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    2. 超融合基礎架構與X86融合架構的區別和優勢解析
      2017-3-29
      來源:未知
      點擊數: 7508          作者:未知
      • 1、“融合”架構的起源


        “融合”架構最初的解決方案通常包括了服務器、SAN存儲和網絡(以太網或InfiniBand)。一般是由單一供應商提供的包括服務器、存儲和網絡在內的預集成、預驗證的完整解決方案,這是最早的“融合”架構。其實這和傳統的系統集成解決方案差不多。以前做解決方案,客戶需要面對多家供應商,現在已轉變為由單一供應商提供獨立打包的、經過優化的產品和服務。

        這種“融合”架構簡化了系統安裝和業務部署的過程,但傳統SAN存儲的擴展性和性能問題沒有解決,管理性也沒有得到根本的改進。

        從技術角度,這種“融合”架構只是一種設備的集成,一體化交付,盡可能的“開箱即用”,可以簡化系統部署和后續管理,幫助用戶更快的構建洗頭。但是,這種架構沒有真正的實現融合,服務器還是服務器,存儲還是存儲。

        為了解決傳統SAN存儲的性能和擴展性問題,一些廠商開始考慮采用X86服務器作為存儲資源節點。以ORACLE的數據庫一體機Exadata為例,它設有專門的存儲節點,是基于X86服務器組合而成,采用橫向擴展架構,利用存儲節點具備的一定計算能力,將簡單的查詢下發到存儲節點上執行,只返回少量結果數據,這樣可以有效的提升存儲系統效率,帶寬可以隨著存儲節點的加入獲得近乎線性的擴展。在存儲網絡上也沒有采用SAN架構,而是在計算和存儲節點之間統一使用高速的InfiniBand(IB)互聯,消滅網絡異構,提高數據庫訪問性能。這種架構是比較早的軟件定義存儲的模式。

        隨著互聯網的發展,互聯網公司的訪問壓力越來越大,為了解決這個問題,需要一種低成本,高性能而又具有靈活性的分布式處理架構。

        大家都知道X86服務器成本很低,但是硬盤本身的隨機I/O性能很差,而互聯網公司的關鍵業務又需要很高的IOPS。外置SAN存儲雖然可以將多個硬盤聚合在一起,輸出較高的帶寬和IOPS,解決一部分性能問題,但是投入的成本太高。

        在這種情況環境下,采用軟件定義的分布式存儲解決方案滿足了互聯網公司的需求。既可以通過規?;渴鸾鉀Q性能問題,又可以降低整體成本,虛擬化的方案又極具靈活性。通過部署大量的X86服務器存儲節點和計算節點,組建存儲資源池和計算資源池,一種以虛擬化軟件+分布式存儲軟件+X86服務器硬件組成的“融合”架構逐漸流行起來。

        2、兩種“融合”架構的基本概念


        “融合”是指將兩個或多個組件組合到一個單元中,組件可以是硬件或軟件。

        在傳統的X86融合架構概念中,融合架構就是X86物理服務器+存儲設備+虛擬化軟件,其實可以理解為是一種系統集成。即使是ORACLE的數據庫一體機,也可以看做是在一個機柜內的物理設備的系統集成。融合系統的擴展可以只擴充計算或存儲節點,二者沒有直接的相互依賴關系。

        在超融合的概念中,“融合”是指在同一個X86服務器的硬件資源上實現存儲和計算功能,封裝為單一的、高度虛擬化的解決方案。與融合系統一樣采用分布式架構,但是各個節點間沒有明確的計算和存儲的分工。要擴充容量和性能,只需在現有網絡中加入新的節點即可實現自動擴展,直至幾百或上千個節點,部署速度快,易于管理,規模上限大。

        3、兩種“融合”架構之間的相同點


        從架構上分析,兩種“融合”架構都是使用大量標準的x86服務器組成集群,沒有SAN或NAS等共享存儲設備,主要使用分布在每個節點上的服務器的本地硬件做為存儲設備,以軟件定義存儲(SDS)的方式組建共享存儲池。最初起源于大規?;ヂ摼W基礎設施,目前被廣泛應用于傳統IT企業領域。

        我們可以大致概括一下,兩種“融合”架構都是以SDS替代了傳統融合系統中的SAN,然后再加上計算資源虛擬化而組成。

        4、兩種“融合”架構之間的不同點


        4.1、從物理部署上分析

        一般說來,融合系統通常是Rack(機柜)級的,而超融合系統通常是Box(機箱)級的。

        融合架構的計算資源一般都使用刀片服務器,網絡交換機和外置存儲(SAN或基于IB網絡的分布式存儲),需要將這么多設備集成在一起必須使用機柜,否則無法融合到一起。

        超融合架構是在同一套設備中部署計算、網絡、存儲和服務器虛擬化等資源和技術。在下圖中,以2U架構為例,在其四周部署了四個計算節點,節點包括了存儲、計算和網絡。當然,它們是相互獨立的,與刀片服務器不同。

        超融合構架和之前的融合架構在物理架構上有很大的不同,在融合架構中,只是將三個或者四個物理設備組合在一起,每個物理設備本身仍然相對獨立,而在超融合環境中,所有的構成部分都是無縫銜接在一起的,看不到任何縫隙的。

        4.2、從邏輯部署上分析

        在融合架構中,計算和存儲仍然可以是兩個獨立的組件,沒有直接的相互依賴關系。比如,經典的OpenStack+Ceph方案,由虛擬機和多個節點分布式存儲資源池相結合組成一個融合系統,共享X86設備物理資源。

        而超融合架構以虛擬化計算為中心,計算和存儲緊密相關,存儲由虛擬機而非物理機CVM(Controller VM)來控制,并將分散的存儲資源形成統一的存儲池,而后再提供給Hypervisor用于創建應用虛擬機。

        在超融合架構的每個節點之上都配備了CVM,它的作用就是取代磁盤陣列的磁盤控制器,所有的節點上都會有這樣一個虛擬機,后端會通過分布式文件系統實現統一的整合,把所有節點的硬件資源整合成,形成大而單一的存儲池。
        如下圖所示:

        在傳統的融合架構中可以看到,不管是集中式還是分布式,CVM都是在原物理設備上,而不是在虛擬機上。

        5、超融合基礎架構的優勢


        超融合基礎架構實現了計算、存儲、網絡等資源的統一管理和調度,具有更彈性的橫向擴展能力,可以為數據中心帶來最優的效率、靈活性、規模、成本和數據保護。使用計算存儲超融合的一體化平臺,替代了傳統的服務器加集中式存儲的架構,使得整個架構更清晰簡單,極大簡化了復雜IT系統的設計。相對與傳統的IT架構,超融合架構具有天然的優勢。
        下面我們來對比一下兩種架構的擴展方式:

                     數據中心“融合架構”的擴展方式

                     數據中心“超融合架構”的擴展方式
        超融合數據中心,只要滿足軟件定義的標準即可投入到使用中,而傳統架構下的數據中心則是依據各個設備區塊資源的應用狀態去逐一升級設備,即通過單點的形式去購買設備,他們之間始終未能達到一個平衡點。

        超融合架構在擴展性上更能體現出優勢,靈活而高效,具有以下優勢:
        (1)按需采購:無需一次性大規模采購,可以按需購買,隨著業務的增長而添加資源,擴展節點數是無限的。
        (2)快速交付:從上機架開始幾十分鐘內即可交付使用,部署快速;
        (3)簡化管理:單一界面,統一管理計算、存儲、虛擬化等資源,運維管理簡單化;
        (4)彈性擴展:分布式架構,線性擴展,無單點故障;
        (5)單一支持:單一廠商保障所有軟硬件,包括計算、存儲和虛擬化的支持;

        總之,從兩個數據中心的發展對比來說,傳統架構的數據中心是以業務為單位去采購IT設備,超融合是以業務的性能為單位,去采購超融合基礎架構的設備。

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