近年來超融合在國內(nèi)迎來快速增長，根據(jù)IDC最新發(fā)布的報告，2019上半年中國超融合市場增長率達56.7%，大幅超越去年同期。Gartner發(fā)布的最新報告，到2023年我國超融合市場依舊保持23%的快速增長。超融合覆蓋范圍正在進一步擴大，不僅服務(wù)的客戶在向大規(guī)模企業(yè)擴張，應(yīng)用場景也從服務(wù)器虛擬化、VDI擴展到數(shù)據(jù)庫、私有云等關(guān)鍵業(yè)務(wù)。

隨著5G時代邊緣計算數(shù)據(jù)中心的興起，超融合市場正在迎來更大的發(fā)展空間。Gartner預(yù)測，2023年35%以上的超融合產(chǎn)品將應(yīng)用在邊緣計算領(lǐng)域。一起來了解一下超融合和邊緣計算吧!

壹 超融合的起源與內(nèi)涵

隨著云技術(shù)和虛擬化技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的構(gòu)建有了新的思路和方案。2013 年的 vmware 大會上提出 VSAN 技術(shù)，其主要概念是在虛擬化集群中安裝閃存和硬盤來構(gòu)造存儲層。VSAN 技術(shù)配置具有足夠磁盤插槽和存儲控制器的 VSAN主機，形成可擴展的分布式存儲架構(gòu)，生成易于管理的共享存儲源。在 VSAN 技術(shù)的基礎(chǔ)上誕生了超融合架構(gòu)的概念。

超融合架構(gòu)是新一代橫向擴展的軟件定義架構(gòu)，它由整合了 CPU、內(nèi)存、存儲、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化軟件平臺的通用硬件單元組成，沒有固定的中心節(jié)點。它的核心概念包括線性的橫向擴展、計算能力和存儲能力相融合、服務(wù)器端采用高速閃存作為存儲介質(zhì)。超融合架構(gòu)打破了傳統(tǒng)的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲的孤立界線，實現(xiàn)一個統(tǒng)一的HCI形態(tài)。

貳 超融合是什么?

超融合的“超”指“虛擬化”，“超融合”的英文為 Hyper-Converged?？梢钥吹剑诤霞軜?gòu)雖然有一個“超”字，但其并不是什么神秘的概念，也并非“超級”的意思，而是與英文Hypervisor 中的 Hyper 相對應(yīng)，是虛擬化的意思，對應(yīng)著虛擬化這一計算架構(gòu)。

超融合架構(gòu)最核心的改變是存儲，而這一概念的最初推動者也都是來自于互聯(lián)網(wǎng)背景的存儲初創(chuàng)廠商。底層采用標準化的 x86 硬件平臺，上層采用軟件定義的方式，將計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源集成在一起，既簡化了部署，又提高了運維效率。即超融合是通過軟件定義技術(shù)構(gòu)建大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的啟發(fā)，結(jié)合虛擬化技術(shù)和企業(yè) IT 的場景，為企業(yè)實現(xiàn)可擴展的 IT 基礎(chǔ)架構(gòu)。

“超融合架構(gòu)”是指在同一套單元設(shè)備(x86服務(wù)器)中不僅僅具備計算、網(wǎng)絡(luò)、存儲和服務(wù)器虛擬化等資源和技術(shù)，而且還包括緩存加速、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)等元素，而多節(jié)點可以通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來，實現(xiàn)模塊化的無縫橫向擴展(scale-out)，形成統(tǒng)一的資源池。

可以理解超融合是一種基于硬件之上，操作系統(tǒng)之下的中間件，是軟件定義數(shù)據(jù)中心(SDDC)的架構(gòu)，也是一種新興的數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施解決方案。超融合的技術(shù)核心是利用分布式文件系統(tǒng)(NDFS)來替代傳統(tǒng)的SAN和NAS存儲和昂貴的裝用SAN交換機構(gòu)建的存儲網(wǎng)絡(luò)，將虛擬化計算和存儲高度整合到一個平臺。目前業(yè)界普遍的認為，軟件定義的分布式存儲層和虛擬化計算是超融合架構(gòu)的最小集，一般都具有以下通用核心組件：

(1)基于X86服務(wù)器架構(gòu)的分布式存儲。在服務(wù)器虛擬化的基礎(chǔ)上，通過部署存儲虛擬設(shè)備的方式，對本地存儲資源進行虛擬化，再經(jīng)集群整合成資源池，為虛擬機提供存儲服務(wù)。

(2)高速網(wǎng)絡(luò)。超融合使用萬兆以太網(wǎng)，為分布式計算和存儲集群提供可擴展和高可用性的網(wǎng)絡(luò)通道。

(3)統(tǒng)一管理平臺。虛擬化計算和存儲在同一個平臺進行管理，管理員在同一套平臺下進行性能、容量的監(jiān)控，問題排查等運維工作。

通過超融合架構(gòu)融合了計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)等資源，創(chuàng)建一個整體化的資源池，從而實現(xiàn)存儲的共享，并且通過存儲的冗余功能，實現(xiàn)高可用性。

看懂超融合了嗎?

叁 “漢堡”與超融合

上面說了那么多，可能還是不懂，舉生活中常見的“漢堡”來解釋一下超融合吧!

我們知道，以往數(shù)據(jù)中心的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)各自都是獨立的，而超融合系統(tǒng)打破了這一局面。在超融合中，計算與存儲兩者以合二為一，再通過軟件定義的形式將它們打通，構(gòu)成了我們常見的超融合一體機。

上面這段話如果用漢堡來比喻，是這樣▼

在漢堡中，上下兩層面包就是計算與存儲，中間的夾心就是軟件定義和各種服務(wù)。這三者作為一個整體緊密協(xié)作，為企業(yè)和運維人員帶來了很多好處——

快速部署

正常一頓飯，淘米煮飯、洗菜、燒菜，道道工序必不可少，非得懂個十八般武藝不可。而制作漢堡，兩片面包加上蔬菜、奶酪和一塊午餐肉，10分鐘搞定，都不用開火。正如超融合系統(tǒng)，從開機到 VM 調(diào)配只需十幾分鐘，業(yè)務(wù)快速上線不是夢。

易于擴展

沒有什么是一個漢堡吃不飽的，如果有，那就來個巨無霸!

超融合可以從小規(guī)模起步，隨著業(yè)務(wù)量增長，按需擴展即可，性能隨規(guī)模線性提升!

簡便運維

漢堡制作方便，后續(xù)清理也方便，吃完了不用洗碗，省時又省力。正如超融合在一個系統(tǒng)界面下實現(xiàn)所有硬件設(shè)備、資源、功能的統(tǒng)一管理，出了故障不用逐一排查，系統(tǒng)一掃簡單明了，大大節(jié)約了運維人員的工作量。

說到這兒，你可能好奇：“為什么把軟件定義和各種服務(wù)當(dāng)成夾心，計算和存儲不可以?”

這樣排列當(dāng)然是有理由的，因為夾心作為漢堡的靈魂，直接決定了漢堡的好吃與否。就像超融合的計算和存儲，都是基于標準的X86架構(gòu)下生產(chǎn)的通用硬件，而軟件定義和各種服務(wù)才是各家廠商比拼實力的地方。

肆 超融合優(yōu)缺點

超融合優(yōu)點

傳統(tǒng) IT 架構(gòu)化分為很多系統(tǒng)和團隊，比如存儲、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)。其中存儲團隊負責(zé)采購、擴充、支持存儲設(shè)備，維護存儲系統(tǒng)，和存儲廠商打交道。服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)團隊也是一樣的做法。而融合系統(tǒng)就是把其中的兩級或者更多系統(tǒng)通過預(yù)制合成為 1 個。VCE和 HP 提供這種融合系統(tǒng)，用軟件把存儲、計算、網(wǎng)絡(luò)整合起來。VCE = VMware + Cisco + EMC，支持Hyper-V和KVM等管理程序。融合系統(tǒng)只能是通過不同組件來組合，而超融合系統(tǒng)更進一步做成了模塊化設(shè)計，各種組件還可以擴展。

超融合缺點

沒辦法自己升級系統(tǒng)模組內(nèi)部的組件，比如加 CPU、硬盤，只能繼續(xù)增加一個新的模組。比如存儲比較缺，但是 CPU 是夠的，但還得買個模組加進來補充存儲，CPU 就多余了。當(dāng)然自己搭建內(nèi)部模組就不會有這個問題。舊有系統(tǒng)和新系統(tǒng)的整合不便。比如服務(wù)器部門買了超融合系統(tǒng)，就相當(dāng)于把自己的預(yù)算花在了存儲上，而存儲部門也不想因為買了超融合系統(tǒng)而幫計算部門管理計算資源。

伍 邊緣計算呼喚超融合

邊緣計算(edge computing)是指一種在網(wǎng)絡(luò)邊緣進行計算的新型計算模式，其對數(shù)據(jù)的處理主要包括兩部分：其一是下行的云服務(wù)，其二是上行的萬物互聯(lián)服務(wù)。其中，邊緣計算當(dāng)中的“邊緣”是一個相對的概念，主要是指從數(shù)據(jù)源到云計算中心路徑之間的任意計算、存儲以及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)資源。

萬物互聯(lián)時代產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)導(dǎo)致計算處理能力前移，我們發(fā)現(xiàn)最迫切的需求是處理能力和存儲資源，而且需求量很大，當(dāng)然還需要數(shù)據(jù)分析工具，將軟件和數(shù)據(jù)推送到邊緣的工具，以及跨邊緣與集中式云聯(lián)合起來的方法，甚至需要在邊緣本身處的機器學(xué)習(xí)。這一切的一切都清晰地指出，邊緣需要一些更加強大的基礎(chǔ)架構(gòu)能力。

我們認為，超融合適合邊緣計算有以下三個理由：

? 滿足新邊緣節(jié)點的定位

– 邊緣計算讓計算靠近數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理應(yīng)用，分析應(yīng)用軟件都將部署到邊緣，超融合可以為邊緣節(jié)點提供更強大的性能和存儲空間。

– HCI完全虛擬化的廣泛兼容應(yīng)用軟件，擁有合理存儲能力、計算能力和彈性擴展能力，可以滿足更多系統(tǒng)搭載的需求。

? 滿足邊緣計算的受限環(huán)境

– 邊緣的工作環(huán)境條件低于IDC，空間，能耗，維護便利性都不樂觀。

– 精簡型HCI更小尺寸，占用空間小，功耗更低，散熱要求更低，模塊化快速部署能力，遠程管理能力。

? 大幅提升中的性價比

– 邊緣計算規(guī)模大，大批量的采購場景中，性價比必須考慮。

– HCI的硬件正變得更強勁，價格同時也在下降。

同時，超融合架構(gòu)相比傳統(tǒng)系統(tǒng)，是一個“預(yù)處理”好的模塊化基礎(chǔ)架構(gòu)，省掉很多逐個項目設(shè)計部署的工作，而以最適合應(yīng)用程序的標準化形式創(chuàng)建一致的范例和環(huán)境來運行工作負載。如今許多邊緣工作負載都在Linux或VM上運行，基本可以無縫遷移到超融合基礎(chǔ)架構(gòu)。

而關(guān)于超融合產(chǎn)品在邊緣計算里出現(xiàn)的形態(tài)，目前看和普通的超融合產(chǎn)品還是有所區(qū)別的。目前超融合集中部署的情況還是比較多，很多都部署在大型企業(yè)用戶IDC或者云服務(wù)商IDC里。而針對邊緣的使用場景，更合理的形態(tài)是精簡加固型硬件平臺，具有小尺寸，低能耗，高可維護性和安全性的特點，同時還具有其他附加特性，如GPS/加密/自毀等標準產(chǎn)品上不會出現(xiàn)的功能。同時它必須具有完整系統(tǒng)的兼容性，具有相對完整的OS平臺，能夠搭載大多數(shù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析平臺。

陸 展 望

Gartner預(yù)測到2022年，所有企業(yè)將有75%全面展開邊緣計算戰(zhàn)略。在未來兩年邊緣計算大行其道的時刻，我們相信超融合基礎(chǔ)架構(gòu)能夠幫助大家應(yīng)對在這一全新領(lǐng)域要解決的許多新挑戰(zhàn)，一些剛性需求諸如小尺寸，低能耗，極簡部署，易于管理和維護性等能夠得到滿足，有力支持邊緣計算發(fā)展。

參考文獻：

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[4] 戴爾.老媽問我什么是超融合 [M].