超融合架构 — Hyper Converged Infrastructure 小记

前几天，一个同事突然过来问我，什么事超融合架构，具体做什么用的。 当时我对这个概念还停留在比较模糊的状态，因此没能给出一个很好的解答。

于是花了点时间研究了一下这个时下颇为热门的技术，并且给我的同事讲了一遍，效果不错。 也自己总结一下。

要了解这个概念，就先要了解一下目前的架构以及存在的一些挑战。 目前的体系架构中，主要是通过网络，将服务器和存储连接起来，从而实现存储的共享。 并且通过存储的冗余功能，实现高可用性。

这种体系架构应该是目前为止主流的架构，我觉得称之为传统的架构也可以，但是感觉还有点为时尚早。此种架构索面的主要问题在于：

• 系统复杂度高： 因为牵扯到 APP——服务器——网络——存储等多个层面
• 扩展困难： 随着应用，数据，服务器的增加，对存储的CPU，容量等需求的提升，需要对存储进行升级，或者横向扩展，这又会进一步提升系统的复杂度
• 网络延迟和复杂度：网络部分的延迟，交换机配置，兼容性等无法忽视

超融合架构通过几个重要的组件和架构的变化，可以解决这些问题。

简单来讲，超融合就是把传统架构中的网络，存储部分通过软件的方式和x86服务器融合到一起。并且通过虚拟化技术讲这些服务器进行统一的管理。原来存储设备的操作系统中的功能通过软件的方式来实现。这样在一个统一的接口中可以管理服务器，网络，存储。例如Nutanix，在一个2U的Chassis中有四台x86服务器，配置SSD（性能）和HDD（容量），以及CVM（Controller VM，也就是存储的操作系统的实现），以及VMware的ESXi作为Hypervisor, 就实现了一个超融合的架构。存储作为一个或者多个存储池来管理和使用。应用程序，虚拟机在访问数据的时候，通过CVM来访问本地或者在其他服务器上的数据。并且数据是在不同节点之间进行同步。可以看下图：

 

 

我们看看这种架构如何解决传统架构所面临的挑战。

• 通过超融合，原有的多层次都集成到了一起，大大降低了复杂度。
• 如果面临计算，存储资源的匮乏，可以直接通过过横向扩展的方式添加更多的资源。并且扩展的过程相对以前的架构大大的简化。而且数量上可以扩展到非常大，例如Nutanix目前没有硬性的节点数的限制
• 因为网络和存储都已经融合到了一起，网络的配置变得简单，延迟部分相比以前也大幅缩减。

到这里，超融合架构看起来是一个非常棒的概念。但同样也存在一些问题。 例如，

1. 软件形式的存储管理，目前来讲功能上还不是很丰富。
2. 超融合系统的扩展是整体的扩展，存储，计算，网络，但是如果如果客户想单独增加某一部分的资源，超融合在这部分的粒度还不够。例如，传统的存储可以通过简单的增加盘，盘柜就可以实现。
3. 超融合的实现不仅仅限于Nutanix这样的架构，例如VMWare的EVO：RAIL和NetApp的FAS2552同样也是另一种超融合架构的实现。兼顾了功能和可扩展性。

IT这个圈子，感觉每每经过一段时间的变革，就会发生架构上的一个轮回。超融合也不例外，当初共享存储刚刚兴起的时候，服务器都是一个一个的孤岛，存储没有被共享，更好的利用。现在讲超融合，共享存储面临的一些挑战变成了重新回到服务器整合存储，只不过这一次通过虚拟化技术解决了原来的服务器孤岛问题。可以理解成一个更灵活，更高效，扩展更容易的升级版架构。

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