超融合：架构演变和技术发展

超融合架构解读超融合可以说是目前业内最大的热点之一，大型厂商和创业公司纷纷投身其中。

不过，与从业者的津津乐道相比，超融合的广大目标用户却对其缺乏足够的认识，甚至一些IT专业人士也还不知超融合究竟为何物。

因此，在华为公司的支持下，企事录从即日起开设“FusionCube超融合大讲堂”，以每10天左右一期的节奏连载，帮助您深入了解超融合的方方面面。

本文作为开篇，先来说说超融合是什么……近几年来，超融合系统的热度越来越高，各种打着超融合旗号的公司和产品如雨后春笋般涌现，令人眼花缭乱，也引发了很多困惑：究竟什么是超融合系统？与融合系统是什么关系？一体机又是怎么回事？最关键的是：超融合有什么用？回答了之前的问题，也就不难理解了。

基本概念与分类无论从中英文的字面意义来理解，超融合（Hyperconverged）都应该是在融合（Converged）之后发展起来的——如果要分类，前者应该属于后者的一支。

IDC和Gartner也是这么认为的，虽然在细节上有所区别。

譬如，Gartner似乎很喜欢Integrated（集成）和Infrastructure（基础设施）这两个词。

大的分类上，IDC所谓Converged Systems（融合系统），Gartner称为Integrated Systems（集成系统）。

IDC与Gartner对融合系统的大致分类（注：随时间推移略有变化）IDC将融合系统（Converged Systems）分为三类，前两类——集成系统（Integrated Systems）和认证参考系统（Certified Reference Systems）——主要是供应商构成不同，技术成分上基本没有区别，都是由服务器硬件、磁盘存储系统、网络设备供应商和基本构件/系统管理软件组成的供应商认证的预集成系统。

Gartner也有对应的分类，分别称为集成基础设施（Integrated Infrastructure）系统和参考架构（Reference Architecture）系统，合称融合基础设施（Converged Infrastructure，CI）。

超融合：架构演变和技术发展1、超融合：软件定义一切趋势下的诱人组合超融合是以虚拟化为核心，将计算、存储、网络等虚拟资源融合到一台标准x86服务器中形成基本架构单元，通过一整套虚拟化软件，实现存储、计算、网络等基础功能的虚拟化，从而使购买者到手不需要进行任何硬件的配置就可以直接使用。

“超”特指虚拟化，对应虚拟化计算架构。

这一概念最早源自Nutanix等存储初创厂商将Google/Facebook等互联网厂商采用的计算存储融合架构用于虚拟化环境，为企业客户提供一种基于X86硬件平台的计算存储融合产品或解决方案。

超融合架构中最根本的变化是存储，由原先的集中共享式存储（SAN、NAS）转向软件定义存储，特别是分布式存储（如Object、Block、File存储）。

“融合”是指计算和存储部署在同一个节点上，相当于多个组件部署在一个系统中，同时提供计算和存储能力。

物理融合系统中，计算和存储仍然可以是两个独立的组件，没有直接的相互依赖关系。

超融合则重点以虚拟化计算为中心，计算和存储紧密相关，存储由虚拟机而非物理机CVM(ControllerVM)来控制并将分散的存储资源形成统一的存储池，而后再提供给Hypervisor用于创建应用虚拟机。

超融合已从1.0阶段发展至3.0阶段，服务云平台化趋势明显，应用场景不断丰富。

超融合1.0，特点是简单的硬件堆砌，将服务器、存储、网络设备打包进一个“盒子”中；超融合2.0，其特点则是软件堆砌，一般是机架式服务器+分布式文件系统+第三方虚拟化+第三方云平台，具有更多的软件功能。

在1.0和2.0阶段，超融合和云之间仍旧有着“一步之遥”，并不能称之为“开箱即用”的云就绪系统，超融合步入3.0阶段，呈现以下两个特点：服务的云平台化。

它所交付的不仅是软硬一体的超融合方案，更是一套完整的云平台服务：用户只需要一次性投入，就能够得到完整的云服务。

假设用户是第一次上云，只需满足最基本的IaaS服务即可；随着云化的深入，用户开始在云上部署业务，在需要开发测试，需要数据库、大数据等应用的时候，不需要增加任何节点，便可在已有的超融合部署环境里获得丰富的PaaS服务，如数据库、缓存、大数据、数据仓库、容器平台、人工智能、物联网等。

浅谈数据中心架构演变（一）引言：数据中心架构是企业信息技术基础设施的核心组成部分，随着企业需求和技术发展的变化，数据中心架构也在不断演变。

本文将从五个方面对数据中心架构演变进行探讨。

正文：一、传统三层架构1. 数据中心的三层架构是指核心层、汇聚层和接入层。

2. 核心层负责连接不同汇聚层和处理不同接入层之间的数据传输。

3. 汇聚层负责将来自接入层的数据进行聚合和转发。

4. 接入层是数据中心与终端用户设备之间的最后一层。

5. 传统三层架构对于大型企业来说运维复杂，性能不高，扩展性差。

二、软件定义网络（SDN）1. SDN架构将网络控制层与数据转发层分离，实现了网络设备的集中管理和灵活控制。

2. SDN架构可以提供更高的灵活性和智能化的管理能力。

3. SDN将网络虚拟化，实现了逻辑上的分离和独立性。

4. SDN架构能够实现对数据中心的流量和资源进行动态调配和优化。

5. SDN架构对于解决传统三层架构的扩展性和性能问题具有显著优势。

三、云计算1. 云计算架构将数据中心的计算、存储和网络资源进行虚拟化和统一管理。

2. 云计算架构可以提供弹性伸缩的计算能力，根据业务需求自动调整资源。

3. 云计算架构通过网络虚拟化和软件定义存储技术实现对存储和网络资源的灵活调配。

4. 云计算架构提供了统一的服务管理平台，方便用户访问和管理。

5. 云计算架构对于降低成本、提升灵活性和加速创新具有重要意义。

四、超融合架构1. 超融合架构将计算、存储、网络和虚拟化等基础设施整合到一套硬件平台上。

2. 超融合架构提供高度集成和优化的解决方案，简化了数据中心的部署和管理。

3. 超融合架构具有高性能和高可用性，可满足企业对于数据中心业务的快速响应和可靠性要求。

4. 超融合架构能够实现资源的共享和动态调度，提高资源利用率。

5. 超融合架构具有灵活性和可扩展性，适用于不同规模和业务需求的企业。

五、边缘计算1. 边缘计算架构将计算、存储和网络资源移动到离用户近的边缘设备上进行处理和存储。

中国超融合行业发展趋势发展历程政策背景需求趋势一、发展历程超融合技术是指将计算、存储、网络等多种技术融合到一台服务器中，实现资源的集中管理和整合。

这种技术可以提高系统性能、降低能耗，同时简化管理和维护工作，被广泛应用于云计算、大数据等领域。

随着云计算、大数据等信息技术的快速发展，中国市场对于高性能、低成本的技术需求逐渐增加，超融合技术开始得到越来越多的关注。

国内企业开始研发和推出自己的超融合产品，并迅速崛起。

到了2024年，超融合行业迎来了爆发期。

国内外厂商纷纷进入中国市场，超融合产品的市场规模逐年扩大。

超融合行业开始了快速发展的新阶段。

二、政策背景中国政府高度重视信息技术的发展，将其作为国家发展的战略支撑。

在国家“十三五”规划中，明确提出要推动信息技术与产业深度融合。

超融合技术作为信息技术领域的一种前沿技术，得到了政府的大力支持。

政府出台了一系列政策和措施，以促进超融合行业的发展。

例如，加大对超融合技术研发的支持力度，提供专项资金和税收优惠政策；加强超融合技术标准制定和推广，提高产品的质量和性能；加强超融合技术与传统行业的融合，推动超融合技术的广泛应用等。

这些政策为超融合行业的发展提供了良好的政策环境和市场机遇，吸引了更多的企业投入到超融合行业，推动了行业的快速发展。

随着云计算、大数据等技术的广泛应用，中国市场对于高性能、低成本的IT解决方案的需求逐渐增加。

超融合技术正是满足这一需求的理想选择。

首先，超融合技术集成了计算、存储、网络等多种功能于一体，大大简化了IT系统的部署和管理工作，提高了效率；同时，超融合技术采用虚拟化技术，可以实现资源的弹性分配和共享，提高系统利用率。

其次，超融合技术具有高性能和低成本的特点，可以满足中国市场对于高性能、低成本的IT解决方案的需求。

超融合技术的集成和优化可以提高系统性能，减少能耗；同时，超融合技术的规模化生产和集中管理可以降低成本。

再次，随着云计算、大数据等技术的广泛应用，超融合技术将得到更多的应用场景。

超融合架构分析和主要技术阵营超融合架构将围绕虚拟化计算的存储、网络集成到了同一个硬件盒子中，生态系统涵盖软件和硬件厂商，因其核心是软件，在这里我们集中讨论三类有代表意义的软件厂商，而并不展开讨论整个生态系统：“超融合存储”厂商，作为“超融合”架构概念的来源，Nutanix、SMARTX、Simplivity等超融合存储厂商通过其稳定、高性能、丰富的企业级数据保护特性的存储构建了核心竞争力，是目前“超融合”生态圈的核心玩家之一。

“VMware”，作为虚拟化领域的霸主，VMware为保卫VMware生态系统推出vSAN和EVO:RAIL，借助vSphere的市场份额，推广其超融合存储解决方案，是目前“超融合”生态圈的第二个大玩家。

“Openstack等开源阵营”，OpenStack厂商乘风借势，借助开源项目Ceph也推出了自己的超融合解决方案，与超融合存储厂商和VMware一起，初步形成了超融合存储市场的三类玩家。

这些厂商虽然都是超融合架构，却各有侧重和优缺点，让我们逐一对此进行分析。

超融合存储厂商引领超融合架构超融合存储厂商典型代表有Nutanix、SMARTX、Simplivity等，这些厂商将传统互联网公司的计算存储融合架构用于虚拟化环境中，支持企业构建计算存储合二为一的数据中心架构。

超融合存储厂商首先抓住的是用户数据中心虚拟化规模增大后的存储痛点问题（如性能、容量、运维、易用性问题），为虚拟化数据中心构建更快、更易扩展、更易用的存储解决方案，降低数据中心的整体拥有成本。

存储厂商推出的超融合方案有两大优点，一方面，其不绑定任何计算平台，既支持VMware，也支持OpenStack、KVM、Hyper-V、XEN SERVER等，甚至未来还会支持Docker，中立的立场十分明显，可以和多种虚拟计算平台厂商合作，有助于用户摆脱计算平台的绑定；另一方面，其存储的稳定性、性能和企业所需的数据保护特性（如异地容灾、同城双活、备份等）比另外两类玩家有很大优势，可以直接切入企业的核心业务。

超融合市场发展现状引言超融合是一种集成了计算、存储和网络等基础设施的技术，可以通过一个统一的管理界面进行操作和管理，从而实现快速部署和灵活扩展。

近年来，超融合市场发展迅速，成为IT基础设施建设的热门领域。

本文将围绕超融合市场的发展现状展开讨论。

超融合市场的背景超融合市场起源于云计算和虚拟化技术的发展。

云计算的兴起促使企业对IT基础设施的需求发生变化，从传统的物理机架构向虚拟化的基础架构转变。

而超融合技术的出现，则使得企业能够更加便捷地实施虚拟化，降低管理和维护成本。

超融合市场的发展趋势1.快速增长：超融合市场在过去几年呈现出快速增长的趋势。

根据市场研究机构的数据显示，超融合市场的年复合增长率高达30%以上。

2.垂直领域的应用广泛：超融合技术在各个行业都有广泛的应用，特别是在金融、制造业和医疗等垂直领域。

超融合技术可以提供高可用性和可靠性，满足各个行业对环境安全和数据保护的需求。

3.大规模部署的支持：超融合技术可以支持大规模的部署，能够在短时间内实现数百个节点的集中管理和控制。

这为企业提供了灵活、高效的IT基础设施管理方式。

4.人工智能的融合：随着人工智能技术的发展，超融合市场也在与人工智能技术进行融合。

超融合架构可以提供高性能和高并发的计算能力，满足人工智能应用对计算资源的需求。

超融合市场的挑战和机遇1.竞争激烈：随着市场的发展，超融合市场的竞争也日趋激烈。

各大厂商纷纷推出自己的超融合产品，这对于初创企业而言是一种挑战，但对于市场来说也是一种机遇，可以选择适合自己的产品和服务。

2.安全性和稳定性的需求：超融合技术作为核心的IT基础设施，其安全性和稳定性对于企业来说至关重要。

市场需要提供高可靠性、高安全性的产品和服务，以满足企业对数据安全和业务连续性的要求。

3.技术更新迭代快：IT技术的更新迭代速度非常快，超融合市场也不例外。

市场需要不断跟进和引入最新的技术，以提供更强大、更高效的超融合解决方案。

超融合技术的发展和应用场景1、超融合架构的基本概念超融合基础架构（简称“HCI”），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。

超融合基础架构中的H指的是“Hyper”即虚拟化，对应虚拟化计算架构，比如VMware的EXSI、KVM和Hyper-V等。

融合“Converged”指的是将计算和存储部署在同一个节点上，相当于多个组件部署在一个系统中，同时提供计算和存储能力。

如下图所示，超融合架构中最根本的变化是存储，由原先的集中共享式存储（SAN/NAS）变为软件定义存储。

利用软件定义的方式将互连的x86服务器的本地硬盘（SSD和HDD）形成存储资源池，组建分布式存储架构，在此基础上实现了企业级的数据服务（如：弹性副本、快照、容灾等）供上层虚拟化平台使用。

其实，超融合架构要达到的目的之一，就是现实软件与硬件的解耦。

使用通用的服务器实现，传统架构下使用专用硬件才能达到的功能。

2、超融合架构的发展起源HCI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，采用计算存储融合架构用于虚拟化环境，为企业客户提供一种基于X86硬件平台的计算存储融合产品或解决方案，为企业实现可扩展的IT基础架构。

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。

以GOOGLE的技术架构为例：Google的核心技术架构为GFS分布式文件系统、BigTable分布式数据存储系统和Mapreduce计算框架。

Gfs 分布式文件系统可以使用廉价的磁盘，存储海量的数据，并提供快速的查询与高安全性，并能自动扩展海量数据规模的限制。

GFS分布式文件系统性能随着客户端的数量几乎线性增加，是一个低成本，高收益的解决方案。

超融合基础架构解决方案（二）引言概述超融合基础架构解决方案是一种将存储、计算、网络和虚拟化等基础设施整合在一起的技术，旨在通过集成化及自动化的方式提供高度灵活性和简化管理操作的解决方案。

本文将对超融合基础架构解决方案进行详细阐述，包括其工作原理、优势和实施步骤等。

正文1. 高度集成化的基础设施- 存储、计算和网络的集成：超融合基础架构解决方案将存储、计算和网络集成在一台物理设备上，提供一站式的基础设施管理。

- 虚拟化的整合：通过虚拟化技术，将多台物理服务器整合为一个虚拟化环境，提供更高的资源利用率和灵活性。

- 管理软件的整合：超融合基础架构解决方案提供以软件方式进行管理的集中控制平台，简化管理操作和提高效率。

2. 自动化运维管理- 自动化部署：超融合基础架构解决方案可通过自动化部署工具快速、自动地部署新的硬件设备或虚拟化节点。

- 自动化扩展：根据需求的增长，超融合基础架构解决方案可以轻松地扩展节点和资源，实现动态的资源调度和负载均衡。

- 故障预测与自愈：通过内置的监控和分析功能，超融合基础架构解决方案可以及时发现硬件故障，并自动将工作负载迁移到其他节点上，实现自动化的故障恢复。

3. 灵活性与扩展性- 资源弹性分配：超融合基础架构解决方案可以根据应用的需求动态分配资源，并确保每个应用获得足够的计算、存储和网络资源。

- 快速应用交付：通过虚拟化技术，超融合基础架构解决方案能够快速部署新的应用，加速应用交付的速度，提高业务的灵活性。

- 网络扩展性：超融合基础架构解决方案可以通过软件定义网络（SDN）技术实现网络资源的动态配置和扩展，提供更高的网络灵活性。

4. 性能和可靠性- 高性能计算：超融合基础架构解决方案提供高度集成的硬件和软件，可以实现高性能的计算和存储，满足各种业务的需求。

- 数据保护与备份：通过内置的数据保护和备份功能，超融合基础架构解决方案可以保护数据的安全性和可靠性，防止数据丢失和故障。

超融合技术是指在一个单一的硬件平台上集成了计算、存储、网络和虚拟化等多种功能的技术，它的出现极大地简化了数据中心的架构，提高了运维效率和性能。

在过去几年中，超融合技术已经成为了数据中心架构的主流选择，但随着技术的不断发展和用户需求的变化，超融合技术也在不断演变和变化。

本报告将对2024年超融合技术的发展趋势进行分析和展望。

一、超融合技术的应用场景拓展在过去，超融合技术主要应用于虚拟化环境下的数据中心，但随着人工智能、大数据、云计算等新兴技术的快速发展，超融合技术的应用场景也在不断拓展。

未来，超融合技术将不仅仅局限于数据中心，还将应用于边缘计算、物联网、容器化、深度学习等领域，为各种应用场景提供更加灵活、高效的解决方案。

二、超融合技术与容器技术的融合容器技术作为一种轻量级的虚拟化技术，已经成为了云计算领域的热门技术，超融合技术与容器技术的融合将为用户提供更加灵活、高效的应用部署和管理方式。

未来，超融合技术将更加紧密地与容器技术结合，为用户提供一体化的解决方案。

三、超融合技术的软硬件一体化传统的超融合技术通常是通过软件定义的方式实现多种功能的集成，但是随着硬件技术的不断发展和成熟，超融合技术也在向硬件一体化的方向发展。

未来，超融合技术将更加注重硬件与软件的协同设计，实现更高效、更稳定的性能。

四、超融合技术的安全性与可靠性提升随着信息安全问题的日益突出，超融合技术的安全性和可靠性也成为了用户关注的焦点。

未来，超融合技术将不断加强对安全性和可靠性的设计和实现，通过加密、隔离、监控等技术手段保障数据的安全和隐私。

五、超融合技术的自动化运维随着数据中心规模的不断扩大，手工运维已经无法满足现代数据中心的管理需求，超融合技术将更加注重自动化运维的设计和实现。

未来，超融合技术将通过AI技术、自动化工具等手段，实现对数据中心的智能化管理和运维。

结语超融合技术作为数据中心架构的未来趋势，将在未来继续快速发展和演变。

随着技术的不断进步和用户需求的不断变化，超融合技术将不断创新和升级，为用户提供更加灵活、高效的解决方案。

超融合架构发展新方向我们称之为超融合架构追求高速传输、灵活便捷、快速交付、简单耐用并且便宜的组网架构已成为几乎所有企业的目标，想象一下在上图这样的环境下，添加一台服务器，更换一个交换机，哪怕换一根网线，那种无从下手的恶心感觉。

谁也不希望捏着网线的一头如缘木求鱼般摸到网线的另一头，却莫名其妙地，变成了另外一根，当你千辛万苦把这根网线真正的另外一头找到，拔掉，又插上，万万没想到这样就导致整个网络环境都环路了。

当然这种悲剧的情况毕竟要在这样悲剧的机房里才容易发生，许多IT工作者如同蜘蛛织网肥蚕结茧一样，专心致志一丝不苟百折不挠地护理着自己的机房小窝，强迫症+处女座爆发，将网线机架部得毫无人工雕琢的痕迹。

然而虽然机房干净了，原来的问题依然没有得到解决，整个网络拓扑也变得隐晦难明，工作交接时更是焦头烂额，老人痛，新人哭，一个字形容——复杂！难搞！从大服务器、PC、再到云，从B/S、C/S、再到SOA和CLOUD，无论是个人还是企业，无论你愿不愿意接不接受，都已离不开信息化技术，二进制服务也随着新时代高速驰骋，那么，信息技术如何给企业带来动力，企业如何使用信息技术给社会带来动力，将会成为企业的重要关注点。

关注如何高速传输，关注如何快速交付，关注如何在满足高速传输和快速交付的同时，做到节能减排，一个字形容——效率！成本！显然传统的架构是不能满足需求的，繁杂的运维管理方式以及资源浪费、难以扩展给IT运维人员带来越来越多的工作量，却没有把实际问题解决——我们已经用声嘶力竭的语言吐槽过一个正常的网工是怎样被机房逼死的。

新型的IT管理体系将成为必然趋势，虚拟化概念使资源得以复用，资源池化使扩展更加方便，一个简单易用的统一管理平台带给运维员指挥的快感，如沐春风。

然而，为了搭建这样一个平台，我们需要了解的太多，计算、网络、存储，备份、快照、克隆，集群、灾备、管理，从平台上架到业务真正地跑起来，兼顾的东西也不少。

考虑计算资源充不充足，虚拟化平台网络如何搭建，存储如何连接到整个集群，以及各虚拟机的运行状态是否得到监控，是否能够处理灾备问题，备份方案能否保障我们业务数据的安全，以及将来业务的扩展是否需要重复上边的动作，等等，一整套方案下来，未必比原来的简单。