超融合架構(gòu)（Hyper-Converged  Infrastructure）是指：在同一套x86 服務(wù)器中結(jié)合了計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等資源和服務(wù)器虛擬化技術(shù)，還具有緩存加速、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)等功能，并且將多套設(shè)備采用統(tǒng)一的管理軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聚合，從而形成統(tǒng)一管理的資源池，模塊化的無(wú)縫橫向擴(kuò)展得以實(shí)現(xiàn)。超融合架構(gòu)就是基于通用的服務(wù)器硬件，借助虛擬化和分布式技術(shù)，融合計(jì)算、存儲(chǔ)、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(gòu)天然具備虛擬化的基因。存儲(chǔ)技術(shù)的改變是超融合架構(gòu)中最根本的變化，原先的集中共享式存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變成了軟件定義存儲(chǔ)，特別是分布式存儲(chǔ)。超融合架構(gòu)的核心是分布式存儲(chǔ)，分布式存儲(chǔ)離不開(kāi)軟件定義存儲(chǔ)，軟件定義存儲(chǔ)作為一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，是利用相對(duì)于物理存儲(chǔ)硬件的外部軟件進(jìn)行所有存儲(chǔ)相關(guān)的控制工作，這個(gè)軟件是操作系統(tǒng)或虛擬層的一部分。

數(shù)據(jù)中心發(fā)展經(jīng)歷

1.數(shù)據(jù)中心的傳統(tǒng)架構(gòu)階段

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心所采用的基礎(chǔ)架構(gòu)，是以大型服務(wù)器、小型服務(wù)器、x86服務(wù)器、集中式存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、高可用軟件和管理軟件的復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)，需要很多集成商和不同硬件廠商提供技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)。這種架構(gòu)適合了數(shù)據(jù)大集中的發(fā)展趨勢(shì)。隨著企業(yè)應(yīng)用的不斷增加以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展帶來(lái)的爆發(fā)性增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)孤島式的弊端也日益顯露。

首先，應(yīng)用的可靠性，嚴(yán)重依賴于硬件提供的可靠性、可用性和可維護(hù)性特性，硬件采購(gòu)成本極為高昂。其次，煙囪式建設(shè)，離散式管理；設(shè)備種類繁多，美國(guó)站群服務(wù)器 亞洲服務(wù)器，運(yùn)維難度大，運(yùn)維的成本也隨之增長(zhǎng)。最后，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜導(dǎo)致部署周期長(zhǎng)，系統(tǒng)上線進(jìn)度嚴(yán)重影響；資源調(diào)度靈活性不足，系統(tǒng)資源得不到充分利用。

超融合架構(gòu)在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用探究

2.數(shù)據(jù)中心的虛擬化階段

隨著服務(wù)器虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心開(kāi)始逐步向虛擬化數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)變，數(shù)據(jù)中心進(jìn)入了虛擬化數(shù)據(jù)中心階段。虛擬化技術(shù)就是在一個(gè)物理服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)可移動(dòng)的虛擬機(jī)，這些虛擬機(jī)共享底層硬件，擁有自己的虛擬資源如操作系統(tǒng)，計(jì)算、內(nèi)存和存儲(chǔ)等。虛擬機(jī)可以提高服務(wù)器的利用率，并且虛擬機(jī)支持操作系統(tǒng)的和數(shù)據(jù)的備份、實(shí)施更加靈活。數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)器虛擬化技術(shù)的好處主要有以下幾點(diǎn)。

一是由于利用虛擬化技術(shù)，可以減少對(duì)硬件數(shù)量需求的，從而使硬件采購(gòu)成本大大降低。虛擬機(jī)技術(shù)使數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)備大幅度減少，從而使數(shù)據(jù)中心能耗降低，更加易于維護(hù)、隨著時(shí)間的推移，虛擬化帶來(lái)的成本降低是非常明顯的。

二是應(yīng)用部署的靈活性得到了極大的改善。隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，重新部署應(yīng)用可以通過(guò)虛擬機(jī)的快照技術(shù)在幾分鐘之內(nèi)就能夠完成。同時(shí)，應(yīng)用的備份和遷移同樣也變得簡(jiǎn)單、方便。虛擬化技術(shù)提高了服務(wù)器的資源利用率，利用虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)數(shù)據(jù)中心對(duì)服務(wù)器可靠性、可用性和可維護(hù)性的依賴大大降低。

數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器資源利用率和高可用性的問(wèn)題通過(guò)虛擬化技術(shù)得到解決，隨著虛擬機(jī)數(shù)量的快速增長(zhǎng)，對(duì)存儲(chǔ)I/O的需求也隨之大幅提升，在這種情況下傳統(tǒng)FCSAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)方式又引發(fā)了新的問(wèn)題：第一是可靠性問(wèn)題。由于集中存儲(chǔ)非常依賴于存儲(chǔ)設(shè)備的可靠性、可用性和可維護(hù)性，所以當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)將會(huì)危及整個(gè)虛擬機(jī)資源池。第二是擴(kuò)展性問(wèn)題。存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)遷移非常困難，無(wú)法解決存儲(chǔ)設(shè)備的性能孤島和數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題。第三是性能問(wèn)題。虛擬機(jī)的I/O性能完全取決于后端存儲(chǔ)的能力，而單一存儲(chǔ)的I/O性能現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的瓶頸。第四是運(yùn)維問(wèn)題。各個(gè)廠家的存儲(chǔ)設(shè)備是互不兼容的，IP網(wǎng)絡(luò)與FCSAN也是完全孤立的，加大了運(yùn)維的工作量。第五是成本問(wèn)題。對(duì)專用設(shè)備的依賴顯著地增加了基礎(chǔ)設(shè)施的成本。

軟件定義數(shù)據(jù)中心階段

超融合架構(gòu)替代傳統(tǒng)架構(gòu)的變革，帶來(lái)了數(shù)據(jù)中心開(kāi)始向軟件定義數(shù)據(jù)中心發(fā)展。傳統(tǒng)服務(wù)器虛擬化技術(shù)的資源的虛擬化和管理是通過(guò)專用的硬件設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)，并沒(méi)有徹底實(shí)現(xiàn)硬件資源與虛擬化管理軟件之間的分離。這使得這類技術(shù)并不適用于大規(guī)模的虛擬數(shù)據(jù)中心環(huán)境。而軟件定義的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)、計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)與專用硬件的分離，從而實(shí)現(xiàn)了IT基礎(chǔ)架構(gòu)的真正融合。