Nutanix超融合架构概述

 

  提到Nutanix，大家都知道它是一款超融合架构产品，那么什么是超融合架构呢?

  我们知道，在传统的IT环境中，我们要准备一个生产环境的虚拟机，我们需要什么？

   

   

  如图，我们需要存储，我们需要服务器，我们还需要网络，需要在服务器上安装虚拟化底层操作系统，然后才能在上面创建虚拟机。

  在云计算和互联网+时代之前，我们的服务器是x86架构，是HP、IBM等厂商，存储SAN、NAS，是EMC、NetApp等代表的厂商。服务器承载者计算资源、存储承载数据存取，各是各的架构和体系。而一个成体系的架构解决方案，包含了不同厂家的不同类型的IT产品，组合成一个规模庞大的系统架构体系。不但运维越来越复杂，而且资源耦合和扩展太不便捷。一个小小的资源扩展，往往牵动了各方的神经，首先存储加盘，或者加控制器，加扩展柜等等，计算资源加服务器，加CPU，加内存等，而这些往往也决定了服务器存储需要停机或者是业务需要暂时中断，如果我业务系统无法中断，一般都重新搭建一台环境，然后再将两套环境通过别的方式整合在一起，弄成一个四不像的架构，不但复杂，而且架构越来越乱。

  随着云计算的提出和火热，相应的数据中心得到了加强和重视，如何横向和纵向扩展成了人们快速将资源服务交付给用户的重心。这时传统IT厂商就提出了刀箱式的架构，思科是这方面的先驱，他首先把自身的网络和服务器进行了整合，由于存储技术的限制，只整合了网络和服务器的部分。

  如何让才能够把服务器、网络、存储进行整合呢？传统的IT厂商们，参考了海运集装箱的模式，提出了基于集装箱式的模块化的数据中心解决方案。将服务器、网络、存储全部打包在一个庞大的模块化的集成集装箱中。但是人们发现，这种集装箱式的模块，不但占地面积庞大，耗电，而且费用昂贵，不是经济实惠的解决方案。

  同时，由于互联网的迅速发展，互联网公司发现依靠传统IT的解决方案已经无法承载自身业务的发展；于是互联网纷纷基于开源软件加深自身技术实力进行不断开发和优化调整，以满足自身业务需要。由于互联网公司的业务特性，如果进行横向和纵向的扩展成为了他们面临的问题。他们发现传统的IT厂商提出的基于集装箱式的模块化的解决方案并不能满足他们的需求。而且价格更本就无法承受。

  基于网格计算和分布式系统的流行，为互联网公司在其中得到了灵感，以基于及其廉价的x86架构服务器为基础，利用x86服务器为节点，组成一个分布式架构的系统，将计算资源逻辑的组合成一个计算资源池，x86服务器本身本地磁盘逻辑的组合成一个存储池，就构成了一个横向和纵向扩展都不错的分布式架构系统，而且发现其完全能够承载本身业务带来的高并发和高吞吐。人们把这种模式就称之为Server SAN。

  基于Server SAN，大家看到了在传统存储领域，超越EMC的机会，高举软件定义的大旗，在x86服务器上搭建一套分布式系统，革起了EMC、NetApp等传统存储巨头的命。

  但是这种分布式架构还有一些缺陷，比如互联网公司发现，集群扩展到一定的程度就出现瓶颈，无法实现真正的无限制扩展。而且底层硬盘系统使用传统RAID架构，一旦规模上去了，坏了一块盘，其重构的时间漫长不说，而且这期间性能会受到干扰，各项性能严重下降。而且无法保证在RAID重构期间，不损坏其余的硬盘，如果在这期间再次损坏硬盘，那真是要命。而且硬盘越多重构时间越慢。为了保证数据安全，互联网公司一般基于这种架构，把数据分布式存放了3份。但是基于其元数据的保存仍然采用单独的元数据服务器，这种方式当然元数据服务器一道规模就瓶颈了。怎么解决这个瓶颈，互联网公司们想到了把元数据也存放到硬盘当中，也存放3份做备份。大家想到了没有，这种的方式也有问题。不管他们怎么变怎么改，反正到了规模就上不去了，瓶颈了。

  好了，说了这么半天，该回来说Nutanix了。Nutanix就是为了解决以上这些问题而推出的解决方案。

  Nutanix是超融合架构，即融合了计算资源和存储资源于一体。

  

  Nutanix将融合基础设施、横向扩展架构和软件定义存储的各种优势结合在一起，完美解决以上所遇见的问题。

  

  Nutanix是一台2U的x86服务器，在2U的机箱内，支持1到4个节点，所谓节点，就是一台服务器。每一台Nutanix服务器均包含CPU、内存、网络、SSD或闪存、以及HDD存储功能。Nutanix存储控制器是一种虚拟机，运行于每台服务器上，可将本地存储转换成为共享存储。Nutanix完整集群中的所有可用存储均作为单一的文件系统提供，称为Nutanix分布式文件系统[NDFS]。在Nutanix集群中，所有虚拟存储控制器不断彼此通信。当检测到某个节点发生故障时，集群便立即采取行动，恢复到节点故障发生之前的保护水平。Nutanix摈弃了传统的RAID组和LUN概念，转而实施了文件系统层的数据保护。这种默认的保护机制称为复制因子2（replication factor 2）。它意味着，每一个区块的数据写入集群中的至少一个其它节点上。若某个节点发生故障，则通过集群中的其它地方提供这些数据。因为所有可用节点（CPU、内存、SSD和HDD）均被用来恢复数据，因此重建只需要很少的时间。

  

  同时2U设备之间，集群支持无限制的扩展。如果我需要计算资源，我只需要添加一台节点，然后将节点加入集群即可。给集群添加节点是一个完全动态的过程，无须停机，并可在2次点击之后完成。