下载文档原格式
Nutanix超融合之架构设计超融合平台针对于超融合的概念有着不同的理解，因为组件不同(虚拟化、网络等)而理解不同。
然而，核心的概念如下:天然地将两个或多个组件组合到一个独立的单元中。
在这里，“天然”是一个关键词。
为了更加有效率，组件一定是天然地整合在一起，而不是简单地捆绑在一起。
对于Nutanix，我们天然地将计算和存储融合到设备的单一节点中。
这就真正意味着天然地将两个或多个组件整合在一个独立的、可容易扩展的单元中。
其优势在于:1.独立单元的扩展2.本地I/O处理3.消除传统计算/存储的竖井式结构，融合它们在一起目前Nutanix超融合产品有两种形态：1、捆绑式的硬件+ 软件设备（Nutanix NX系列、Dell XC系列及联想HX系列），2、纯软件模式（Nutanix on UCS等）一般来说，从硬件形态看，是在2U 的占用空间中放置2 个节点或4 个节点。
每个节点都运行一个符合行业标准的虚拟机监控程序（当前是ESXi、KVM、Hyper-V, XenServer在目前版本是Tech-Preview）和Nutanix 控制器VM (CVM)。
Nutanix CVM 将运行Nutanix 软件，并为虚拟机监控程序的所有I/O 操作和该主机上运行的所有VM 提供服务。
凭借虚拟机监控程序的功能，利用Intel VT-d 将管理SSD 和HDD 设备的SCSI 控制器直接传递到CVM。
下面是典型节点的逻辑表现形式的一个示例：从软件定义的角度来看，一般来说，软件定义的智能化是在通用的、商品化的硬件之上通过运行软件来实现核心的逻辑，而这些逻辑之前用专有的硬件编程方式实现(例如ASIC/FPGA 等)。
对于Nutanix 而言，是将传统的存储逻辑(例如RAID，去重，压缩，纠删码等)采用软件方式去实现，这些软件运行在标准的x86 硬件上的Nutanix 控制虚拟机(Controller Virtual Machine，即CVM)内。
超融合基础架构•本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。
超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure，或简称“HCI”）也被称为超融合架构，是指在同一套单元设备（x86服务器）中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括缓存加速、重复数据删除、在线数据压缩、备份软件、快照技术等元素，而多节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。
超融合基础架构（Hyper-converged infrastructure，缩写为HCI），是一种集成了存储设备及虚拟运算的信息基础架构框架。
[1]在这样的架构环境中，同一厂商的服务器与存储等硬件单元，搭配虚拟化软件，被集成在一个机箱之中。
[2][3][4]这个名词是从“融合基础架构”派生而成而成的新词，意为可提供比融合式架构更进一步的“融合”•中文名•超融合基础架构•外文名•Hyper-Converged Infrastructure•别名•超融合架构•特征•统一的管理平台定义编辑超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure，或简称“HCI”）是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。
超融合（甚至超超融合）在本地很容易实现：将计算、网络和存储都集成在一个设备内，并且通过它由供应商预先配置好且差不多到手就可以使用。
[1] HCI是实现“软件定义数据中心”(SDDC)的终极技术途径。
HCI类似Google、Facebook后台的大规模基础架构模式，可以为数据中心带来最优的效率、灵活性、规模、成本和数据保护。
超融合架构起初是受到 Google、Facebook 等大型互联网公司通过软件定义技术构建大规模数据中心的启发，结合虚拟化技术和企业IT的场景，为企业实现可扩展的 IT 基础架构。
以自身獨有的分散式檔案系統為基礎，結合虛擬化平臺，Nutanix 將企業IT環境所需的運算與儲存資源，凝縮在NX-3050這臺2U、4節點的應用伺服器中，用戶可選擇搭配VMware、微軟Hyper-V 或KVM等3種虛擬平臺，以VM為核心來配置與運用硬體資源，並能藉由Scale-Out擴充能力，一次以一個節點為單位逐步擴展效能與容量。
可快速完成IT基礎設施的建置Nutanix稱NX系列應用伺服器是虛擬計算平臺（Virtual Computing Platform）產品，我們可以理解為這是在一個設備平臺上，提供了IT應用所需的計算與儲存資源，並且是透過虛擬平臺Hypervisor以VM的型式來配置與運用硬體資源。
這種將計算、儲存等基礎設施功能融合於一臺設備、並以VM為中心來提供應用需求的產品，便是典型的超融合基礎架構（Hyper-Converged Infrastructure）。
NX應用伺服器出廠時，可按用戶需求由Nutanix原廠或經銷商協助完成基本的叢集設定與Hypervisor部署，用戶端只需花費少許時間進行基本環境參數設定，很快便可開始使用NX系列應用伺服器，以VM型式向前端使用者交付需要的資源。
除了以VM型式提供資源外，Nutanix應用伺服器還可透過底層的分散式檔案系統，提供跨節點資料鏡像、分層儲存，以及壓縮、重複資料刪除、快照、Clone與遠端複製等功能，用戶無需另外尋找第三方解決方案，依靠Nutanix應用伺服器本身，便能提供企業儲存必要的資料保護、I/O加速與資料服務功能。
提供多樣化的產品組合Nutanix提供了多種軟、硬體組態產品組合，硬體部份包括NX-1000、NX-3000、NX-6000、NX-7000、NX-8000與NX-9000等一共6個應用伺服器系列，所有機型都是採用2U高度機箱，其中1000與3000系列是2U/4節點的高密度組態，6000與9000系列是2U/雙節點，至於7000與8000系列則是2U/單節點的組態。
1 引言随着新媒体的迅猛发展，业务应用和数据种类越来越丰富，其快速增长和变化要求传统的数据中心必须快速、高效响应，并提供相适配的能力以满足不断变化的业务需求。
但在数据中心的实际运行过程中，一方面，采购新的设备需要花费一段漫长的过程，新设备的部署上线、新业务系统的开发应用、在用业务系统的功能调整或者迭代等，往往又需要数日甚至数月的考虑和操作，消耗大量宝贵的资源和时间；另一方面，传统的硬件部署模式使得设备体量变得越来越庞大，进一步加剧了基础架构的复杂程度，运行维护管理难度加大。
压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。
HCI可为数据中心带来最优的效率、灵活性、规模、成本和数据保护。
使用计算存储超融合的一体化平台，替代了传统的服务器加集中存储的架构，使得整个架构更清晰简单。
2.2 超融合基础架构与传统三层架构比较相比传统数据中心（服务器+光纤交换机+存储）三层架构，超融合架构（计算+存储）具备多个优势，表1就性能、可用性、扩展性等方面技术，获得计算资源的高可用、系统级容错、应用级高可用、虚拟机在线迁移、资源动态负载均衡等能力，使业务系统在可靠性、可用性、可服务性等方面得到有效提升。
具体设计思路如下。
（1）构建x86服务器虚拟化资源池和集中管理服务，统一管理虚拟化资源池中的虚拟机和硬件系统资源，以便提高数据中心的资源利用率。
基于Nutanix架构的模块化数据中心由Nutanix Block（区块）和NutanixNode （节点）组成。
按照同样的CPU和存储容量计算，每台标准的Nuta-摘要：为适应企业信息化建设发展要求，本文对基于Nutanix平台、采用云计算架构来构建的数据中心基础架构进行了探讨，为传统数据中心面临的问题提供一种可实现的解决方案，以满足未来发展需求。
关键词：超融合基础架构云计算 传统架构99. 100. nix Block (区块)设备均含有四个独立的Nutanix 节点，每个Node(节点)都是一台独立的x86服务器，相当于4台x86服务器，达到减少传统硬件采购的个数，节约机房空间，节省电力和空调消耗，建设绿色数据中心的目标。
闪存性能非易失性闪存，一般称之为固态硬盘（SSD ），已经从根本上改变了现代存储服务器技术。
固态硬盘对数据中心基础架构的类型同样产生了深远影响，而这些基础架构已成为“云时代”最重要的因素之一。
2000年代末期，虚拟化已经成为推动数据中心实现突破性发展的创新技术。
虚拟化是指在硬件层对应用与工作负载进行抽象，它为按需扩展铺平了道路。
不过，为了使存储系统满足流量要求以实现预期扩展，数据中心还需要集中化网络存储系统，从而造成昂贵、复杂而低效的存储区域网络（SAN ）与网络附加存储（NAS ）系统。
现在，迎接SSD 的舞台已经搭建完毕。
全闪存阵列问世，进一步增强I/O ，推动虚拟机资源配置性能获得显著改进。
与标准硬盘1相比，SSD 的可靠性提高了15至20倍。
基础架构也得到了简化，因为实现同等性能的配置只需要更少量的磁盘。
瓶颈已由存储转至网络。
与标准硬盘相比，SSD 可实现：可靠性提升Nutanix解决方案简介计算、存储与联网的演变云时代已经到来。
这个时代的主要任务是消除不同资源池，即计算、网络与存储之间的孤岛，最终目标是提供易于使用、具有快速自助服务特点的IT 基础架构，为最终用户提供流畅体验。
这些要求催生了新型数据中心基础架构，也就是超融合基础架构的诞生。
1至1520 倍全新的Web-Scale世界超融合基础架构将计算与存储融合为单一构建模块。
这种构建模块已成为数据中心万兆以太网的标配。
存储层通常以SSD为基础，实现高速读取/写入，这种特点也是确保此类解决方案正常运行的关键所在。
在虚拟化时代的传统配置中，计算与存储资源互相分离。
所有数据都存储于硬盘内，硬盘位于基于硬件的一对存储控制器后，控制器负责操纵存储功能，包括存储池、存储协议与特性，如删除重复数据、压缩、时间点备份或快照等。
典型配置通常只有两部存储控制器，因此各部控制器都必须进行优化，使其负载不超过50%。
如果一部控制器发生故障，另一部控制器将接管其工作，以实现高可用性。
超融合技术原理
超融合技术是一种集成了计算、存储、网络和虚拟化等多种功能的新一代数据中心基础设施。
其原理主要包括硬件和软件两个方面。
在硬件方面，超融合技术通过在每个服务器节点上集成计算、存储和网络功能，实现了资源的共享和复用。
这些服务器节点通过高速网络互联，形成一个集群，在这个集群中，每个服务器节点都可以作为存储节点、计算节点或网络节点来使用。
这种集成的架构使得数据中心的资源能够更加高效地利用，降低了硬件成本和能耗。
在软件方面，超融合技术通过软件定义的方式，将计算、存储和网络等资源进行虚拟化，并通过集中管理和控制平台来实现资源的统一管理。
这样一来，用户可以通过一个简单的界面来管理整个数据中心的资源，无论是计算还是存储，都可以灵活地根据需求进行分配和调度。
超融合技术的原理可以总结为以下几点：
1. 资源集成：超融合技术将计算、存储和网络等资源集成到一个服务器节点中，通过高速网络互联，形成一个集群。
2. 虚拟化：通过软件定义的方式，将计算、存储和网络等资源进行虚拟化，使得用户可以根据需要来分配和调度这些资源。
3. 统一管理：通过集中管理和控制平台，实现对整个数据中心
的资源进行统一管理，提高管理效率。
4. 高可用性：超融合技术通过复制和均衡等机制，提高了系统的可用性和鲁棒性。
总之，超融合技术通过集成计算、存储和网络等资源，实现了资源的共享和复用，通过虚拟化和统一管理，提高了资源的利用效率和管理效率，进而为数据中心的运营带来了更高的性能和灵活性。
超融合架构设计原则及架构示意图导读：在超融合架构方案设计中有以下几个设计原则：以业务需求为导向，遵循互联网标准、分布式一切等。
超融合架构设计原则在超融合架构方案设计中有以下几个设计原则：以业务需求为导向技术架构最终是为业务服务的，因此技术架构的设计一定要以业务的需求为导向，充分考虑非功能需求，例如系统的重要程度、安全要求、业务连续性等。
遵循互联网标准新业务系统都是面向互联网和物联网业务，因此架构体系要遵循互联网数据中心设计和建设标准，吸收互联网架构的优势。
提高资源利用率现已经部署了大量的服务器，资源使用率低是较突出的一个问题，因此在项目中，提高资源利用率成为一个重要的任务。
动态扩展性在IT发展趋势中，动态基础架构已经成为IT基础架构的发展方向。
使IT基础架构成为一个动态、灵活、具有弹性的IT基础架构，同时在IT实时地运营过程可进行灵活的资源动态调整。
资源扩展要体现在计算资源和存储资源的同时扩展。
分布式一切应用系统的高可用性是保障服务等级的重要因素，在架构设计中应该以软件定义为主，借助软件的分布式架构满足高可用性要求，实现系统架构和平台架构的无单点故障、无单点瓶颈问题，保障新一代的业务系统健壮性。
安全性在系统设计中，安全性是一个非常重要的问题。
在架构中需要考虑到虚拟化架构内外部的安全，包括数据安全等问题，以保证整个系统长期安全稳定的运行。
超融合数据中心架构设计超融合架构在数据中心中承担着计算资源池和分布式存储资源池的作用，极大地简化了数据中心的基础架构，而且通过软件定义的计算资源虚拟化和分布式存储架构实现无单点故障、无单点瓶颈、弹性扩展、性能线性增长等能力；在虚拟化层可以自由选择Hypervisor的品牌，包括VMware vSphere、MicroSoft Hyper-v 和KVM；而且通过简单、方便的管理界面，实现对数据中心基础架构层的计算、存储、虚拟化等资源进行统一的监控、管理和运维。
超融合基础架构形成的计算资源池和存储资源池直接可以被云计算平台进行调配，服务于OpenStack、Cloud Foundry、Docker、Hadoop等IAAS、PAAS平台，对上层的互联网及物联网业务等进行支撑。
