基于超融合基础架构的IT系统建设研究
一、内网电子邮件业务现状分析
(一)内网邮件系统现状
信息化工作经过30多年的发展，现在已经有了覆盖政务、业务和对外合作、综合保障等方方面面的信息化管理体系。内部网络系统延伸到了40多个直属，近千个业务现场，并以电子口岸为支持，建立与政府部门和外部企业互联互通的外部网络体系。
电子邮件已成为消息传递的主要通道，当前基于微软Exchange邮件系统平台也成为各级最为基础的信息系统之一，海量信息通过邮件系统传递、汇集。电子邮件已从原有的单纯邮件收发服务，演变为提供越来越丰富和强大功能的信息协同平台，对邮件业务的性能、稳定性、并发能力、消息汇集传递能力有了更高的要求。
内网电邮系统建设较早，采用分布式模式建设，系统分布在总部以及各分关，共计47套分布式系统。当前采用品牌和版本为：邮件系统采用微软Exchange 2010，操作系统为Windows Server 2008 R2，用户规模约5万用户，总部及每个分关用户规模不等，其中，信息中心约3000用户规模，数据量约在6TB左右。
系统管理采用分级管理模式，分布式系统由各分关进行管理。各分关独立负责各关用户的管理和维护。认证系统采用微软AD认证体系，采用多域多森林模式。
图示：当前电子邮件平台部署拓扑
(二)内网电邮应用主要挑战和迫切需求
内网电邮是重要的内网信息化应用，当前用户规模约8万用户，具有较高的使用频度。随着我国事业的高速发展，总部内部办公对内网电邮的需求也越来越高，需要更高的计算能力、网络带宽和数据存储能力。
当前内网电邮基于分散在各分关的分布式体系设计，随着技术的发展、应用的深入和用户应用形态的演进，当前系统在可靠性、安全性、易用性、维护性等方面已经不适应当前内网电邮应用和发展的需要，也迫切需要对系统架构的升级改造规划。同时需要考虑如下的系统建设问题：
能否利用相同的预算管理更多的数据？
信息技术如何转化成增长动力？
新业务模式产业化转型，IT架构要随之改变，
如何从传统架构的束缚中释放潜力？
IT的投资方向，需要把握未来已知和未知的机遇。
创新的步伐需要更加敏捷，以利用已知和未知的市场变化。
1.解决当前分布式资源老化与用户访问愈加频繁的矛盾
随着时间的推移，原有内网邮件系统各个节点设备已逐渐老化并即将结束其生命周期，但是用户对内网电邮的应用越来越频繁，用户的访问次数、访问时长、数据收发量都比系统建设之初有很大增长。
电子邮件是I/O密集型系统，不仅实时收发的邮件数量众多，且单封邮件承载的数据量可达GB级，对基础架构I/O性能要求极高。电子邮件同时也是高并发业务，Web 和客户端访问并发访问压力大，在未来的移动化时代，每一个移动终端都将是一路并发连接，带来更加巨大的并发压力。超融合基础架构能有效解决I/O性能不足等问题。
需要充分利用新建设和旧有邮件平台资源架构的硬件基础设施资源，实现统一的弹
性的资源扩容，可以有效解决资源老化问题，并满足用户访问频繁的需求。
2.增强安全性，减少安全隐患的迫切需要
系统管理采用分级管理模式，分布式系统由各分关进行管理。各分关独立负责各关用户的管理和维护，安全策略分开设置,存在系统和数据多点安全防护，系统操作审计上的潜在风险。
3.提高可靠性，降低宕机风险的迫切需要
当前内网电邮系统在总部和各分支总共有47个节点，共计xxx台服务器。其中xx 个节点是单机部署，xx个节点是双机部署。共计有单机服务器xx台，双机服务器组xx 对，以及xx个存储系统。
从上述部署情况来看，对于平台部署运行时间较长，存在两大风险。一是各单机节点宕机风险较大。二是各数据存储系统也存在一定的宕机风险。
如何确保邮件平台在今后一段时间内的稳定运行，以及用户数据的可靠性保障，将是平台运行维护和后期建设的最大挑战。
4.提高互通性，降低网络带宽占用，提升用户体验
分布式部署模式的两个分关之间，收发邮件需要跨广域网传递，当前内网电邮系统的应用，用户之间有较多的附件传送，对分关的网络出口带宽带来较大压力。
对于当采用集中式邮件平台的部署模式，总部与分关发送邮件、或两个分关之间收发邮件，只需要在服务器之间进行数据交换，对分关的网络出口带宽几乎没有压力，网络带宽占用会大幅降低。
同时，当前邮箱系统分布式部署模式，不利于邮件平台与其他办公和业务系统统一对接，无法提高内网信息系统的用户应用体验。
5.解决平台弹性扩容，适应未来业务容量发展要求
由于当前平台采用了传统的服务器加存储的部署模式，各子系统资源独立，无法统一对资源池中的各项资源进行分配和调整。当内网邮件系统未来需要增加计算能力，或
数据存储扩容时，需要分别购置或更换硬件设备和数据迁移，无法做到简单的弹性扩容。
6. 加强管理性，提高总体运维管理效率的迫切需要
可以统一运维是未来运维管理的要求之一。对分散部署的内网邮件系统而言，无法
进行统一的日常运维和运行监测，各个份关的实际系统环境情况不一致的情况时有发生，各数据中心都会存在多个版本的服务器、操作系统、管理程序和多套存储设备，而且它们通常来自不同的供应商。IT 管理员不得不心力交瘁的处理各种复杂的任务，同时还要用心维护遗留的设备。
数据中心面临成本与复杂性、IT 孤岛、无暇创新的难题：部署、管理和扩展数据中
心变得极其昂贵和消耗时间；老旧的基础设施造成不灵活的数据孤岛，需要专门管理；IT 人员忙于解决日常运维事务而错失机遇。
无法保障一致的运维标准，也不利于提高内网电邮整体运维管理水准。从整体加强
管理，提升运维水平的角度来看，需要进一步优化平台，保障内网电邮的安全、可靠运行。
因此，迫切需要建立以超融合基础架构为核心的统一的信息平台对的各信息化系统
进行整合。 与传统IT 基础架构相比，超融合基础架构具有I/O 性能高、数据可靠性高、维护
SAN 存储FC-SAN 交换机FC-SAN 快照保护
CDP 快照保护
成本低、扩展弹性大等特点，能更充分的利用设备的计算和存储资源。
内网电邮迁移到超融合基础架构中，可以充分利用超融合基础架构的特性，无论是I/O性能还是计算能力都会有大幅提升，为内网电邮应用需求提供有力支撑。并为其他信息系统向超融合基础架构迁移建立示范，为其他办公和业务系统向超融合基础架构迁移奠定良好基础。
二、内网电子邮件使用超融合基础架构的设计
(一)什么是超融合基础架构
如前面描述，当前的数据中心都会存在多个版本的服务器、操作系统、管理程序和多套存储设备，而且它们通常来自不同的供应商。IT管理员不得不心力交瘁的处理各种复杂的任务，同时还要用心维护遗留的设备。
数据中心面临成本与复杂性、IT孤岛、无暇创新的难题：部署、管理和扩展数据中心变得极其昂贵和消耗时间；老旧的基础设施造成不灵活的数据孤岛，需要专门管理；IT人员忙于解决日常运维事务而错失机遇。
数据中心已变得极其复杂，传统架构使得基础设施的生命周期的每个阶段（购买、部署、管理、扩容）都面临挑战。
源自Facebook、Google互联网公司的Web-Scale IT，则构想了一种更好的方法来创建和管理数据中心。典型的互联网数据中心通常包含10万台+的X86定制服务器，跨广域网，在全国各地乃至全球部署，应用测试、系统上线、软件更新极其频繁，后台有大规模的运维团队支持。
图示：互联网架构的超融合数据中心
互联网思维下的数据中心设计原则是：K.I.S.S.（keep it simple and stupid），从系统设计层面消除单点故障和瓶颈，采用分布式、虚拟化、云化的软件架构，通过自动化管理、自恢复设计进行运维管理，极端关注能效、运营效率，以降低TCO。
Web-Scale IT使得这些公司能够达到前所未有的业务敏捷性、可预测的规模和较低的总体拥有成本。IT基础设施可以按照预想扩展到数千台服务器和多达ZB级的数据，并且可以持续运行而不会中断。从而使得公司可以快速的开发和发布产品，并将新产品和服务推向市场。
Web-Scale IT对数据中心技术的方方面面：从基础设施、应用设计到IT组织和处理都产生了深远的影响。
基于Web-Scale IT的超融合基础架构，可以解决传统架构面临的问题和瓶颈。帮助用户将焦点从复杂的基础架构转到管理的易用性和系统堆栈的简化。
基于Web-Scale IT的超融合基础架构与传统IT有很大的区别：
?标准的、即刻可用的X86服务器提供计算和存储资源，而不再需要单独的类似于SAN的存储资源；
?可以降低空间和能源需求，并简化基础设施的购买；
?凭借智能软件，IT环境可根据需要逐步进行小容量扩展；
?100%软件定义的，无需依赖硬件即可进行弹性扩容、性能加速或实现任何核心功能，可快速增加新的功能而无需进行硬件升级；
?可在不停机的情况下配置基础设施，以支持不同的应用需求；
?软件在整个集群中分配数据、元数据和各种操作；在数据和控制路径中没有任何瓶颈或阻碍，整个环境可无限扩展；
?专门为弹性扩展和不间断运行而创建的，可从单点故障中快速恢复，无需降低应用或数据可用性的级别；
?分布式软件隔离了故障，并使用全部资源来恢复正常工作，同时集群可保持持续运行；
?大量的自动化和全方位的REST API降低了运营成本，同时大量分析可获得有用结论，并提高数据驱动的效率，企业能以更低运营成本实现更多的功能；
那么为什么现在超融合概念得到了普遍的认同？是什么在驱动超融合的快速发展？
第一：业务创新要求IT基础架构更灵活和敏捷：传统孤立、割裂的三层架构，稳定性有余，灵活性不足；
第二：数据中心面临效率和成本的挑战：如何提高运营效率，降低总体拥有成本是所有IT人员面临的挑战；
第三：硬件资源充足：CPU性能越来越强，内存越来越来越大，HDD容量越来越高，SSD的容量不断提升，万兆以太网络逐渐普及，与此同时，硬件采购成本持续降低，单位提供的资源密度提升；
第四：软件智能走向成熟：虚拟化、、分布式、云计算技术愈加成熟，使得我们对资源管理的粒度可以做的很小，而在节点规模上可以做的很大；
超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure，HCI）,核心的概念表述如下：
?天然的将两个或者多个组件组合到一个独立的单元中：在一个超融合系统中，至少有两个或者两个以上的组件天然的整合在一起（而非简单的捆绑在一起或
者安装在一个机柜中）；
?采用标准的服务器硬件：不再需要专门的SAN存储；
?软件与硬件紧密结合：实现资源整合、统一管理与调配，及存储功能；
?虚拟化：与Hypervisor虚拟化层紧密结合，实现计算、存储、网络虚拟化；
总结超融合系统的四个典型特征：
?计算与存储资源融合；
?软件定义的基础架构；
?分布式的自治系统；
线性的横向扩展；
超融合基础架构通过指将计算资源、存储资源和网络资源融合在一起，把传统的虚拟计算平台加共享存储的方式变成虚拟计算平台自带分布式存储的方式，每台服务器里面自带的存储组成存储池，通过分布式存储软件技术整合为统一的存储池。命中数据后读取时无需通过存储网络，只需读取本机的数据副本，带来极大的I/O性能提升。
超融合实现了数据中心基础架构，从传统架构向“互联网”云计算架构的过渡。
为虚拟化环境融合计算与存储，提供更加简单的管理方式，实现互联网模式的弹性扩展。超融合技术将SAN变为隐形。
超融合基础架构通常包括了硬件设备、软件定义存储、操作系统兼容、管理监控四个大部分。
(二)超融合与云计算
超融合式的存储与云计算系统，可以在保证系统稳定性的前提之下，实现服务器存储和计算资源利用最大化，在保证数据安全的情况下提供性能远优于传统SAN架构的扩展性和数据吞吐。根据数据热度动态调整数据分布介质，充分利用底层物理资源从而实现性能最大化。统一式存储设置，完美支持块存储、对象存储和文件存储，具有良好通用性和可扩展性。
超融合平台包括基于云的网络、存储、存储网络、服务器，以及Hypervisor这一系列云堆栈，以便为企业级应用提供弹性、可用性和可预测性。实施伸缩的消费模式。做到让用户按需购买、按需付费，拜托传统架构的冗余方案。
(三)内网邮箱平台采用超融合的收益分析
对于当前传统架构分布式部署的邮箱平台，采用超融合集中部署具有诸多的优势。如下图所示：
1.架构简单
超融合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，它的扩展方式变为横向增加节点即可
这种架构使得企业的基础架构变得简单。有了超融合平台，邮箱系统在技术架构设计方面，不用再考虑到过多的基础架构设计环节，真正得到极大解放。比如：不再考虑存储设备，和存储网络设备选型，以及不用在存储容量和性能规划（Sizing）上大费脑筋。
图：超融合简化IT基础架构设计与实现
一句话概括，超融合简化IT基础架构：专用系统、特殊硬件转变为灵活定制的可横向扩展标准硬件；
使用超融合的虚拟化基础架构，在保证当前邮箱平台的高速并非访问和高可靠性同时，不再需要传统的集中式存储架构，避免在今后运行过程中出现设计初期忽视的性能问题。
按照服务器和存储使用现状，建议当前邮箱平台使用总部集中部署超融合资源池来支撑新的邮箱系统。在今后随着业务发展，可以方便的按照节点进行扩容，避免建设初期一次性投资过大，后期却发现性能问题，需要追加投资的问题出现。
超融合是部署广泛、值得信赖的虚拟化基础架构平台。超融合可为数据中心虚拟化带来横向扩展架构、高可用性和可靠性等优势。研究显示，并非所有的企业数据中心项目真正做到了全面部署，很大一部分项目通常因为基础设施的成本不断攀升而束之高阁。传统服务器和存储阵列扩展成为企业数据中心项目成本高昂、过程复杂并且难于实施的主要因素。从诸多数据中心项目实施来看，在企业环境中，性能、可靠性、可扩展性是
关键，因为最终用户体验直接来自于基础设施的高性能和高可靠性。
超融合将融合基础设施、横向扩展架构和软件定义存储的各种优势结合在一起，可提供极佳的数据中心虚拟化体验，而其成本仅为传统服务器和存储器的一小部分。超融合完整集群是一种能够横向扩展的计算和存储基础设施，它使各分支无需存储网络（SAN或NAS）即可实现数据中心虚拟化。超融合专门为虚拟化而设计，能够提供全面的计算和存储能力，以及企业级的性能、可扩展性、可用性和数据管理功能。它采用英特尔芯片、固态硬盘等符合行业标准的硬件组件，以及市场领先的高级管理程序，以便提供开箱即用的解决方案，让数据中心虚拟化变得极其简单有效。
2.横向扩展
超融合解决方案给虚拟化环境带来的重要差异化因素之一就是，基础设施在进行扩展时其性能仍然保持不变。在当前超融合架构中，在每个物理节点本地都运行一个虚拟存储控制虚机（CVM）。CVM负责本地所有其他虚拟机的IO操作。当集群扩展时，新增加节点的同时也新增了CVM，保证了整个集群性能的横向扩展。与传统集中存储不同，传统架构下集中存储只有两个存储控制器，在集群扩展时，存储控制器无法进行有效的扩展，从而必然成为整个架构的瓶颈。
为了展示这种能力，拿一个真实的巨型的VDI项目为例，模拟桌面启动风暴，并且当基础设施从300台桌面扩展到3000台时，其性能从最终用户体验的角度来看保持了一致。在大多数传统的存储环境中，最佳性能仅出现在第一天，因为应用程序或工作负载越来越多，导致性能随着时间的推移不断下降，直至需要进行叉车式升级，采用全新的存储阵列。
下图说明了从300台桌面扩展到3000台时，应用响应时间保持不变：
相对应用性能
虚拟桌面数量与应用响应
图示：超融合在不同VDI数量下的相应时间
3.解除性能瓶颈
超融合解决方案在数据中心虚拟化环境中的主要优势之一就是性能，而性能优势是通过传统的服务器和存储架构实现的。在传统的架构中，时延是因为每次访问存储都需要通过网络而造成的。通过NFS和iSCSI等协议提供存储本身没有问题，但网络会增加时延。超融合解决方案可提供NFS协议的优势及其易用性，超融合的分布式文件系统直接对虚拟机进行检测，然后将特定虚拟机的所有数据存放到本地物理服务器上。因此，虚拟机不是通过网络、而是通过高速内部总线访问其数据。并且所有节点标配SSD 磁盘，提供极高的IOPS以满足虚拟化环境邮件平台的部署需求。
更为重要的是，每个节点的SSD磁盘并非有每个节点单独使用，而是在整个集群范围内作为一个整体使用。言下之意，不会由于单个节点本地的SSD耗尽而导致其性能急剧下降。当出现这种极端情况时，节点会使用集群中其他节点的SSD空间。因为即使跨网络访问其他节点SSD磁盘也会比访问本地SATA磁盘快很多。因此极端最差情况时性能也与使用传统集中存储架构时服务器通过网络访问数据的场景相当。其实不会出现这种极端情况，因为当SSD利用率超过一定阈值后，CVM会自动发现并将最少访问的数据从SSD迁移到SATA上，以保证SSD有足够容量满足突发的IO 请求。这
一自动热分层技术对虚拟化主机而言完全透明。用户无需关心数据保存在哪里，这完全由CVM依据数据访问频度而自动调度。
4.可靠性
超融合平台使用复制因子（RF - Replication Factor）和校验和（checksum）来保证当节点或者磁盘失效时，数据的冗余度和可用性。当数据写入SSD时，会被“同步”复制到另1个或者2个HX CVM的SSD之中（依赖RF设置为2或者3），当这个操作完成之后，此次写操作才被确认。这样能确保数据至少存在于2个独立的节点上，保证数据的冗余度。
所有超融合节点都参与数据的复制操作，这样能消除“热点节点”，并保证线性的性能扩展。当数据被写入时，同时计算该数据块的校验和，并且作为数据块元数据中的一部分进行存储。随后数据块在保证满足RF的前提下，被“异步”推送到其他节点中。当发生节点或者磁盘失效，数据块会重新在所有节点间进行复制以满足复制因子的设置。任何时候，读取数据块并同时计算其校验和以确保数据块有效。当数据块检查结果不匹配校验和时，副本数据将会覆盖该无效数据块。
在超融合的分布式文件系统中（NDFS），我们使用了一些关键技术来确保：数据在100%时间内都是可用的（即“强一致性”），并且保证超融合分布式文件系统扩展到超大规模数据量时依然可靠。
5.易于部署
超融合开箱即用的部署方式，可以免去传统集中存储环境下存储的规划、连接、配置联想等复杂的管理操作，无需再配置Raid组、LUN、卷等。新设备安装上架后只需
要约20分钟即可完成初始化配置，用户可以马上开始部署应用虚拟机。
超融合集群的扩展也非常方便，通过鼠标点击即可扫描并自动发现新安装的节点，按照提示完成配置之后，新节点即完成加入集群操作，新增资源也自动纳入资源池统一调度管理。
6.集中管理
通过超融合的一键式运维管理界面实现所有基础架构的管理操作，包括健康检查、物理机管理、虚拟机管理、存储管理、数据保护、告警监控、报表分析等内容。用户不再需要通过不同界面进行各种管理任务，所有任务都在同一个界面中完成，极大减少的管理复杂程度。
7.自动故障恢复
超融合采用全新的复制因子和校验和技术来保证当节点或者磁盘失效时，数据的冗余度和可用性。当发生单点磁盘甚至是单个节点故障时，超融合集群将自动发现这一故障，并立刻在后台开始数据重建工作。整个重建过程非常简单，假设复制因子是2，系统会自动发现只有1份副本的数据块，并将其在另一个节点上复制第2份副本即可。最重要的是，这个数据重建过程是基于MapReduce的分布式框架实现的，集群中所有节点的CVM都可参与数据重建工作，并且依据负载情况动态调配，因此重建工作不会影响系统性能。
与传统的Raid数据重建不同的是，Raid重建过程会极大影响磁盘的正常操作，导致整个系统性能降级，并且由于磁盘容量越来越大，整个重建过程也将耗费更长时间。
三、内网电邮使用超融合基础架构的有关技术问题
电子邮件系统解决高I/O的实践技术中，有些技术已经在x86 Server平台上采用
了类似超融合的技术，但这跟真正超融合还存在差距。其中一项重要核心技术是邮件数据高性能存储技术，该技术采用MBox类是块文件存储结构方式，即由多封邮件构成的压缩文件块，其优点是性能高，性能不依赖文件系统和磁盘I/O，在此基础上还可实现碎片级流式存储，为碎片化单副本技术提供底层技术支撑。该技术已经具有较高的成熟度。
通过超融合基础架构的邮件系统软件自身的超融合技术突破，解决海量数据高I/O、队列优先等问题，就可成为消息传递和存储的中枢，并实现邮件消息的实时推送和即时送达。
四、建设重点
内网电邮基于超融合基础架构建设的重点包括以下几个方面。
（1）I/O性能：充分利用超融合基础架构I/O性能高的技术特点，解决当前内网电邮的I/O性能问题。
（2）安全性：邮件系统必须从邮件数据收、发、转、存的全生命周期保障安全性，系统应具备体系化的安全性设计。
（3）稳定性：邮件系统软件自身必须具有极高的稳定性，邮件系统自身应具备容错机制。
（4）可靠性：保障邮件系统能持续提供可靠服务，在大并发、高负载下，也能提供一致的可靠性，保障用户应用体验。
（5）易用性：邮件系统软件功能应易于使用，提升用户使用效率。
（6）兼容性：建设后的系统必须兼容性强，支持国产化软硬件系统，无需定制可直接适配。
（7）支持创新应用形态：兼顾未来办公移动的可能性，须具备协议级消息推送能力，支持从桌面推送和到有限平板的推送。
（8）支持从当前基础架构到超融合基础架构的平滑割切、数据迁移，割接和数据
迁移过程应尽量减少对用户使用的影响，做到完全对用户透明，在用户没有感知的情况下完成系统的割接和数据迁移。
五、结论
可以立项进行研究分析。
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(HCI)和软件定义存储(SDS)的关系和发展一、什么是超融合架构（HCI）？ “2012年8月，VCE CTO办公室的Steve Chambers，在其博客中首次提出Hyper Converged (超融合)的概念。当时，超融合指的是，基于标准的X86服务器，在每个物理服务器节点通过Virtual Storage Appliance (虚拟存储设备，简称VSA)，管理节点内的HDD和SSD，并与其他节点中的VSA一起来构建一个集群的分布式存储，后来，加入VMware公司的Chuck Hollis在其博客里做出了更为准确的阐述，Hyper Converged，其实就是Hypervisor Converged。Hypervisor (虚拟服务器) 做为位于应用层与基础架构层之间的战略层，能够抽象并池化计算、网络和存储资源，并拥有强大的控制平面的功能，而且Hypervisor(虚拟服务器)能整合软件定义的数据中心内运维管理的经验，管理更简单。 HCI（Hyper Converged Infrastructure），就是超融合基础架构（简称超融合架构），或者超融合基础设施，是指在同一套单元设备（如x86服务器）中具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术的架构。 HCIA（Hyper Converged Infrastructure Appliance），意指超融合基础架构设备，或者超融合基础设施设备。
HCIA (超融合基础架构设备) 由多个服务器节点构成，每个节点同时提供计算资源和存储资源，支持在线的横向扩展。扩展节点时，性能和存储容量都能线性的增长。它为用户了一个很重要的特性：性能可预测性，性能可确保始终如一地按节点数，简单地、线性地在线扩展。运行在HCIA硬件之上的就是分布式的存储虚拟化软件（包括分布式文件系统），来完成存储资源的池化、部署和管理。典型的HCIA，包括EMC VxRail、DELL推出的VSAN ReadyNodes(就绪节点)一体机，Nutanix一体机，Cisco HyperFlex，华为FusionCube，深信服aSAN，联想AIO，达沃小金刚等。正因为大家都看好超融合的市场趋势，VSAN推出后，存储巨头、服务器巨头都纷纷支持，例如早先的基于EVO:Rail的一体机，就有EMC(VSPEX BLUE)、NetApp、HDS、DELL、SuperMicro(超微)、Inspur(浪潮)、Fujitsu(富士通)等IT大厂商；近来基于VSAN Ready Nodes，也有许多IT大厂(包含存储厂商和服务器厂商)已经或者将要推出类似EMC VxRail的，多种型号配置的VSAN一体机。 可以看出，HCI (超融合架构) 符合Server SAN的特征：采用商用硬件，分布式，能在线横向扩展。实际上，HCI是Server SAN的一种，是Server SAN的子集。 Server SAN中除了HCI以外，至少还有另外一类，就是仍然采用商用硬件，也能在线横向扩展，但每个节点不提供计算资源，只提供存储资源的存储产品” ---
超融合：架构演变和技术发展 开篇推荐： ?如何学习微服务大规模设计？ (点击文字链接可阅读) 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(Controller VM)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：
一站式IT服务商杨瑞 134******** 服务热线 原客户方案 EMC超融合方案 描述 刀片 + 虚拟化 + 光纤存储 描述 光纤存储 + 超融合解决方案（深度集成虚拟化环境） 问题 1.此方案为传统架构，无法横向扩展。 2.数据过度集中，数据风险高，单台存储发生故障时，所有业务均会受影响。 3.缺乏虚机数据保护方案 4.运维管理不够方便 5.兼容性稳定性欠缺 6.扩展能力有限 优势 1.此方案架构先进，稳定成熟，支持横向扩展。 2.超融合方案中的软硬件均经过大量严格的兼容性稳定性测试，专门针对虚拟化环境而设计优化，内置丰富软件功能。 3.无需一次大规模采购，保护现有投资，延伸到云计算架构 描述 软硬件厂商为不同家，硬件为HP，软件为Vmware。描述 软硬件厂商均为EMC，Vmware为EMC控股子公司。 问题 1.从实施到售后，都由不同厂商或集成商商负责。 2.出现问题需要各厂商配合解决，容易出现推诿，影响处理效率。 3.HP目前国内的售后均由第三方紫光公司进行支持。优势 1.一体化方案，加电后15分钟即可开始部署虚拟化环境。 2.从实施到售后均由EMC原厂统一提供专业服务 描述 原存储仅为双控64GB缓存。 刀片单从配置上来看，性能可能占优，也可能存在“超配”情况。 描述 EMC存储缓存总共248GB 超融合配置48core，512GB内存，24TB存储空间，3.2TB缓存加速盘，8个万兆网口。 问题 1.HP存储的二级缓存只能读不能写，对数据库的写性能没有任何提升。 2.刀片为纯硬件产品，没有针对虚拟化做专门的设计与优化。 优势 1.EMC存储可以扩展到1TB二级缓存，可读可写，对性能提升有很大帮助。 2.超融合方案专门为虚拟化设计优化，性能均衡。 3.单台最大可以支持到200个VM，未来可以按需升级。描述 存储+刀片+网络+虚拟化，多套系统，多个管理员描述超融合简化运维，减轻运维人员压力 问题 1.管理界面较多，操作复杂 2.不同产品的运维要求不同，对运维人员的技能要求高 优势 1.上架15分钟即可交付使用，扩展新节点只需5分钟2.统一标准化界面 3.统一管理计算，存储，虚拟化等资源，运维管理简单化描述 多套系统需要同时运维 描述 超融合运维轻便 问题 1.占地空间大，占用机柜空间多。 2.系统耗能高。包括设备耗电，制冷成本。 3.需要运维人员具备多种专业技能，时间多用在底层维护上。 优势 1.一套超融合装置仅仅2U 2.能源消耗低 3.运维人员可以专注于系统整体的运行状况与性能调优。 描述传统备份方式描述虚拟带库+虚拟机连续性数据保护方案 问题 1.备份以固定时间执行，存在数据丢失风险，且不能及时恢复 2.没有专门针对虚拟机的数据保护方案 优势 1.与vCenter无缝集成，可以直接将虚机备份到备份设备中，无需借助专门的备份软件。 2.具有企业级重复数据消除功能，可将备份窗口缩减 90%，备份空间的需求减至原来的1/3，对网络带宽的需求减少达95% 3.快速恢复，恢复速度加快30% 4.可以与EMC备份设备集成扩展。 描述无。描述 1.VSAN+vSphere深度内核级集成 2.内含虚拟机连续性保护软件 3.内含Vmware Data Protection虚机数据保护套件 4.云就绪，内含EMC云管理软件与容量许可 5.内含运维管理软件 6.内含应用商店 问题用户需要为所需软件功能另外付费优势 深度整合丰富的软件功能，确保满足业务需求和数据安全。 以下为超融合内含软件功能。 虚机数据保护 除了备份外，还有专门针对虚机的连续性数据保护方案。无缝集成vCenter环境。 连续性数据保护精细到虚机VM级别，可以对运行重要业务 的虚机提供任意时间点回滚的保护方式，消除逻辑故障对虚机的影响。 还可以将虚机数据从本地到远程站点进行双向复制。存储虚拟化 超融合方案内置存储虚拟化软件VSAN，并且与vShpere内核级集成，系统开销小 管理软件超融合方案内置管理软件，远程收集并报告硬件和软件配 置，实时掌握应用程序，VM和整体硬件的状态，还可针对 可用性、性能和容量的状态警报和运行状况统计云整合超融合方案内置云管理软件，可将数据延伸到公有云，提高托管容量，创建可访问的在线归档。 功能扩展 内置应用商店，一键访问，随时下载经过验证的增值软件，增强用户体验。 总结 高级软件功能 ？ 方案不能成为产品的简单堆积。要针对客户的业务需求，制定定制化的先进方案。 1.对于企业级关键业务而言，性能并不足以成为首要选择因素，稳定压到一切！ 2.安全是方案的命脉，软件是方案的灵魂。 整体方案 厂商 配置性能 运维管理 运维成本 数据备份方式
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。 無論哪一個NX應用伺服器系列，核心都採用相似的二路伺服器節點組態、SSD+硬碟的混合儲存配置，以及用於管理與資料傳輸的GbE 或10GbE網路埠，但各系列分別針對了不同的應用面向，而有不同的組態配置。 如1000與3000列是高運算密度型，在一個2U機箱中可提供4個節點、一共24～80個處理器核心；6000系列是採用4TB硬碟的高儲存容量型，可提供比其他系列高出2～4倍的容量密度；採用全固態儲存配置的9000系列是高I/O效能導向型；採用每組機箱單節點設計的7000系列擁有安裝擴充介面卡的充分空間，可選配GPU卡，是針對高效能運算應用的款式；同樣是每個機箱單節點的8000系列，則是兼具高規格處理器與大儲存容量組態，強調郵件應用的款式。透
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。进一
超融合与传统架构特性及收益详细对比 新IT浪潮已经到来，超融合便是诸多风口之一，在近年来成为了IT业界备受关注的话题。当下超融合架构已成为许多厂商发力的主要方向，市场竞争日益激烈。虽然超融合的概念已经被热炒了至少两年，但市场上依旧存在着不少模糊的定义与理解，超融合与传统IT架构在性能和收益方面究竟有哪些差别？此文将详细盘点超融合与传统IT架构的差异，并通过厂商实例来进行深入对比分析。 一．超融合的核心特征是什么？ Nutanix是最早推广超融合（HCI ：Hyper Converge Infrastructure）概念的厂商。Nutanix起步的核心技术是分布式存储，只是在部署架构上有了进一步创新，采用了这种 融合的方式。这很大程度上推进了分布式存储的市场落地。 所以分布式存储是超融合1.0的核心，但市场上很多厂商在弱化最具挑战及技术难度的存储部分，单纯去调“融合”，把一些无关痛痒的内容集成起来，而这并非真正的“超融合”。 真正撬动传统IT市场的超融合1.0的特征是两点： 一是，基于X86服务器架构的分布式存储； 二是，分布式存储和计算虚拟化部署在同一服务器硬件内。 下面在对比中会看到，给用户带来价值的重要特性中，大概70%是来自于分布式存储，30%是超融合架构带来的好处（比如管理简化，使用成本的降低），但恰恰是这30%，让用户更愿意从传统架构切换到分布式架构上来。 二．超融合是革命性架构吗？ 任何称之为革命性的架构一般应具备至少以下三个特征： 一是，对用户的使用习惯会有巨大的改变； 二是，为用户带来巨大的价值； 三是，新的厂商可以撬动传统老牌厂商的市场。
以上三点，超融合产品都具备，前两点在后面分别介绍，第三个可以通过国外的Nutanix、VMware（vSAN），中国的SmartX等厂商的案例描述中看到，他们所替代的产品大量的是老牌存储厂商EMC、HDS等公司的存储产品。即便目前Nutanix自己也在开发和推出服务器虚拟化产品，但最初的Nutanix产品核心就是超融合架构的分布式存储。用 户采购Nutanix并不需要替换原有的服务器品牌（比如Dell）或者虚拟化品牌（比如VMware），只有存储（比如EMC）是一定需要替换的。 三．为什么超融合的架构会在近几年才出现？ 一个革命性的技术架构出现、成熟需要至少两个核心因素： 一是，客户的强烈需求； 二是，相关技术的成熟。 超融合架构的客户需求来自于商业数字化和互联网化对IT资源的使用速度和使用要求 有了大幅提升。而以下相关技术对架构的市场落地有很大关系。 1. 分布式存储架构 这是互联网公司用了多年的技术，分布式存储可以很好地基于X86服务器构建易扩展、高可靠的存储资源池，是超融合的基础。 2.SSD SSD对存储架构的影响是巨大的，传统机械硬盘的4K随机性能只有300左右，而类似intel 3710这样的SSD则可以达到超过7万IOPS，高出两个数量级。但同时双控制器架构 就会成为瓶颈，比如EMC的Unity 650 可以支持一千块硬盘或SSD，但31块SSD的时候就到达瓶颈，此时8:2读写混合最大只能达到27万IOPS。 同样，SSD大大减少了事务型存储系统的机架空间，使存储和计算节点的数量比较匹配，这是超融合架构成立的一个重要条件。 3.虚拟化 超融合架构成立的另一个重要条件就是虚拟化已经被广泛接受，否则分布式存储不可 能和应用共存在一个物理节点上，除非是一个厂商的一体机产品。 4. CPU 最后就是大家常说的CPU更强大更廉价，可以同时解决计算和存储的要求。
基于超融合基础架构的IT系统建设研究
一、内网电子邮件业务现状分析 (一)内网邮件系统现状 信息化工作经过30多年的发展，现在已经有了覆盖政务、业务和对外合作、综合保障等方方面面的信息化管理体系。内部网络系统延伸到了40多个直属，近千个业务现场，并以电子口岸为支持，建立与政府部门和外部企业互联互通的外部网络体系。 电子邮件已成为消息传递的主要通道，当前基于微软Exchange邮件系统平台也成为各级最为基础的信息系统之一，海量信息通过邮件系统传递、汇集。电子邮件已从原有的单纯邮件收发服务，演变为提供越来越丰富和强大功能的信息协同平台，对邮件业务的性能、稳定性、并发能力、消息汇集传递能力有了更高的要求。 内网电邮系统建设较早，采用分布式模式建设，系统分布在总部以及各分关，共计47套分布式系统。当前采用品牌和版本为：邮件系统采用微软Exchange 2010，操作系统为Windows Server 2008 R2，用户规模约5万用户，总部及每个分关用户规模不等，其中，信息中心约3000用户规模，数据量约在6TB左右。 系统管理采用分级管理模式，分布式系统由各分关进行管理。各分关独立负责各关用户的管理和维护。认证系统采用微软AD认证体系，采用多域多森林模式。
图示：当前电子邮件平台部署拓扑 (二)内网电邮应用主要挑战和迫切需求 内网电邮是重要的内网信息化应用，当前用户规模约8万用户，具有较高的使用频度。随着我国事业的高速发展，总部内部办公对内网电邮的需求也越来越高，需要更高的计算能力、网络带宽和数据存储能力。 当前内网电邮基于分散在各分关的分布式体系设计，随着技术的发展、应用的深入和用户应用形态的演进，当前系统在可靠性、安全性、易用性、维护性等方面已经不适应当前内网电邮应用和发展的需要，也迫切需要对系统架构的升级改造规划。同时需要考虑如下的系统建设问题： 能否利用相同的预算管理更多的数据？ 信息技术如何转化成增长动力？ 新业务模式产业化转型，IT架构要随之改变， 如何从传统架构的束缚中释放潜力？ IT的投资方向，需要把握未来已知和未知的机遇。 创新的步伐需要更加敏捷，以利用已知和未知的市场变化。 1.解决当前分布式资源老化与用户访问愈加频繁的矛盾 随着时间的推移，原有内网邮件系统各个节点设备已逐渐老化并即将结束其生命周期，但是用户对内网电邮的应用越来越频繁，用户的访问次数、访问时长、数据收发量都比系统建设之初有很大增长。 电子邮件是I/O密集型系统，不仅实时收发的邮件数量众多，且单封邮件承载的数据量可达GB级，对基础架构I/O性能要求极高。电子邮件同时也是高并发业务，Web 和客户端访问并发访问压力大，在未来的移动化时代，每一个移动终端都将是一路并发连接，带来更加巨大的并发压力。超融合基础架构能有效解决I/O性能不足等问题。 需要充分利用新建设和旧有邮件平台资源架构的硬件基础设施资源，实现统一的弹
超融合架构与融合架构对比分析
1、“融合”架构的起源 “融合”架构最初的解决方案通常包括了服务器、SAN存储和网络（以太网或InfiniBand）。一般是由单一供应商提供的包括服务器、存储和网络在内的预集成、预验证的完整解决方案，这是最早的“融合”架构。其实这和传统的系统集成解决方案差不多。以前做解决方案，客户需要面对多家供应商，现在已转变为由单一供应商提供独立打包的、经过优化的产品和服务。 这种“融合”架构简化了系统安装和业务部署的过程，但传统SAN存储的扩展性和性能问题没有解决，管理性也没有得到根本的改进。 从技术角度，这种“融合”架构只是一种设备的集成，一体化交付，尽可能的“开箱即用”，可以简化系统部署和后续管理，帮助用户更快的构建洗头。但是，这种架构没有真正的实现融合，服务器还是服务器，存储还是存储。 为了解决传统SAN存储的性能和扩展性问题，一些厂商开始考虑采用X86服务器作为存储资源节点。以ORACLE的数据库一体机Exadata为例，它设有专门的存储节点，是基于X86服务器组合而成，采用横向扩展架构，利用存储节点具备的一定计算能力，将简单的查询下发到存储节点上执行，只返回少量结果数据，这样可以有效的提升存储系统效率，带宽可以随着存储节点的加入获得近乎线性的扩展。在存储网络上也没有采用SAN架构，而是在计算和存储节点之间统一使用高速的InfiniBand（IB）互联，消灭网络异构，提高数据库访问性能。这种架构是比较早的软件定义存储的模式。 随着互联网的发展，互联网公司的访问压力越来越大，为了解决这个问题，需要一种低成本，高性能而又具有灵活性的分布式处理架构。
深信服超融合架构技术 白皮书 深信服科技有限公司 2015年10月
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目录 深信服超融合架构技术白皮书 1前言................................................. 错误!未定义书签。 IT时代的变革.................................................. 错误!未定义书签。 白皮书总览.................................................... 错误!未定义书签。2深信服超融合技术架构................................. 错误!未定义书签。 超融合架构概述................................................ 错误!未定义书签。 超融合架构的定义 .............................................. 错误!未定义书签。 深信服超融合架构组成模块 ...................................... 错误!未定义书签。 系统总体架构.................................................. 错误!未定义书签。 aSV计算虚拟化平台............................................. 错误!未定义书签。 概述错误!未定义书签。 aSV技术原理................................................... 错误!未定义书签。 aSV的技术特性................................................. 错误!未定义书签。 aSV的特色技术................................................. 错误!未定义书签。 aSAN存储虚拟化................................................ 错误!未定义书签。 存储虚拟化概述................................................ 错误!未定义书签。 aSAN技术原理.................................................. 错误!未定义书签。 aSAN存储数据可靠性保障........................................ 错误!未定义书签。 深信服aSAN功能特性 ........................................... 错误!未定义书签。 aNet网络虚拟化................................................ 错误!未定义书签。 网络虚拟化概述................................................ 错误!未定义书签。 aNET网络虚拟化技术原理........................................ 错误!未定义书签。 aNet功能特性.................................................. 错误!未定义书签。 深信服aNet的特色技术 ......................................... 错误!未定义书签。3深信服超融合架构产品介绍............................. 错误!未定义书签。 产品概述...................................................... 错误!未定义书签。 产品定位...................................................... 错误!未定义书签。4深信服超融合架构带来的核心价值....................... 错误!未定义书签。 可靠性........................................................ 错误!未定义书签。 安全性........................................................ 错误!未定义书签。 灵活弹性...................................................... 错误!未定义书签。
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。采用类似Google基于x86服务器的分布式架构的解决方案，可有效降低投资成本，非常具有借鉴意义。3、超融合架构是未来数据中心的发展趋势
超融合架构与传统的IT架构有哪些区别 超融合数据中心，只要满足软件定义的标准即可投入到使用中，而传统架构下的数据中心则是依据各个设备区块资源的应用状态去逐一升级设备，即通过单点的形式去购买设备，他们之间始终未能达到一个平衡点。超融合架构在扩展性上更能体现出优势，灵活而高效，同时，他的扩展节点数是无限的。按需购买，随着业务的增长而添加资源。从两个数据中心的发展对比来说，传统架构的数据中心是以业务为单位去采购IT设备，超融合是以业务的性能为单位，去采购超融合基础架构的设备。传统数据中心需要服务器、存储、网络和安全等种类繁多的设备，需要很多不同厂商的维护人员。虽然现在大部分数据中心已经开始采用云计算架构，但是在架构上还是有些复杂。 而采用超融合架构提供云计算服务已经是一个明显的趋势。其最大特点是通过软件帮助用户将服务器、网络、虚拟化等整合为一个易于管理的集成系统，并通过自动化运维减少手动操作，提高安全性和降低人为错误，从而降低实施和运维风险，并降低运营成本。 试想一下，如果一个数据中心只有服务器设备，而计算资源、存储资源、网络资源和安全等完全通过软件来定义，那么这个数据中心的运营管理将变得多么简单，而且整个系统的灵
活性非常高！传统架构下，虚拟机部署在一台台PC服务器上，虚拟机数据的存储通常使用一个集中式阵列，如SAN 或NAS，为所有虚拟机提供共享存储服务。超融合架构采用一种与众不同且更加简单的方式：系统直接将存储分散部署到每台PC服务器上，在服务器上部署了快速的闪存盘和大容量传统机械磁盘，来应对系统高IO需求和大容量存储的需要。为了将分布在不同节点的磁盘对外整合成一套存储系统，超融合架构将传统存储的控制器转变成一种软件服务，在每个节点上都运行一个虚拟存储控制器来协同工作。为了维持系统的整体性，多个控制器的协同采用了paxos算法，以民主选举的方式决定控制器的控制权和故障后的继任者，提供了远比传统存储双控制器优异的可靠性，大大提升系统整体可扩展性和恢复能力，同时防止出现性能瓶颈。 由于存储逻辑和控制逻辑均位于客户虚拟机的本地，所以不再需要昂贵的集中式存储和专用存储网络。通过这样一套体系架构，超融合架构融合了计算和存储，将所有节点间的本地存储聚集起来，创建一个整体化的，聚集了存储和计算资源的资源池。 未来超融合架构应该是在单一的服务器硬件集群上实现所 有基础架构资源的整合，包括虚拟机或docker计算资源、软件定义存储、软件定义网络、各种安全控制组件、负载均衡组件等融合的体系架构。文档推荐(输入数字编号即可查
超融合技术白皮书超融 合架构 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
深信服超融合架构技术白皮 书 深信服科技有限公司 2015年10月 版权声明 深圳市深信服电子科技有限公司版权所有，并保留对本文档及本声明的最终解释权和修改权。 本文档中出现的任何文字叙述、文档格式、插图、照片、方法、过程等内容，除另有特别注明外，其着作权或其它相关权利均属于深圳市深信服电子科技有限公司。未经深圳市深信服电子科技有限公司书面同意，任何人不得以任何方式或形式对本文档内的任何部分进行复制、摘录、备份、修改、传播、翻译成其他语言、将其全部或部分用于商业用途。 免责条款 本文档仅用于为最终用户提供信息，其内容如有更改，恕不另行通知。
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目录深信服超融合架构技术白皮书 1 前言 1.1 IT时代的变革 1.2 白皮书总览 2 深信服超融合技术架构 2.1 超融合架构概述 2.1.1 超融合架构的定义 2.2 深信服超融合架构组成模块 2.2.1 系统总体架构 2.3 aSV计算虚拟化平台 2.3.1 概述 2.3.2 aSV技术原理 2.3.3 aSV的技术特性 2.3.4 aSV的特色技术
超融合架构简单之美 最早大概2011年是由NUTANIX（路坦力公司）发布“超融合”概念，原本以为这又是厂商的噱头和炒作，谁知不然，超融合这两年发展如火如荼。2015年被公认为超融合元年，在软件定义存储SDS的推动下，超融合架构正在引领一场巨大的变革，成为软件定义数据中心SDDC的未来技术发展趋势。不管你现在能否接受，超融合已经来了，而且已经在金融、制造、医疗、政府、高科技等行业逐渐展现出其能力和魅力。 超融合中“超”是什么含义？“超”对应英文“Hyper-Converged”中的“Hyper”，超融合架构（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，形成统一的资源池，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。比如Nutanix和vSAN+vShpere超融合方案，按照这里的定义，OpenStack+Ceph只是物理融合而非超融合。值得注意的是，出于性能考虑，超融合架构通常都需要将主机物理设备透传（Pass Through）给控制虚机CVM。HCI是实现“软件定义数据中心”的终极技术途径。 不难看出，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（包括Object/Block/File存储），比如 NDFS/VSAN/ScaleIO/SSAN。因此基于这个“超”，数据库一体机和大数据一体机都不能
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。不过这种方式造成了极大的瓶颈，控制器也成为严重的性能阻碍，即便在全闪存环境下。 处理器技术的进步使传统SAN与NAS存储环境面临更大压力。现在的处理器拥有更多内核与线程，能够在更低频率和功率下完成更多计算，从而提升了效率，加之SSD带来的潜在利益，进一步突显了SAN与NAS在性能方面的不足。 超融合系统开始替换包括SAN与NAS在内的传统三层式架构，因为超融合系统取消了基于硬件的存储控制器，其自有网络可以提供更高的读写速度，从而消除了存储控制器产生的瓶颈。 在超融合系统中，数据存储分布于不同节点，因此不存在集中存储操作。这种特点使得处理器得以和SSD协同工作，提供更高的均衡性能；不会出现一方被另一方拖累的现象。结果如何呢？那就是真正 的分布式可横向扩展的存储系统。这正是超融合基础架构得以实现的关键所在。
浅谈超融合架构 ——Vmware EVO、路坦力和SimpliVity的横向对比 运算、储存、网络三合一，超融合基础架构结合了虚拟化、软件定义化、丛集分布式架构于一身，可以标准化通用硬件构成的基本节点，建构出便于灵活扩展、完全依靠软件驱动的IT环境 文/张明德|2014-11-27发表 兴起中的超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure），将改变企业IT机房建置型态。 无论规模大或小，典型企业IT机房都是由各自独立的运算、储存、网络硬设备组成，包括提供运算资源的服务器，提供储存资源的磁盘阵列或NAS，以及提供网络连接的局域网络（LAN）与储存局域网络（SAN）设备等。
不过以Google、Amazon、Facebook为代表的网络服务巨头厂商，却针对「网络规模（Web-Scale）」应用带来的极大量数据处理需求，引进了异于传统的「云端化」机房架构，展现了机房建置思维新方向。 云端化的机房架构 为了因应Web-Scale层级的极大量存取、储存与数据处理需求，Google这类大型网络服务商另辟蹊径，引进一种基于软件定义式设计的大规模丛集架构。 面对巨量数据处理需求，传统做法是以采购更高性能的服务器主机与储存设备来因应，但这些大型网络服务商却反其道而行，改为使用相对低价的现成商品化（Commodity）通用服务器硬件，藉由运行这些厂商自行发展的分布式系统（分布式文件系统与分布式数据处理软件等），将大量通用服务器设备组成极大规模的数据处理丛集环境，利用这种超大型丛集来处理来自全球网络用户发出的存取需求。 相比于传统架构，这种以软件核心、基于通用硬件的云端式架构，拥有远为低廉的建置成本、更弹性的扩充能力、更灵活的资源分配，以及几无上限的扩展能力，更能胜任必需因应数据迅速增长断调整与扩充处理资源的环境。 藉由超融合基础架构，现在，这种云端化的机房架构，也被带到一般企业IT环境中。