超融合架構(Hyper-Converged Infrastructure)是指:在同一套x86 服務器中結合了計算、存儲、網絡等資源和服務器虛擬化技術,還具有緩存加速、重復數據刪除、在線數據壓縮、備份軟件、快照技術等功能,并且將多套設備采用統一的管理軟件通過網絡進行聚合,從而形成統一管理的資源池,模塊化的無縫橫向擴展得以實現。超融合架構就是基于通用的服務器硬件,借助虛擬化和分布式技術,融合計算、存儲、虛擬化為一體。
超融合的英文“Hyper-Converged”中的“Hyper”,意思就是虛擬化,因此超融合架構天然具備虛擬化的基因。存儲技術的改變是超融合架構中最根本的變化,原先的集中共享式存儲轉變成了軟件定義存儲,特別是分布式存儲。超融合架構的核心是分布式存儲,分布式存儲離不開軟件定義存儲,軟件定義存儲作為一種數據存儲方式,是利用相對于物理存儲硬件的外部軟件進行所有存儲相關的控制工作,這個軟件是操作系統或虛擬層的一部分。
數據中心發展經歷
1.數據中心的傳統架構階段
傳統數據中心所采用的基礎架構,是以大型服務器、小型服務器、x86服務器、集中式存儲、網絡、大型數據庫、高可用軟件和管理軟件的復雜系統架構,需要很多集成商和不同硬件廠商提供技術服務團隊。這種架構適合了數據大集中的發展趨勢。隨著企業應用的不斷增加以及互聯網應用發展帶來的爆發性增長的數據,數據中心架構孤島式的弊端也日益顯露。
首先,應用的可靠性,嚴重依賴于硬件提供的可靠性、可用性和可維護性特性,硬件采購成本極為高昂。其次,煙囪式建設,離散式管理;設備種類繁多,美國站群服務器 亞洲服務器,運維難度大,運維的成本也隨之增長。最后,由于系統結構復雜導致部署周期長,系統上線進度嚴重影響;資源調度靈活性不足,系統資源得不到充分利用。
2.數據中心的虛擬化階段
隨著服務器虛擬化技術的出現,數據中心開始逐步向虛擬化數據中心轉變,數據中心進入了虛擬化數據中心階段。虛擬化技術就是在一個物理服務器上運行多個可移動的虛擬機,這些虛擬機共享底層硬件,擁有自己的虛擬資源如操作系統,計算、內存和存儲等。虛擬機可以提高服務器的利用率,并且虛擬機支持操作系統的和數據的備份、實施更加靈活。數據中心應用服務器虛擬化技術的好處主要有以下幾點。
一是由于利用虛擬化技術,可以減少對硬件數量需求的,從而使硬件采購成本大大降低。虛擬機技術使數據中心的硬件設備大幅度減少,從而使數據中心能耗降低,更加易于維護、隨著時間的推移,虛擬化帶來的成本降低是非常明顯的。
二是應用部署的靈活性得到了極大的改善。隨著虛擬化技術的發展,重新部署應用可以通過虛擬機的快照技術在幾分鐘之內就能夠完成。同時,應用的備份和遷移同樣也變得簡單、方便。虛擬化技術提高了服務器的資源利用率,利用虛擬機在線遷移技術數據中心對服務器可靠性、可用性和可維護性的依賴大大降低。
數據中心的服務器資源利用率和高可用性的問題通過虛擬化技術得到解決,隨著虛擬機數量的快速增長,對存儲I/O的需求也隨之大幅提升,在這種情況下傳統FCSAN存儲網絡方式又引發了新的問題:第一是可靠性問題。由于集中存儲非常依賴于存儲設備的可靠性、可用性和可維護性,所以當存儲設備發生故障時將會危及整個虛擬機資源池。第二是擴展性問題。存儲設備之間的數據遷移非常困難,無法解決存儲設備的性能孤島和數據孤島問題。第三是性能問題。虛擬機的I/O性能完全取決于后端存儲的能力,而單一存儲的I/O性能現在已經出現了明顯的瓶頸。第四是運維問題。各個廠家的存儲設備是互不兼容的,IP網絡與FCSAN也是完全孤立的,加大了運維的工作量。第五是成本問題。對專用設備的依賴顯著地增加了基礎設施的成本。
軟件定義數據中心階段
超融合架構替代傳統架構的變革,帶來了數據中心開始向軟件定義數據中心發展。傳統服務器虛擬化技術的資源的虛擬化和管理是通過專用的硬件設備得以實現,并沒有徹底實現硬件資源與虛擬化管理軟件之間的分離。這使得這類技術并不適用于大規模的虛擬數據中心環境。而軟件定義的技術實現了存儲、計算、網絡與專用硬件的分離,從而實現了IT基礎架構的真正融合。