超融合基础架构(Hyperconverged Infrastructure)作为近几年IT基础架构领域最重要变革技术之一,已经为越来越多客户所了解。部分的企业已经将超融合架构尝试应用于各种业务场景,但由于超融合和原有架构差异较大,市场存在各种角度的观点和声音,导致很多用户也存在着如下诸多疑问和顾虑:

1.为什么要上超融合基础架构?超融合与传统架构对比,最核心的区别到底是什么?
2. 超融合的价值把就是把所有功能都融合一起?
3. 超融合是基于服务器构建的,性能、可靠性是否足以支撑核心业务?
4. 听说超融合带来的好处就是便宜?
5. 采用超融合架构,IT使用、维护甚至采购模式都有很大变化,是否真值得去“折腾”一回?

以下通过详细的对比和分析,让读者了解到超融合架构与传统架构的差异点,以及这种新型架构在可靠性、性能、可扩展性和易管理性方面带来提升的重要原因。
一、架构和资源管理模式对比
如下以SmartX 超融合产品为例,分别给出了下超融合架构和传统架构的部署区别和资源管理模式区别。

超融合架构和传统架构的部署区别和资源管理模式区别
图1 传统架构和超融合架构的部署区别
传统架构和超融合架构的部署与资源管理模式区别
图2 传统架构和超融合架构的部署与资源管理模式区别

相比传统FC SAN架构,超融合架构有了如下显著的变化:

超融合架构相比传统FC SAN架构四大差异点

1.不再使用专有的存储硬件和网络,而是使用标准和易于维护的 x86 服务器与万兆以太网交换机;
2.核心是分布式存储,每个服务器就是一个存储控制器,需要说明的是,其中每个节点都需要配置SSD盘作为缓存,缓存容量远大于传统存储的易失性内存,且多节点并发带来更强的聚合性能;
3.逻辑上看,存储不再是由RAID构成的不同存储空间,而是一个统一可弹性扩展的存储池,并且具备更强的扩展能力;
4.分布式存储带来的另一个好处就是在统一的资源池内性能和容量都可以按需配置,而且数据可以自动均衡;
5.计算虚拟化和存储部署于同一服务器节点。

二、分布式存储 + 虚拟化融合部署才是超融合架构本质
对于超融合架构,由于其独特的名称,让很多用户存在一种误解:超融合架构的核心在于融合,因此融合的功能越多越好。但通过以上架构的对比我们看到,超融合架构的变革首先是分布式存储对传统存储的替代,其他更多的优势(例如基于x86服务器构建、并发与易于扩展)都是基于这种替代而带来的。

当然,分布式存储和虚拟化这种独有的部署模式,进一步简化了用户的 IT 架构,降低了使用成本和运维难度,这些价值也大大的加速了用户对分布式存储模式的接受。

三、超融合架构会为 IT 基础架构带来哪些提升?为什么?
不同产品的局部升级,超融合架构对IT基础架构带来的提升是全面的,以下讲逐一解释。
1、有效提升可靠性
很多企业客户对于软件定义数据中心架构的一个常见误解:x86服务器构建的系统可靠吗?虽然 x86 服务器本身存在单点故障,但超融合本身是以集群方式工作的,而且其核心-分布式存储系统首先要解决的问题就是利用多副本等技术构建具备更高可靠性的大规模系统,这些技术都是构建软件定义数据中心的核心。
不仅如此,分布式存储相对比传统集中式存储在可靠性方面还有以下诸多优势,以下给出对比:

分布式存储相对比传统集中式存储在可靠性方面优势

除此以外,SmartX 、 Nutanix 、 VMware 等厂商都提供了从 data checksum 到机架感知、双活、异地备份等特性在内的企业级存储服务,以及和第三方产品整合的企业级高可用和数据保护解决方案。

2、并发性能大幅提升,IO延迟降低
以下依旧以SMTX OS介绍为什么超融合架构可以提升性能并降低访问延迟。
为什么超融合架构可以提升性能并降低访问延迟

其中,分布式架构提升了系统整体的聚合性能;SSD缓存机制提升了单节点访问性能;I/O本地化机制是超融合部署模式下才具备的优势,可以进一步降低访问延迟。需要注意的是, I/O 本地化主要是 SmartX 、 Nutanix 支持,基于 Ceph 等开源产品构建的超融合是不能支持的。

举一个具体的实际例子,由于双控成为瓶颈,HP 3PAR 8440 在8块SSD基本已经到底最大性能,但该读写性能仅使用4个 SmartX 超融合节点即可达到。
超融合读写性能与传统架构对比分析

3、扩展性大幅提升
如前所述,超融合架构的核心分布式存储相对于传统存储在可扩展性上有了本质的提升,包括如下特点:
超融合架构的核心分布式存储相对于传统存储在可扩展性上的提升

其中,异构节点支持需要和厂商确认,类似SmartX可以支持,但很多厂商不提供此类支持。

4、运维难度大幅降低
针对运维难度,我们可以针对整个运维的周期进行两种架构的对比:

超融合架构对比传统架构运维难度大幅降低

从上图可以看出,超融合架构在整个产品运维周期中,不仅大量操作被自动化,运维简单,而且时间短,效率高。可以有效降低人员要求,将 IT 人员解放出来进行更创新的活动。
5、采购成本和总拥有成本的降低
在客户最关注的成本方面,服务器+超融合软件(或超融合一体机)的采购成本,相比服务器加传统中高端存储,已有较大幅度的降低。但除了采购成本,超融合在总拥有成本上有更大的优势。
关于超融合在成本方面的优势对比请点击:
超融合相比传统FC SAN架构有什么成本优势?
可以看到,超融合通过创新的架构,以更优的成本让IT基础架构更敏捷、能力更强,而这些特性,将为用户加快数字化转型奠定坚实基础。

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