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超融合架構與雲、傳統架構對比

日期:2023-05-20    閱讀數:432

内容參考自“2022分(fēn)布式存儲市場調研報告”和“分(fēn)布式存儲發展白(bái)皮書(shū)(2022)”以及“2021年中(zhōng)國分(fēn)布式數據庫市場報告(摘要版)”。

下(xià)載鍊接:下(xià)一(yī)代超融合架構白(bái)皮書(shū)《39+份超融合技術及報告合集》

繼 軟 件 定 義 存 儲 (分(fēn)布式存儲的定義與分(fēn)類)之 後, 一(yī) 種 被 稱 為 超 融 合 的 系 統 快 速 發 展, 超 融 合 的 全 稱 是“ 超 融 合 基 礎 架 構(HCI)”,它集計算、存儲和網絡于一(yī)身,在簡化部署、管理的同時,還可以透過增加或者減少節點,追求計算和存儲資(zī)源橫向擴展,具有彈性伸縮的能力。

對于超融合基礎架構而言,計算資(zī)源彈性伸縮完全可以借助服務器虛拟化技術實現,當時虛拟化技術已經非常成熟,比較難以實現的是存儲資(zī)源的彈性調度和伸縮,也可以理解為存儲虛拟化,但是從技術的演進發展來看,當時存儲虛拟化的主要用途在于實現不同品牌存儲陣列的集中(zhōng)管理和調度,以 IBM 為首,提供多種存儲虛拟化的設備,連接不同時期、不同品牌的存儲陣列産品。所以當初存儲虛拟化強調的并不是存儲資(zī)源池的概念,但是随着軟件定義存儲技術的發展,存儲節點透過網絡連接、橫向擴展、全局單一(yī)命名存儲空間技術成為了現實,也為超融合基礎架構創造了條件,出現了超融合一(yī)體(tǐ)機的産品形式。

也因為超融合一(yī)體(tǐ)機主要突破的是存儲資(zī)源池的技術,所以很多分(fēn)析機構将超融合一(yī)體(tǐ)機歸類到存儲的範疇,成為軟件定義存儲的一(yī)個分(fēn)支。對外(wài)提供存儲資(zī)源服務的是軟件定義存儲,與此同時,利用存儲節點自身的計算能力,對于上層應用提供支撐的就是超融合,這成為了當時一(yī)種普遍的共識。

超融合一(yī)體(tǐ)機易部署、易管理、彈性伸縮,與同樣流行的雲計算的特點完全吻合,因此當時也有觀點認為超融合更像是雲,并以此與軟件定義存儲進行區分(fēn)。最初超融合一(yī)體(tǐ)機并不支持作為存儲系統來使用,強調兼容計算,但是随着市場的發展,也開(kāi)始支持純存儲的單一(yī)應用形式,這就是後話(huà)了。

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最初,超融合系統的分(fēn)析、比較的對象并不是軟件定義存儲,而是一(yī)種被稱為融合基礎架構(Converged Infrastructure)的系統,後者是一(yī)個工(gōng)廠定制,整機櫃交付的産品設備形式,通過這種方式,簡化系統的部署和管理,實現系統的快速上線。融合基礎架構(Converged Infrastructure)的價值在于系統集成服務,與超融合系統強調的資(zī)源池建設,特别是存儲資(zī)源池的實現,還是有本質區别的。簡單說,融合基礎架構(Converged Infrastructure)中(zhōng)所集成的存儲,完全有可能是傳統存儲陣列,不是超融合所強調的軟件定義存儲。這是二者的主要差别。

超融合一(yī)體(tǐ)機還是存算分(fēn)離(lí)?

超融合基礎架構最初是以一(yī)體(tǐ)機的形式交付的,具有易部署、易管理和彈性伸縮的雲計算服務的特征,這也是超融合一(yī)體(tǐ)機也被稱為雲的原因,從單一(yī)應用的角度,通過超融合一(yī)體(tǐ)機來構建的應用,就相當于雲的應用。超融合一(yī)體(tǐ)機也可以用來支持多個應用,前提是,其計算資(zī)源能夠滿足多業務應用的需求。

超融合一(yī)體(tǐ)機雲化的特征完美切合中(zhōng)小(xiǎo)企業技術能力有限,管理和運維能力不足的問題,超融合一(yī)體(tǐ)機的出現,毫無疑問降低了用戶業務應用雲化的門檻,在市場得到了普遍使用和歡迎。

超融合一(yī)體(tǐ)機可以幫助業務實現雲化,但是無法從根本上替代雲計算,換句話(huà)說,超融合一(yī)體(tǐ)機不能夠作為企業私有雲建設的基石。原因很簡單,雲計算基礎設施需要集中(zhōng)承載企業的所有業務,動辄成百上千,超融合一(yī)體(tǐ)機可以承載少量的應用,如果作為企業雲計算基礎設施來使用,難免出現小(xiǎo)馬拉大(dà)車(chē)的局面,勉為其難。

雲計算基礎設施承載的業務應用更加複雜(zá),類型也更加多樣,有計算密集型和存儲密集型應用的區分(fēn),以節點為單元橫向擴展的超融合一(yī)體(tǐ)機的方式,相比就不夠靈活。雲計算所追求的計算、存儲資(zī)源分(fēn)離(lí)的形式,可以根據不同應用的需要,靈活進行擴充,計算不足擴計算,存儲不足擴存儲。

雲計算應用最初的重點是計算資(zī)源的虛拟化,這也是為什麼服務器虛拟化被稱為雲操作系統的原因。雲計算發展到存算分(fēn)離(lí)階段,為了和已有産品方案進行區分(fēn),有廠商(shāng)提出了“雲計算發展下(xià)半場”的概念,并借用了超融合 2.0 的概念,賦予了超融合嶄新的含義。相比于超融合 1.0 的超融合一(yī)體(tǐ)機,超融合 2.0 在市場上遠沒有得到普及和流行,很多人的認知(zhī)還停留在于超融合 1.0的階段。

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從超融合到混合雲?

企業私有雲建設的首要問題是計算資(zī)源池化,服務器虛拟化技術滿足資(zī)源動态調度的需求,這也是為什麼服務器虛拟化被稱為雲操作系統的原因。在衆多私有雲開(kāi)源解決方案中(zhōng),OpenStack 最終脫穎而出,OpenStack 最初提供的主要功能主要集中(zhōng)在計算資(zī)源的調度、監控、協同和管理。

雲計算下(xià)半場強調存算分(fēn)離(lí),并借用了超融合 2.0 的概念。

雲計算的發展經曆了從 IaaS、PaaS、SaaS 到公有雲、私有雲和混合雲的變化,在國内,用 OpenStack 構建私有雲得到用戶的普遍認同,國外(wài)更加青睐使用公有雲。與公有雲相比,私有雲更能滿足數據合規的要求,但在規模和成本上存在差距,混合雲就成為國内用戶的目标,相比之下(xià),國外(wài)更側重多雲的管理。

如何構建混合雲?幫助用戶實現業務目标?

對于混合雲應用而言,以 OpenStack、vSphere、Hyper-V 為主構建的私有雲,與公有雲在本質上是異構系統,要實現混合應用是一(yī)件非常困難的事情。分(fēn)步驟、分(fēn)階段實施混合雲就成為了現實的目标。

作為混合雲應用的第一(yī)步,數據上雲被提了出來,最初是備份數據上雲,鑒于備份數據的特殊格式,不易造成數據洩露,且可以很好利用雲存儲成本低的特點,類似冷數據上雲就成為了最初的應用。在這個基礎之上,合理利用公有雲的計算資(zī)源,就可以實現業務應用的容災。

數據上雲的核心是數據管理,這是容災備份廠商(shāng)的專長,也是數據存儲廠商(shāng)的強項。數據存儲的核心,條帶化、RAID 也好,本質就是數據管理的問題。在數據管理的基礎上,數據存儲廠商(shāng)推出了類似近雲存儲的解決方案。

與此同時,通過與 AWS、Google 等公有雲廠商(shāng)合作,采用 IBM、VMware 所提供的混合雲解決方案,用戶可以使用所熟悉的技術,在私有雲、公有雲之間靈活使用資(zī)源。另外(wài)一(yī)方面,公有雲廠商(shāng)也面向大(dà)型行業企業用戶提供了專屬雲解決方案,其本質也是一(yī)種同構、非異構環境的解決方案。

數據與混合雲應用需求,為數據存儲廠商(shāng)提供新的用武之地,他們也從存儲廠商(shāng)上升為混合多雲解決方案的供應商(shāng)。為了區分(fēn),這裡也借用了超融合,提出了超融合 3.0,HCI 也從 Hyper-Converged Infrastructure(超融合基礎設施)升級為 Hybrid Cloud Infrastructure ( 混合雲基礎設施 ),實現了概念到内容的升華。

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但是對于很多對技術缺乏了解的用戶而言,從一(yī)體(tǐ)機到混合多雲的跨度有點大(dà),讓他們很難跟上技術發展的步伐。

什麼是 SDS 一(yī)體(tǐ)機?與分(fēn)布式存儲、軟件定義存儲、雲存儲有什麼區别和聯系?

還是堅持百易存儲研究院的一(yī)個原則:不拘泥于定義和概念,而是從實際上應用需求出發,SDS 一(yī)體(tǐ)機所能夠解決的具體(tǐ)問題。

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從應用角度,可以劃分(fēn)為需求如下(xià):為 OpenStack 雲提供後端存儲、為虛拟化提供所需的塊數據存儲服務、面向傳統架構的統一(yī)存儲、以及面向海量數據的對象存儲。

目前 SDS 一(yī)體(tǐ)機強調的是開(kāi)箱即用,能夠提供 iSCSI、FC、NFS、CIFS、FTP 等全協議支持的支持,顯然這比較适合中(zhōng)小(xiǎo)企業使用。未來會不會有其他形式的 SDS 一(yī)體(tǐ)機出現,應該說一(yī)切皆有可能。

X86 還是專用設備?

這個問題産生(shēng)還是來自于分(fēn)布式存儲沒有普遍接受的定義,在實踐中(zhōng)就出現了認知(zhī)偏差,類似盲人摸象,每個人都從各自角度闡述對問題的理解。

實際上,x86 還是專用設備在市場上是并存的,此外(wài)還有其他的形式。如果從利用的角度,傳統存儲陣列是不是也可以作為節點存在呢?所以,問題的分(fēn)析并不是 x86 vs 專用設備,不同的方案特點不一(yī)樣,需要用戶根據自己的需要靈活加以選擇。

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性能上的高低上下(xià),可以透過 PoC 測試來解決。可靠性和運維的問題,需要專業人員(yuán)結合實踐給出專業的判斷。對于用戶而言,重要的不是站隊,重要的是視野。

分(fēn)布式存儲是否适用于“關鍵業務”應用?

分(fēn)布式存儲是否可以應用在關鍵業務應用的場景?市場上之所以有這樣的疑問,主要的原因在于缺乏分(fēn)布式存儲的實踐。與集中(zhōng)式存儲陣列相比,分(fēn)布式存儲還屬于新生(shēng)事物(wù),沒有更多的經驗作為參考。

對于新生(shēng)事物(wù)的應用,有一(yī)個逐步探索和實踐的過程,用戶不會貿然從關鍵業務入手,往往會選擇邊緣業務,不斷積累實踐應用的經驗,這是一(yī)個審慎穩妥的做法。

關鍵業務應用對于可靠性、穩定性有着極緻的需求,強調業務應用的穩定和連續,所以能夠用于關鍵業務應用的産品,在可靠性、穩定性方面采取了非常多的措施,以存儲陣列為例,從前端網絡連接、控制器、到後端的磁盤連接,全部采用冗餘設計,确保系統沒有任何單一(yī)故障點,這也是存儲陣列價格昂貴的主要原因,但是這種極緻的可靠性、穩定性能夠确保關鍵業務應用的需求。

與之相比,分(fēn)布式存儲陣列也采取了非常多措施來确保系統的可靠性、穩定性,确保存儲數據不丢失,利用 x86 通用服務器的成本優勢,分(fēn)布式存儲采用多副本、糾删碼的技術确保數據的穩定、可靠性和安全,多副本數據被分(fēn)散到不同的節點、機櫃、機架,确保不會因為單一(yī)硬件故障,造成數據的丢失和不可逆。但出現單一(yī)節點故障之後,分(fēn)布式存儲系統會調用所有的節點,參與數據的恢複,可以确保系統始終處于多副本或者糾删碼的保護之下(xià)。

如今,x86 通用服務器等節點的性能和質量不斷提升,已經具備運行關鍵業務應用的能力,在很多計算應用的場景已經得到了證實,這也為分(fēn)布式存儲奠定了穩定、堅實的基礎。此外(wài),分(fēn)布式存儲橫向擴展的能力更加有助于用戶應對海量數據存儲帶來的挑戰。

雲原生(shēng)成為了應用軟件發展的主要趨勢,透過容器 + 微服務化設計,雲原生(shēng)應用在适應容器的調度、故障隔離(lí)的能力極大(dà)增強,也更加能夠适應叠代更新的需要,雲原生(shēng)應用的發展也降低了對于單一(yī)硬件可靠性的依賴,這種發展趨勢,也有助于分(fēn)布式存儲的推廣和應用。(來源:全棧雲技術架構)


原文鍊接:超融合架構與雲、傳統架構對比


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