堡吃不飽的，如果有，那就來個巨無霸！
超融合可以從小規模起步，隨着業務量增長，按需擴展即可，性能隨規模線性提升！
簡便運維
漢堡製作方便，後續清理也方便，吃完了不用洗碗，省時又省力。正如超融合在一個系統界面下實現所有硬件設備、資源、功能的統一管理，出了故障不用逐一排查，系統一掃簡單明瞭，大大節約了運維人員的工作量。
說到這兒，你可能好奇：“爲什麼把軟件定義和各種服務當成夾心，計算和存儲不可以？”
這樣排列當然是有理由的，因爲夾心作爲漢堡的靈魂，直接決定了漢堡的好吃與否。就像超融合的計算和存儲，都是基於標準的X86架構下生產的通用硬件，而軟件定義和各種服務纔是各家廠商比拼實力的地方。
04
超融合優缺點
超融合優點
傳統 IT 架構化分爲很多系統和團隊，比如存儲、服務器、網絡。其中存儲團隊負責採購、擴充、支持存儲設備，維護存儲系統，和存儲廠商打交道。服務器和網絡團隊也是一樣的做法。而融合系統就是把其中的兩級或者更多系統通過預製合成爲 1 個。VCE和 HP 提供這種融合系統，用軟件把存儲、計算、網絡整合起來。VCE = VMware + Cisco + EMC，支持Hyper-V和KVM等管理程序。融合系統只能是通過不同組件來組合，而超融合系統更進一步做成了模塊化設計，各種組件還可以擴展。
超融合缺點
沒辦法自己升級系統模組內部的組件，比如加 CPU、硬盤，只能繼續增加一個新的模組。比如存儲比較缺，但是 CPU 是夠的，但還得買個模組加進來補充存儲，CPU 就多餘了。當然自己搭建內部模組就不會有這個問題。舊有系統和新系統的整合不便。比如服務器部門買了超融合系統，就相當於把自己的預算花在了存儲上，而存儲部門也不想因爲買了超融合系統而幫計算部門管理計算資源。
05
邊緣計算呼喚超融合
邊緣計算（edge computing）是指一種在網絡邊緣進行計算的新型計算模式，其對數據的處理主要包括兩部分：其一是下行的雲服務，其二是上行的萬物互聯服務。其中，邊緣計算當中的“邊緣”是一個相對的概念，主要是指從數據源到雲計算中心路徑之間的任意計算、存儲以及網絡相關資源。
萬物互聯時代產生海量數據導致計算處理能力前移，我們發現最迫切的需求是處理能力和存儲資源，而且需求量很大，當然還需要數據分析工具，將軟件和數據推送到邊緣的工具，以及跨邊緣與集中式雲聯合起來的方法，甚至需要在邊緣本身處的機器學習。這一切的一切都清晰地指出，邊緣需要一些更加強大的基礎架構能力。
我們認爲，超融合適合邊緣計算有以下三個理由：
• 滿足新邊緣節點的定位
– 邊緣計算讓計算靠近數據，數據處理應用，分析應用軟件都將部署到邊緣，超融合可以爲邊緣節點提供更強大的性能和存儲空間。
– HCI完全虛擬化的廣泛兼容應用軟件，擁有合理存儲能力、計算能力和彈性擴展能力，可以滿足更多系統搭載的需求。
• 滿足邊緣計算的受限環境
– 邊緣的工作環境條件低於IDC，空間，能耗，維護便利性都不樂觀。
– 精簡型HCI更小尺寸，佔用空間小，功耗更低，散熱要求更低，模塊化快速部署能力，遠程管理能力。
• 大幅提升中的性價比
– 邊緣計算規模大，大批量的採購場景中，性價比必須考慮。
– HCI的硬件正變得更強勁，價格同時也在下降。
同時，超融合架構相比傳統系統，是一個“預處理”好的模塊化基礎架構，省掉很多逐個項目設計部署的工作，而以最適合應用程序的標準化形式創建一致的範例和環境來運行工作負載。如今許多邊緣工作負載都在Linux或VM上運行，基本可以無縫遷移到超融合基礎架構。
而關於超融合產品在邊緣計算裏出現的形態，目前看和普通的超融合產品還是有所區別的。目前超融合集中部署的情況還是比較多，很多都部署在大型企業用戶IDC或者雲服務商IDC裏。而針對邊緣的使用場景，更合理的形態是精簡加固型硬件平臺，具有小尺寸，低能耗，高可維護性和安全性的特點，同時還具有其他附加特性，如GPS/加密/自毀等標準產品上不會出現的功能。同時它必須具有完整系統的兼容性，具有相對完整的OS平臺，能夠搭載大多數的基礎數據分析平臺。
06
展望
Gartner預測到2022年，所有企業將有75％全面展開邊緣計算戰略。在未來兩年邊緣計算大行其道的時刻，我們相信超融合基礎架構能夠幫助大家應對在這一全新領域要解決的許多新挑戰，一些剛性需求諸如小尺寸，低能耗，極簡部署，易於管理和維護性等能夠得到滿足，有力支持邊緣計算髮展。
參考文獻：
[1] 郭濤.超融合就是這麼簡單 [J].中國計算機報.
[2] 錢朝陽.淺談超融合基礎架構 [J].網絡與信息工程.
[3] 於耳.一種基於vSAN的分佈式存儲系統構建和應用 [J].中國教育信息化
[4] 戴爾.老媽問我什麼是超融合 [M].
轉發擴散一起促進邊緣計算領域知識傳播
