详细对比超融合服务器硬件平滑升级方案：新建集群 VS 滚动升级
作者：深耕行业的金融团队 刘慧敏
在企业 IT 基础架构运维中，经常会遇到以下问题，从而需要对服务器硬件进行更换或升级：
- 服务器达到维护期限：通常在金融行业中，生产环境的服务器维护期限在 5 年左右，超过这一期限，服务器需进行下架。
- 服务器维护成本上升：服务器使用时间较长，硬件故障或老化会导致性能和稳定性下降，从而增加了企业在人力、物力等方面的运维成本。
- 服务器难以满足业务需求：随着业务的发展和需求的变化，早期购置的服务器配置无法满足当前的业务需求，升级服务器硬件便需提上日程。
问题是，在硬件升级的同时，运维人员应如何保障关键业务正常开展、性能和稳定性不受到升级影响？针对这一需求，SmartX 为运维人员提供了“新建集群”和“滚动升级”两种方案，帮助企业平稳实现基于超融合架构的服务器硬件替换与升级。下面我们将对两种方案进行详细对比，并通过 2 例实践案例，为用户提供方案选择和落地参考。
超融合服务器平滑升级方案
方案1：新建集群
利用新服务器组建一个新集群，将原集群的虚拟机通过跨集群迁移的方式迁移至新集群，从而完成服务器的平滑升级。
方案2：滚动升级
通过在原有集群中依次对服务器进行替换的方式，实现服务器平滑升级。滚动升级步骤如下：
- 迁移虚拟机：将原服务器节点上的虚拟机迁移至集群中其他服务器节点。
- 迁移数据：将原服务器节点上的存储数据迁移至集群中其他服务器节点。
- 移除节点：将原服务器节点从集群中移除。
- 下架服务器：将原服务器节点关机下架。
- 上架新服务器：将新服务器节点加电、连线和上架。
- 添加节点：新服务器节点加入至原集群中。
- 回迁虚拟机：将虚拟机回迁至新服务器节点上。
欲深入了解服务器硬件滚动升级特性与用户实践，请阅读：如何做到 IT 基础架构软硬件升级简单又不停机？。
平滑升级方案对比
以上提到的两种方案皆可实现服务器硬件平滑升级。而两者分别适合什么样的升级环境？企业应如何选择合适的升级方案？我们可以从以下维度进行对比和评估。
业务连续性
在进行服务器硬件平滑升级时，需保障升级期间集群中的虚拟机业务不受影响。
这两种升级方案都涉及了虚拟机迁移操作。在滚动升级方案中，虚拟机迁移仅涉及计算资源迁移；在新建集群的方案中，虚拟机迁移包含了计算资源迁移和存储资源迁移。虽然这两种方案都可做到不影响虚拟机业务，但因新建集群涉及了存储迁移操作，当集群中存在对业务连续性和 I/O 低延迟要求较高的业务时，滚动升级方案会优于新建集群的方式。
服务器数量
滚动升级方案对新服务器数量并无限制，而新建集群方案中，需确保新服务器数量不低于 3 台。因此，当计划对集群中低于 3 台服务器进行升级时，仅能选择滚动升级方案。
虚拟机 CPU 兼容性
无论是新建集群方案还是滚动升级方案，都需要确保虚拟机可以顺利完成迁移操作。SmartX 集群部署完成后默认会开启虚拟机 CPU 兼容性功能，根据当前宿主机的 CPU 类型和特性，为虚拟机选择一个最接近 的 CPU 模型，同时可以让集群中的虚拟机都继承此 CPU 特性。这一功能可以让虚拟机在不同代数（Generation）的 CPU 中进行平滑迁移。此外，虚拟机也可自定义选择 CPU 兼容性，比如物理透传或者其他 CPU 的兼容性。
因此，为了确保虚拟机可以顺利完成迁移操作，目标主机或者集群的 CPU model 中必须包含待迁移虚拟机的 CPU model 指令集，并且虚拟机迁移到新集群或者目标主机后，此虚拟机依旧继承迁移前的 CPU model。
如果目标主机或者集群不满足平滑迁移条件，则需要将虚拟机进行关机后再进行迁移。
网络资源
在网络资源方面，滚动升级方案可复用原有配置，而新建集群方案需进行重新配置。这个维度主要考虑，当前集群是否具备新建集群的条件。新建集群需同时满足以下 3 个条件：
- 机房机柜预留了可放置新服务器的空间。
- 交换机预留了管理、存储以及业务网络的端口。
- 新集群有足够的地址为管理、存储以及业务等 IP 地址进行规划。
如果满足，则可以选择新建集群和滚动升级这 2 种方案；如不满足，则选择滚动升级的方式。
集群调整
在进行服务器硬件升级前，用户可能计划对以下方面进行调整，如：
- 业务网络调整：计划将集群中的业务网络和管理网络进行物理层面的隔离。
- 机房机柜更改：计划将服务器放置到 IDC 进行统一管理。
- 虚拟化平台变更：计划将基于 VMware 虚拟化的 SmartX 超融合集群，变更为基于 SmartX 原生虚拟化 ELF 的集群。
- CPU 供应商变更：计划将部分业务迁移至信创集群。
如本次集群调整涉及虚拟化平台和 CPU 供应商的变更，因同一个集群中不能同时存在 2 种虚拟化和 2 种 CPU 供应商，所以需要通过新建集群的方式进行服务器硬件升级。如不涉及这两个方面的变更，那么新建集群和滚动升级方式皆可供选择。
适用场景
以上提到的两种服务器平滑升级方案并不存在对立的关系，相反，它们在适用场景上存在较多的重合部分。根据以上分析，我们对这两种升级方案在适用场景上的区别进行了以下总结：
用户案例：方案选择与落地实践
案例 一：采用滚动升级方案实现服务器平滑升级
升级背景
- 10 节点 SmartX 超融合（基于原生虚拟化 ELF）集群，单节点存储使用容量为 15TB – 20TB。
- 1 周内需要完成其中 4 台服务器升级。
- 集群存在业务连续性要求较高且要求 I/O 低延迟的业务，升级期间需尽量保障虚拟机业务不受影响。
- 机房无多余机柜空间以及交换机端口，IP 地址段无多余 IP 地址可供分配。
方案选择与实践
用户当前环境无多余网络资源，同时由于仅升级集群中的部分硬件服务器，应选择滚动升级的方式。采用此方案，一方面可以使新服务器复用原有的服务器网络配置，无需更改网络资源；另一方面，升级部分硬件服务器无需将 1 个集群拆分为 2 个集群，这样可避免增加客户的集群维护工作量。
最终，用户采用滚动升级的方式，在一周时间内，顺利地完成了硬件服务器平滑升级的操作。
案例二：采用新建集群方案实现服务器平滑升级
升级背景
- 8 节点 SmartX 超融合集群，单节点存储使用容量为 12TB – 15TB。
- 3 周内需要完成 8 台服务器升级。
- 8 节点集群被规划为测试集群，机房和集群网络需要被重新调整。
- 在升级期间需尽量保障虚拟机不到影响。
方案选择与实践
用户有集群调整的需求，应选择新建集群的方式来进行服务器平滑升级。在这个方案中，新建集群的网络调整以及位置重新放置等操作，对原有集群几乎不产生任何影响，仅需要将原有集群的虚拟机进行跨集群迁移，即可完成全部虚拟机的迁移动作。
最终用户采用此方案，同样在一周时间内，顺利地将 8 个节点的硬件服务器进行了平滑升级。
此外，五矿期货有限公司也利用 SmartX 超融合对异构集群的支持特性，从 4 节点纯软件（基于 SmartX 原生虚拟化 ELF）逐步扩容到 10 节点，同时完成了从超微四子星到 Dell PowerEdge R730xd 的服务器升级替换。更多案例细节，请阅读：五矿期货超融合硬件平滑升级与多数据中心管理实战。
您还可以扫码获取《SmartX 超融合技术原理与特性解析合集（含 VMware 对比详情）》介绍，了解更多 SmartX 超融合功能特性与使用场景。
