超融合系统在2019年的应用与发展

尽管2018年的超融合市场的并购交易活动并没有2017年那样多，但仍然有很多的发展，其重点是转向软件模型，以及在混合云环境中使用超融合基础设施(HCI)。以下是对2019年超融合发展的四个预测：

1.超融合基础设施(HCI)增加了SDS功能

人们很容易将软件定义存储(SDS)与超融合基础设施(HCI)混淆在一起，尽管从可管理性的角度来看这两者有着很大的不同。

软件定义存储(SDS)资源独立于计算资源进行管理，尤其是在虚拟化和容器化环境中。软件定义存储(SDS)显示需要映射到相关虚拟机或容器的LUN、卷或文件。

超融合基础设施(HCI)不仅仅是存储。它仍然是像软件定义存储(SDS)这样的软件定义基础设施，但它是围绕计算结构设计的，而不是存储结构。使用超融合基础设施(HCI)，一切都在计算级别进行管理，无论是虚拟机还是容器。没有要单独管理的LUN，卷或文件。也就是说，超融合基础设施(HCI)面临的挑战是虚拟化软件可以限制集群中的节点数量。因此，在许多情况下，客户需要为不同的用例部署两个不同的软件定义解决方案，而单个软件定义的基础设施是理想的。

虽然由于是传统的存储管理结构，软件定义存储(SDS)无法用作真正的超融合基础设施(HCI)，但专家预测超融合基础设施(HCI)将在2019年增加软件定义存储(SDS)功能，以绕过虚拟化软件强加的集群大小限制。通过将服务器划分为“应用服务器”(具有应用程序虚拟机、虚拟化软件、可能存储的服务器)和“数据服务器”(仅带有存储的服务器)，在同一管理框架下，相同的超融合基础设施(HCI)软件可以扩展到同一个集群的1000个服务器。这使组织能够为超融合基础设施(HCI)和软件定义存储(SDS)用例采用单一供应商的服务，同时仍保留每个解决方案的价值。

2.混合云成为真正的混合云

当今的超融合基础设施(HCI)并不真正适合混合云战略，因为它基本上采用了本地超融合基础设施(HCI)软件堆栈，只是把它放在公共云中的裸机服务器上。虽然在本地部署和公共云中使用相同的管理框架的目标是可以理解的，但这种模型消除了公共云的大部分价值。

例如，如果组织想使用仅在公共云中可用的一些优秀的云原生分析应用程序，那么该怎么办?而如果组织只是在云中的裸机服务器上添加一个本地超融合基础设施(HCI)软件堆栈，那么超融合基础设施(HCI)软件堆栈没有利用公共云中可用的丰富功能。

这种新的混合云模型还可以在公共云中提供企业应用程序数据的即时可用性。然而，在需要数天到数周才能将数据从公共云恢复到本地部署之前，公共云中的恢复可以通过近乎同步的恢复点和5个9的可用性来实现。

在这两种使用案例中，公共云中的复制占用空间最小，因此组织不会承担在公共云中保留整个本地软件堆栈的成本。

专家的预测是，在2019年，人们将开始看到与超融合基础设施(HCI)供应商采用不同的方法，通过利用IT团队知道的本地超融合基础设施(HCI)工具，同时利用云原生服务，更好地适应混合云战略以及使公共云成为现实的应用程序。

3.超融合基础设施(HCI)演变为抽象融合基础设施(ACI)

像虚拟化一样，容器化实际上只是另一种抽象形式。容器比虚拟机更轻、更便携，但是抽象应用程序和操作系统都来自硬件。虽然组织将始终拥有容器和虚拟机的单独基础设施，但大多数组织都倾向于使用单一基础设施。

降低IT基础设施复杂性的超融合基础设施(HCI)价值主张对容器化更具吸引力，因为从DevOps角度来看，其目标是尽可能减少IT交互。因此，很难将传统存储和SDS(软件定义存储)用于容器化，因为它仍然需要存储管理和某种形式的存储知识。

在某些情况下，容器部署在虚拟机中，而超融合基础设施(HCI)无疑是此模型的良好解决方案。但是，为了真正利用容器化和容器编排框架，超融合基础设施(HCI)应该本身支持容器化和虚拟化这两种类型的抽象。

由于所有这些原因，容器化的增长和虚拟化的长尾将使超融合基础设施(HCI)变为抽象融合基础设施或抽象融合基础设施(ACI)。专家期望是人们将在2019年看到抽象融合基础设施(ACI)的首次实施。

4.“HCI软件”继续误导

很多行业都在谈论超融合基础设施(HCI)的软件方法，但大多数引入软件方法的设备供应商都是出于各种错误的原因才这么做的。超融合基础设施(HCI)的软件方法应该主要为客户提供好处。然而，大多数设备供应商采用软件方法的主要原因是通过从硬件业务类别转移到软件业务类别，并提高毛利率(而不是让客户受益)来实现自身利益。尽管他们所推广的软件本质上是一种“以软件为名义”的应用，而超融合设备供应商仍将继续传播软件信息，以取悦财务分析师。

通过对超融合基础设施(HCI)采用真正的软件方法，客户可以在任何供应商的现有服务器上安装该软件，并将其转换到生产中，而不仅仅是将其用于试验或概念验证。客户还可以混合和匹配新的和现有的服务器、不同品牌的服务器和不同型号的服务器。客户还可以购买在新服务器上预先配置的软件，并将这些软件与现有服务器上安装的软件一起部署。

真正的软件方法还将提供永久或期限许可的选择，这在存储处于服务器更新周期时非常重要。使用永久许可证，客户终身拥有该许可证，因此他们可以在服务器更新周期内将其转移到新服务器，而不必每年或每次刷新设备时支付许可证费用。

最后，软件方法在添加容量时提供了最大的灵活性，因为客户可以将驱动器添加到服务器或替换具有更高容量驱动器的服务器中的低容量驱动器。显然，客户可以像使用设备一样添加整个服务器。

专家预计，在2019年，超融合设备供应商将继续保持对软件的模糊定义，并且不会像超融合基础设施(HCI)软件供应商那样向潜在客户提供真正软件方法的所有好处。

超融合架构的产生，一方面是存储、CPU等服务器硬件的快速发展后硬件资源使用率不足，另一方面也是为了解决传统架构在可靠性、性能、可扩展性和易管理性方面的问题。具体来说主要优势有以下几点：

1、有效提升可靠性

很多企业用户对于软件定义数据中心架构有一个常见疑惑：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。

除此以外，部分厂商都提供了具备数据校验、机架感知、双活、异地备份等特性的企业级存储服务，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，I/O 延迟降低

以下以 某厂商软件介绍超融合如何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 本地化主要是部分厂商支持，基于 Ceph 等开源产品构建的超融合是不能支持的。

举一个具体的例子，由于双控成为瓶颈，HP 3PAR 8440 在 8 块 SSD 基本已经到达最大性能，但该读写性能仅使用 4 个 SmartX 超融合节点即可达到。

3、可扩展性大幅提升

如前所述，超融合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。其中，异构节点支持需要和厂商确认，少数厂商可以支持，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：

从上图可以看出，超融合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 人员解放出来着手更创新的工作。

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。

46页电子书推荐：一文读懂超融合：超融合架构从入门到选型落地常见问题合集

一、超融合是什么？

1、超融合是后虚拟化时代的一种产品形态

2000~2010年属于“前虚拟化时代” ，核心特点是：以x86服务器的广泛应用为基础，以服务器虚拟化为主线。业务层面云计算概念从提出、发展到逐渐落地，数据中心的底层IT架构也在不断升级。其中随着计算资源的密集整合，存储子系统的瓶颈越来越明显，需要一种新的技术/架构满足快速增长的需求，所以出现了软件定义数据中心概念，随后软件定义网络、软件定义存储等技术逐渐出现。

2010年左右进入“后虚拟化时代” ，底层IT架构从从服务器虚拟化向存储、网络虚拟化全面迈进。Pure Storage和Nutanix等云计算新锐公司开始进入人们的视野，从存储虚拟化入手提出超融合解决方案。

2、超融合的核心功能是分布式存储系统（存储虚拟化）和统一的资源管理平台

       超融合第一个突破是实现了存储虚拟化。Google采用GFS建立了云计算数据中心场景下的分布式存储系统；在企业端也存在IT扩容升级的需求，其中存储的扩展不像计算那么容易，原有SAN和NAS对架构设计和后期运维的要求较高。超融合是简便的存储虚拟化方案，可扩展性强。

       超融合第二个突破是实现对资源的统一管理。 超融合适用于虚拟化场景，VMware等实现对计算的虚拟化、分布式存储实现存储虚拟化、甚至可以通过NFV实现对网络的虚拟化，虚拟化之后可以通过控制面平台对资源进行灵活调配。超融合厂商不仅实现对硬件集成和虚拟化，同时提供直观、简易的配置管理工具。

3、超融合提供面向业务的一体化IT基础架构方案

数据中心IT部署的技术演进： 传统信息化架构（计算、存储、网络分立）->超大规模Scale-out架构（计算虚拟化、软件定义存储、设计部署维护较负责）->超融合？（目前有一些尝试）

企业数通IT部署的技术演进： 传统信息化架构->集成一体机（仍旧是传统分立架构，但是厂商把服务器、存储、交换机集成到一个机柜中）->超融合（以业务为中心，灵活扩展、方便维护）

4、超融合的应用场景

超融合四类典型应用：（1）VDI （2）大数据平台 （3）ROBO（4）容灾备份

桌面云/VDI ：某机构一期采用7个节点，用于支撑400个VDI桌面的迁移部署；二期新增加14个XC节点，其中部分用于VDI扩容，部分用于应用服务器虚拟化，包括手机证券、网上交易及其他。

大数据平台 ：国内很多把hadoop作为大数据存储（本来hadoop是做大数据计算的），超融合恰好是一个很好的存储解决方案。某机构采用8个全闪节点，其中一个核心模块量化分析。

ROBO ：远程/分支机构的统一部署，特别是不同地区不同机房的全局管理，采用Prism产品作为管理界面和接口。某机构部署了120个节点。

容灾备份 ：

二、超融合主要参与者及差异化？

1、DELL EMC ：2015年nutanix和vmware是很好的合作伙伴，到2015年之后vmare推出vsan超融合软件，nutanix也推出了自己的虚拟化软件AHV（使用nutanix客户中33%使用AHV）。2018年开始双方的合作基本结束了。从DELL EMC本身看，对超融合的重视程度逐渐提升，未来可能更加注重大客户的拓展。

2、深信服： 深信服有自己的虚拟化产品和分布式存储系统，应该是基于开源的软件来开发的。深信服负责超融合的技术负责人是原来vmware的。深信服在产品上的主要优势，主要是包括网络虚拟化、网络安全以及管理界面比较友好。相比海外厂商，集成了网络功能尤其是安全功能是核心差异。

3、新华三： 整合了网络虚拟化的功能，新华三软件授权成本控制非常灵活，主要是通过硬件销售获利。

4、华为： 华为比较有意思，向用户首推存储系列产品，如果用户有超融合需求再推广超融合。目前华为的fusioncube还没有整合网络功能，但是如果需要的话也可以很快地整合。

5、浪潮： 跟vmware谈了一个合作，另外浪潮也在跟nutanix在讨论合作。比如银行有个项目，浪潮已经入围了，加上nutanix的软件可以当作浪潮的一个特殊型号。

6、联想： 软件实力较弱主要是OEM，跟nutanix有合作。

三、超融合未来趋势？

1、Nutanix的未来规划

nutanix规划的三个阶段：

（1）基础设施的超融合；

（2）超融合的2.0阶段，除了超融合之外提供管理界面，连接其他基础设施（超融合、公有云、私有云）；

（3）企业云，除了做底层资源，可以做应用交付，目前也收购了一些做企业应用的项目。

2、与公有云、私有云的关系

超融合的最大竞争对手是公有云。 但是公有云存储一般是跑非结构性数据的（比如图像、视频），超融合主要面向结构化数据。另外面向C端的服务大都使用公有云，但是内部管理及部分生产系统倾向使用超融合/私有云。

超融合可以看做是私有云的一种形态。 客户如果有虚拟化的需求，一般会采用超融合。从这个角度看，在整个企业的云市场，超融合架构可能占比超过一半。就银行客户来讲，不太愿意采用阿里、腾讯的基础设施，一般会用Paas层的服务（比如百信银行，腾讯提供的大数据分析模型，），但是IT基础设施自己建设。

3、Nutanix为什么不做网络虚拟化？

网络开源软件是openswitch，后来openswitch被vmware收购了，市场上新进入者找不到合适的网络开源技术。

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