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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:553

內(nèi)容參考自(zì)“2022分布式存儲市場調研報告”和(hé)“分布式存儲發展白皮書(2022)”以及“2021年(nián)中國分布式數據庫市場報告(摘要版)”。

下載鏈接:下一(yī)代超融合架構白皮書《39+份超融合技術及報告合集》

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

對于超融合基礎架構而言,計算資源彈性伸縮完全可(kě)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(de)是存儲資源的(de)彈性調度和(hé)伸縮,也可(kě)以理(lǐ)解為(wèi)存儲虛拟化,但是從技術的(de)演進發展來看,當時存儲虛拟化的(de)主要用途在于實現不同品牌存儲陣列的(de)集中管理(lǐ)和(hé)調度,以 IBM 為(wèi)首,提供多種存儲虛拟化的(de)設備,連接不同時期、不同品牌的(de)存儲陣列産品。所以當初存儲虛拟化強調的(de)并不是存儲資源池的(de)概念,但是随着軟件定義存儲技術的(de)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(wèi)了現實,也為(wèi)超融合基礎架構創造了條件,出現了超融合一(yī)體機的(de)産品形式。

也因為(wèi)超融合一(yī)體機主要突破的(de)是存儲資源池的(de)技術,所以很多分析機構将超融合一(yī)體機歸類到存儲的(de)範疇,成為(wèi)軟件定義存儲的(de)一(yī)個分支。對外提供存儲資源服務的(de)是軟件定義存儲,與此同時,利用存儲節點自(zì)身的(de)計算能力,對于上層應用提供支撐的(de)就是超融合,這成為(wèi)了當時一(yī)種普遍的(de)共識。

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

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最初,超融合系統的(de)分析、比較的(de)對象并不是軟件定義存儲,而是一(yī)種被稱為(wèi)融合基礎架構(Converged Infrastructure)的(de)系統,後者是一(yī)個工廠定制,整機櫃交付的(de)産品設備形式,通過這種方式,簡化系統的(de)部署和(hé)管理(lǐ),實現系統的(de)快速上線。融合基礎架構(Converged Infrastructure)的(de)價值在于系統集成服務,與超融合系統強調的(de)資源池建設,特别是存儲資源池的(de)實現,還是有本質區别的(de)。簡單說,融合基礎架構(Converged Infrastructure)中所集成的(de)存儲,完全有可(kě)能是傳統存儲陣列,不是超融合所強調的(de)軟件定義存儲。這是二者的(de)主要差别。

超融合一(yī)體機還是存算分離(lí)?

超融合基礎架構最初是以一(yī)體機的(de)形式交付的(de),具有易部署、易管理(lǐ)和(hé)彈性伸縮的(de)雲計算服務的(de)特征,這也是超融合一(yī)體機也被稱為(wèi)雲的(de)原因,從單一(yī)應用的(de)角度,通過超融合一(yī)體機來構建的(de)應用,就相當于雲的(de)應用。超融合一(yī)體機也可(kě)以用來支持多個應用,前提是,其計算資源能夠滿足多業務應用的(de)需求。

超融合一(yī)體機雲化的(de)特征完美切合中小企業技術能力有限,管理(lǐ)和(hé)運維能力不足的(de)問題,超融合一(yī)體機的(de)出現,毫無疑問降低(dī)了用戶業務應用雲化的(de)門檻,在市場得到了普遍使用和(hé)歡迎。

超融合一(yī)體機可(kě)以幫助業務實現雲化,但是無法從根本上替代雲計算,換句話說,超融合一(yī)體機不能夠作為(wèi)企業私有雲建設的(de)基石。原因很簡單,雲計算基礎設施需要集中承載企業的(de)所有業務,動辄成百上千,超融合一(yī)體機可(kě)以承載少量的(de)應用,如(rú)果作為(wèi)企業雲計算基礎設施來使用,難免出現小馬拉大車的(de)局面,勉為(wèi)其難。

雲計算基礎設施承載的(de)業務應用更加複雜,類型也更加多樣,有計算密集型和(hé)存儲密集型應用的(de)區分,以節點為(wèi)單元橫向擴展的(de)超融合一(yī)體機的(de)方式,相比就不夠靈活。雲計算所追求的(de)計算、存儲資源分離(lí)的(de)形式,可(kě)以根據不同應用的(de)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(de)重點是計算資源的(de)虛拟化,這也是為(wèi)什麽服務器虛拟化被稱為(wèi)雲操作系統的(de)原因。雲計算發展到存算分離(lí)階段,為(wèi)了和(hé)已有産品方案進行區分,有廠商提出了“雲計算發展下半場”的(de)概念,并借用了超融合 2.0 的(de)概念,賦予了超融合嶄新的(de)含義。相比于超融合 1.0 的(de)超融合一(yī)體機,超融合 2.0 在市場上遠沒有得到普及和(hé)流行,很多人的(de)認知還停留在于超融合 1.0的(de)階段。

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從超融合到混合雲?

企業私有雲建設的(de)首要問題是計算資源池化,服務器虛拟化技術滿足資源動态調度的(de)需求,這也是為(wèi)什麽服務器虛拟化被稱為(wèi)雲操作系統的(de)原因。在衆多私有雲開源解決方案中,OpenStack 最終脫穎而出,OpenStack 最初提供的(de)主要功能主要集中在計算資源的(de)調度、監控、協同和(hé)管理(lǐ)。

雲計算下半場強調存算分離(lí),并借用了超融合 2.0 的(de)概念。

雲計算的(de)發展經曆了從 IaaS、PaaS、SaaS 到公有雲、私有雲和(hé)混合雲的(de)變化,在國內(nèi),用 OpenStack 構建私有雲得到用戶的(de)普遍認同,國外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(de)要求,但在規模和(hé)成本上存在差距,混合雲就成為(wèi)國內(nèi)用戶的(de)目标,相比之下,國外更側重多雲的(de)管理(lǐ)。

如(rú)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(wèi)主構建的(de)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(de)事情。分步驟、分階段實施混合雲就成為(wèi)了現實的(de)目标。

作為(wèi)混合雲應用的(de)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(de)特殊格式,不易造成數據洩露,且可(kě)以很好利用雲存儲成本低(dī)的(de)特點,類似冷數據上雲就成為(wèi)了最初的(de)應用。在這個基礎之上,合理(lǐ)利用公有雲的(de)計算資源,就可(kě)以實現業務應用的(de)容災。

數據上雲的(de)核心是數據管理(lǐ),這是容災備份廠商的(de)專長(cháng),也是數據存儲廠商的(de)強項。數據存儲的(de)核心,條帶化、RAID 也好,本質就是數據管理(lǐ)的(de)問題。在數據管理(lǐ)的(de)基礎上,數據存儲廠商推出了類似近雲存儲的(de)解決方案。

與此同時,通過與 AWS、Google 等公有雲廠商合作,采用 IBM、VMware 所提供的(de)混合雲解決方案,用戶可(kě)以使用所熟悉的(de)技術,在私有雲、公有雲之間靈活使用資源。另外一(yī)方面,公有雲廠商也面向大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(de)解決方案。

數據與混合雲應用需求,為(wèi)數據存儲廠商提供新的(de)用武之地(dì),他們也從存儲廠商上升為(wèi)混合多雲解決方案的(de)供應商。為(wèi)了區分,這裏也借用了超融合,提出了超融合 3.0,HCI 也從 Hyper-Converged Infrastructure(超融合基礎設施)升級為(wèi) Hybrid Cloud Infrastructure ( 混合雲基礎設施 ),實現了概念到內(nèi)容的(de)升華。

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

什麽是 SDS 一(yī)體機?與分布式存儲、軟件定義存儲、雲存儲有什麽區别和(hé)聯系?

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

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從應用角度,可(kě)以劃分為(wèi)需求如(rú)下:為(wèi) OpenStack 雲提供後端存儲、為(wèi)虛拟化提供所需的(de)塊數據存儲服務、面向傳統架構的(de)統一(yī)存儲、以及面向海量數據的(de)對象存儲。

目前 SDS 一(yī)體機強調的(de)是開箱即用,能夠提供 iSCSI、FC、NFS、CIFS、FTP 等全協議支持的(de)支持,顯然這比較适合中小企業使用。未來會不會有其他形式的(de) SDS 一(yī)體機出現,應該說一(yī)切皆有可(kě)能。

X86 還是專用設備?

這個問題産生還是來自(zì)于分布式存儲沒有普遍接受的(de)定義,在實踐中就出現了認知偏差,類似盲人摸象,每個人都從各自(zì)角度闡述對問題的(de)理(lǐ)解。

實際上,x86 還是專用設備在市場上是并存的(de),此外還有其他的(de)形式。如(rú)果從利用的(de)角度,傳統存儲陣列是不是也可(kě)以作為(wèi)節點存在呢(ne)?所以,問題的(de)分析并不是 x86 vs 專用設備,不同的(de)方案特點不一(yī)樣,需要用戶根據自(zì)己的(de)需要靈活加以選擇。

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性能上的(de)高(gāo)低(dī)上下,可(kě)以透過 PoC 測試來解決。可(kě)靠性和(hé)運維的(de)問題,需要專業人員結合實踐給出專業的(de)判斷。對于用戶而言,重要的(de)不是站隊,重要的(de)是視(shì)野。

分布式存儲是否适用于“關鍵業務”應用?

分布式存儲是否可(kě)以應用在關鍵業務應用的(de)場景?市場上之所以有這樣的(de)疑問,主要的(de)原因在于缺乏分布式存儲的(de)實踐。與集中式存儲陣列相比,分布式存儲還屬于新生事物,沒有更多的(de)經驗作為(wèi)參考。

對于新生事物的(de)應用,有一(yī)個逐步探索和(hé)實踐的(de)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(de)經驗,這是一(yī)個審慎穩妥的(de)做(zuò)法。

關鍵業務應用對于可(kě)靠性、穩定性有着極緻的(de)需求,強調業務應用的(de)穩定和(hé)連續,所以能夠用于關鍵業務應用的(de)産品,在可(kě)靠性、穩定性方面采取了非常多的(de)措施,以存儲陣列為(wèi)例,從前端網絡連接、控制器、到後端的(de)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(de)主要原因,但是這種極緻的(de)可(kě)靠性、穩定性能夠确保關鍵業務應用的(de)需求。

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

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

雲原生成為(wèi)了應用軟件發展的(de)主要趨勢,透過容器 + 微服務化設計,雲原生應用在适應容器的(de)調度、故障隔離(lí)的(de)能力極大增強,也更加能夠适應叠代更新的(de)需要,雲原生應用的(de)發展也降低(dī)了對于單一(yī)硬件可(kě)靠性的(de)依賴,這種發展趨勢,也有助于分布式存儲的(de)推廣和(hé)應用。(來源:全棧雲技術架構)


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