【推荐】不但融合我的设备，还要融合我的假期

娇w兴

 ICT架构师技术交流                                                                                                                               2016-09-30 21:13                    


　　让人兴奋的国庆7天长假，实质上就是融合了双双休的超融合。今天就是祖国的节日，愿可爱的读者们国庆节日快乐，怎么喝都不倒，怎么吃都苗条。
　　
　　 今天我们不讨论SDS(如vSAN、Nexenta、ScaleIO等软硬件解耦，以及我比较认可的ViPR和DJ数据控制分离的产品)技术，也不讨论融合基础架构和超融合基础架构的概念和区别(有很多介绍的文章，大家可以谷歌或度娘一下)，而是聚焦在融合基础架构的生态、主要产品和解决方案。
　　 在讨论融合和超融合架构之前，我们先回顾下场景。从目前来看，主要应用场景包含轻负载虚拟化(VDI、资源池)、混合负载(高性能、或虚拟机租赁等)和数据库加速(以Oracle Exadata为典型)。绝大多数融合架构都是基于某种特定应用或场景而设计，这也是融合架构相比传统服务器、网络和存储积木搭建基础架构的优势所在。
　　
　　 此外，还有之前市场上出现的Oracle SPARC SuperCluster通用一体机、Teradata Aster集成系统、IBM PureSystem专家集成系统、PureApplication应用一体机、PureData大数据和PureScale DB数据库一体机、以及各个厂商的HANA一体机(如 HP AppSystem for HANA)等。随着VMware主推VSAN Ready Node，我们所熟知的HDS/ Fujitsu / SuperMico /HP/Dell Supur EVO: Rail等产品都转向了VSAN Ready Node。
　　 我们再来看看目前主流的融合集成架构，主要分为融合基础架构和超融合基础架构。融合基础架构实质上就是联合验证过、并进行调优和优化过的基于积木搭建的系统，如VCE的VBlock、VxBlock、VCN联盟FlexPod等。超融合系统顾名思义就是高度集成服务器、网络、存储、虚拟化甚至应用的融合系统，也是我们讨论的重点。
　　 目前在市场上，超融合基础架构产品本来就种类繁杂，再加之各自厂商鼓吹，使得客户在面对大量特性同质化产品时，经常面临或陷入选择困窘，不知道到底哪家的产品才能比较切合自己的真实诉求。为了让大家对目前主流架构有个直观的感觉和了解，在此也对各家厂商的产品和方案进行了简述。
　　
　　 谈起超融合，我们就不得不提Nutanix，Nutanix除了本身提供基于超微服务器提供融合系统外，还把软件软件OEM给不同厂商，如Dell、联想等知名厂商。下面我打算以Nutanix超融合系统为例，谈谈我个人对超融合系统如何选择的理解，其他系统如FusionCube、VxRail、VxRack等系统分析，将会在以后文章中陆陆续续呈现给大家。
　　Nutanix主要有NX-1000、NX-3000、NX-6000、NX-8000和NX-9000系列，在Nutanix的最新官网上已经将NX-7000系列去掉，该系列与NX-8000都是单节点类型，NX9000系列从原来的两节点调整为四节点。
　　
　　应用场景
　　 根据现网情况和需求匹配，选择融合系统产品。确定是只支持纯虚拟化环境应用，还是需要同时支持物理机部署架构或者混合部署架构。Nutanix超融合系统是专为虚拟化应用设计，具有很好的虚拟化软件兼容性(vSphere，Hyper-V，KVM)，支持10GE/GE网络组网。但如何需要应用支持虚拟化和物理机混合部署，那可能需要选择其他融合系统。如果部署的应用是明确的(如Oracle OLTP)，为了保证性能和可靠性，并且在商务接受范围内，我们选购Oracle一体机可能是比较合适的。
　　性能要求
　　 一般情况超融合性能都是能满足应用要求。但是决定性能的主要因素在于网络和软件堆栈，如果在10GE/GE网络组网情况下不能满足要求，或有InfiniBand网络的诉求下，Nutanix不能很好满足。Nutanix的软件运行于VM中，基于NDFS文件系统，Nutanix内部采用文件系统，然后封装各种不同的存储协议应对不同的虚拟化平台。在性能和时延上有一定损失，但支持SSD做Cache功能，且数据在本地存储，根据数据热点在不同磁盘或节点间迁移；也支持大规模扩展能力。
　　
　　关键特性支持
　　 丰富的高级特性也是需要重点考虑，如去重，压缩，自动动分级存储，备份，容灾等高级特性都是企业级存储必备的基本特性。ScaleOut存储架构实现弹性增长和扩容，采用副本机制(支持2-3副本)、支持EC来满足数据保护要求;广泛的虚拟化兼容(vSphere，Hyper-V，KVM，另外还提供自有的基于KVM虚拟化)，灵活自动化安装部署；提供工具快速安装等。
　　软件堆栈和架构
　　 超融合架构目前主要有两种，一种如vSAN可以集成在Hypervisor层，而另一种如Nutanix，需要在Hypervisor上面运行一个控制虚机CVM来提供存储服务。Nutanix在架构上分为Prism和Acropolis，Prism 是Nutanix超融合产品的管理系统，可以查看多Clusters的存储，计算资源以及状态，并提供Rest API，CLI等接口；Acropolis是Nutanix超融合产品的虚拟化平台管理系统，对Nutanix Distributed Filesystem（NDFS），AMF以及Hypervisor进行管理。
　　
　　Acropolis分为分布式存储DSF、应用移动性架构AMF和虚拟化管理器VM。Nutanix支持vSphere，Hyper-V、Acropolis Hypervisor(KVM)等多种虚拟化平台，采用了统一的将存储软件部署于CVM的架构。分布式存储软件通过Hypervisor的Intel VT-d（VM直接通路）技术特性，访问服务器的本地存储硬件，如SSD，HDD等，并通过NFS，iSCSI接口向所在节点的业务VM提供存储；支持压缩，去重以及复制容灾等高级特性。
　　
　　 每个节点运行着hypervisor（支持ESXi、KVM、Hyper-V）和Nutanix控制器虚机（CVM）。Nutanix CVM中运行着Nutanix核心软件，服务于所有虚机和虚机对应的I/O操作。通过VM直接通路技术，对于运行着VMware vSphere的Nutanix单元，SCSI控制（管理SSD和HDD设备）被直接传递到CVM。
　　
　　Nuntanix通过为数据建立副本，拷贝到其他Nutanix节点存放，来对数据进行多副本保护(支持EC)。数据从虚拟机先写入到本地Nutanix节点的SSD硬盘中划分出来的OpLog逻辑区域（相当于Cache的作用），本地节点的CVM将数据从本地的SSD的OpLog拷贝到其他节点的SSD的OpLog，拷贝份数可配置。当其他节点CVM确定数据写入完成后给出应答写入完成。
　　云兼容能力
　　Nuntanix实现了与OpenStack的深度集成，通过OpenStack的开发能力使得整个方案按需扩展节约成本，不但发挥了超融合优势，而且实现通过OpenStack对接不同的服务器虚拟化平台。整个架构包含前端API和由技术、存储资源组成的基础架构服务，由OpenStack控制器、Nutainux OpenStack Driver和服务虚拟机组成。
　　OpenStack控制器可以部署在物理机、虚拟机中或是OpenStack on Nutanix虚拟机中，提供OpenStack用户界面和API服务，处理所有对OpenStack的API调用。Nutainux OpenStack Driver负责处理来自OpenStack控制器的API/RPC调用，并转换成本地Nutanix API；OpenStack控制器也可以和Nutainux OpenStack Driver安装在同一个服务虚拟机中，服务虚拟机就是安装有Nutainux OpenStack Driver的虚拟机。
　　
　　 客户端以Web接口、Http、SDK或CLI等API来与OpenStack控制器通信，OpenStack控制器与服务虚拟机OVM通信，并用OpenStack驱动把相关接口转化成Nutanix自身的Rest API调用。
　　微服务化能力
　　Colud Native和微服务化是未来趋势，Nutanix超融合实现对Docker容器技术的支持，全面解决了容器应用数据持久化的问题。Nutanix 通过ACS(Acropolis Container Services)提供了基于Nutanix平台Docker容器化应用的简单部署和管理功能。
　　
　　Nutanix Docker Machine Driver可实现Docker宿主机在Nutanix平台的快速部署，Nutanix将Docker数据卷容器存放Nutanux提供的iSCSI存储上，任意Docker宿主机的容器故障或者被删除，都可以在另外的Docker宿主机上基于原来的数据卷容器启动新的容器应用。Nutanix采用Docker in VM的方式也实现有效隔离保证容器间的安全性。
　　 另外，设备采用高密度，节省机房机架空间，如Nutanix 2U可以配置4个节点，包含了存储与计算，比以往机架式、刀片服务器与磁盘阵列的解决方案节省了大量的空间。简化管理运维也需要考量，通过GUI管理多套设备，可以对单个Cluster内的资源如存储、VM、Hypervisor等进行监控、管理和状态显示等。
　　

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