摘要：IT行業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)了IT行業(yè)中相關(guān)技術(shù)的快速提升，如CPU從幾十MHz的頻率到現(xiàn)在幾GHz，從幾M的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度到幾十G的傳輸速率，從幾噸重的HDD到芯片式的高速SSD等等，這些無(wú)一不改變IT發(fā)展進(jìn)程。超融合技術(shù)是當(dāng)前IT架構(gòu)中又一新興技術(shù)，它將服務(wù)器硬件和軟件資源重新打包，看似簡(jiǎn)單的對(duì)資源重新融合卻給服務(wù)器性能與能耗水平帶來(lái)了質(zhì)的提升。

　　服務(wù)器已經(jīng)是大家非常熟悉的名詞，其發(fā)展歷史并不長(zhǎng)，1981有了第一臺(tái)郵件服務(wù)器，直到1991年才出現(xiàn)了第一臺(tái)網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器。配置上，CPU頻率只有256MHZ、硬盤(pán)2GB、再配上一個(gè)灰度顯示器，這就是當(dāng)年的服務(wù)器的樣子。而現(xiàn)在的服務(wù)器基本上為我們常見(jiàn)到的大主機(jī)(塔式服務(wù)器)或大型數(shù)據(jù)中心的樣子。

　　超融合技術(shù)是服務(wù)器資源的新型集成系統(tǒng)

　　經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，多種技術(shù)不斷發(fā)展與融合，服務(wù)器架構(gòu)也隨之不斷變化，CPU算力不斷增長(zhǎng)，分布式存儲(chǔ)技術(shù)更加成熟，企業(yè)級(jí)SSD更普遍，服務(wù)器虛擬化技術(shù)、萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)成本下降這些技術(shù)和因素的影響下，IT基礎(chǔ)架構(gòu)也開(kāi)始產(chǎn)生了新的發(fā)展方向。

　　超融合技術(shù)就是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上為滿足高性能要求而出現(xiàn)的，超融合技英文名稱(chēng)為Hyper-Converged Infrastructure，Hyper其實(shí)是虛擬化的意思，與Hypervisor一個(gè)含義。超融合技術(shù)具體定義為是指在同一套單元設(shè)備(x86服務(wù)器)中不僅僅具備計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)器虛擬化等資源和技術(shù)，而且還包括緩存加速、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、在線數(shù)據(jù)壓縮、備份軟件、快照技術(shù)等元素，而多節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聚合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)模塊化的無(wú)縫橫向擴(kuò)展(scale-out)，形成統(tǒng)一的資源池。簡(jiǎn)單的理解就是把計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化資源緊密集成在單一的供應(yīng)商提供的一臺(tái)硬件設(shè)備中，是一種新興的以軟件主中心的集成系統(tǒng)。

　　超融合技術(shù)與傳統(tǒng)IT架構(gòu)最大的不同在于分布式存儲(chǔ)的運(yùn)用，將傳統(tǒng)的集群式存儲(chǔ)方式改為節(jié)點(diǎn)式分布存儲(chǔ)。

　　我們以SmartX的的超融合架構(gòu)圖與傳統(tǒng)架構(gòu)圖作一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比。從圖中我們可以看到，傳統(tǒng)架構(gòu)分為三層，一是計(jì)算單元，二是磁盤(pán)與計(jì)算服務(wù)器之間傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)，三是存儲(chǔ)陣列。超融合架構(gòu)，將三層重新組合到一起，最重要的是將存儲(chǔ)陣列放入了單個(gè)節(jié)點(diǎn)，并由分布式存儲(chǔ)技術(shù)統(tǒng)一管理，形成存儲(chǔ)池。超融合架構(gòu)更加簡(jiǎn)單，單個(gè)節(jié)點(diǎn)即具備服務(wù)器基本的功能，空間占用小，由于存儲(chǔ)單元在本地，存儲(chǔ)的速度大幅提升，效能也大幅提高。

　　圖1 超融合架構(gòu)與傳統(tǒng)架構(gòu)對(duì)比

　　超融合技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　簡(jiǎn)單的建設(shè)。超融合精簡(jiǎn)了傳統(tǒng)IT系統(tǒng)的三層架構(gòu)，采用標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器高速互聯(lián)，即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)設(shè)備的功能，不僅大幅降低了設(shè)備的使用量，同時(shí)使IT系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)維簡(jiǎn)單許多。用戶(hù)只需要部署符合要求的超融合一體機(jī)，很快就可以部署業(yè)務(wù)并上線，只需要數(shù)小時(shí)即可完成，這是傳統(tǒng)IT架構(gòu)不能比擬的。

　　投入成本低。IT系統(tǒng)的TCO(總擁有成本)包括建設(shè)、運(yùn)維、人力、能耗等諸多方面，其中占比較大的為運(yùn)維和能耗。由于超融合架構(gòu)不需要專(zhuān)用SAN存儲(chǔ)(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))，即三層架構(gòu)中的存儲(chǔ)陣列層，因此，在同樣的性能要求下，超融合產(chǎn)品只需要傳統(tǒng)架構(gòu)60%的硬件設(shè)置;實(shí)施時(shí)間和人力上可節(jié)省80%左右;其運(yùn)維成本甚至可以降低80%以上。另外，由于超融合架構(gòu)需要更少的硬件設(shè)備，可以節(jié)省機(jī)柜占用空間，能耗節(jié)省可達(dá)40%。

　　橫向擴(kuò)展性更好。當(dāng)超融合架構(gòu)資源不足或性能不夠時(shí)，只需再次增加相應(yīng)性能需求的節(jié)點(diǎn)即可。超融合架構(gòu)在增加節(jié)點(diǎn)時(shí)，擴(kuò)展過(guò)程時(shí)間短且不需要停機(jī)，也不會(huì)影響業(yè)務(wù)的連續(xù)性。當(dāng)完成存儲(chǔ)資源擴(kuò)容后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行容量均衡，這種數(shù)據(jù)全打散的方式不但能夠充分利用整個(gè)集群的IO并發(fā)性能，而且不會(huì)因?yàn)楸镜刈x寫(xiě)的問(wèn)題導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)使用過(guò)少或者過(guò)多的情況。

　　存儲(chǔ)性能強(qiáng)。由于采用分布式存儲(chǔ)作為IO支撐，超融合架構(gòu)可實(shí)現(xiàn)較好的多節(jié)點(diǎn)并發(fā)性能。部分超融合平臺(tái)會(huì)采用數(shù)據(jù)本地化設(shè)計(jì)，采用SSD作為加速緩存，將VM所有數(shù)據(jù)都實(shí)現(xiàn)本地化吞吐，因此單業(yè)務(wù)系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)高速的IO吞吐。由于超融合架構(gòu)沒(méi)有了FC鏈路，所以IO路徑縮短，IO吞吐速度加快。傳統(tǒng)中端陣列8:2 8K混合隨機(jī)讀寫(xiě)性能約3-5萬(wàn)IOPS，還需要海量的HDD硬盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)性能支撐。而對(duì)于較好的超融合產(chǎn)品，單個(gè)節(jié)點(diǎn)8:2 8K混合隨機(jī)讀寫(xiě)很容易達(dá)到3-5萬(wàn)以上IOPS，10個(gè)左右節(jié)點(diǎn)就可以達(dá)到30-50萬(wàn)IOPS。

　　超融合技術(shù)發(fā)展預(yù)測(cè)

　　超融合架構(gòu)較傳統(tǒng)架構(gòu)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?jù)IDC發(fā)布的全球及中國(guó)超融合市場(chǎng)規(guī)模數(shù)據(jù)，2017年全球超融合市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)37億美元，同比增長(zhǎng)64%;中國(guó)市場(chǎng)達(dá)到3.7億美元，同比增速超過(guò)100%。

　　目前超融合技術(shù)領(lǐng)先的企業(yè)是Nutanix，早在2011年就已經(jīng)推出了第一款產(chǎn)品，之后有SimpliVity、Scale Computing、Pivot3等廠商之后，后來(lái)VMware也加入了這個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)廠商聯(lián)想、華為、Smartx都推出了自己的產(chǎn)品。

　　結(jié)語(yǔ)

        超融合技術(shù)是以現(xiàn)有資源為基礎(chǔ)又一集成化產(chǎn)品，它的出現(xiàn)大大提升了傳統(tǒng)產(chǎn)品性能，并且大幅降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，是服務(wù)器技術(shù)發(fā)展的新的方向。從2017年Gather發(fā)布的技術(shù)成熟度曲線，超融合技術(shù)已經(jīng)走過(guò)概念化階段，正走向快速發(fā)展階段。