超融合是服务器虚拟化的自然延伸。服务器虚拟化是通过VMware、KVM、Xen、Hyper-V等虚拟化技术,将多台x86服务器的计算资源和网络资源整合为一个资源平台,实现统一分配、使用、管理和监控。服务器虚拟化不但可大幅度提升CPU的使用率(从物理服务器的5%平均使用率提升到4%左右),同时可保证业务的高可用,以及提供统一的运维管理平台。服务器虚拟化通常由FC/iSCSI SAN 或NAS等传统磁盘阵列提供数据服务。超融合基础架构一般以集群方式部署,在通用服务器硬件上安装超融合软件,多台通用服务器之间通过以太网互联,构成一个分布式集群。超融合承载的是用户的业务和数据,用户逐渐意识到分布式块存储是HCI比较重要的组件。上海医疗超融合作用
由于使用虚拟化,超融合基础设施比任何传统服务器存储模型更接近软件定义的基础设施。完全集成和编排,通过与软件定义网络提供的虚拟交换机的链接,可以允许IT团队通过代码控制存储管理。同时,策略驱动的管理系统允许私有云租户控制虚拟资源,而无需诉诸IT管理员进行虚拟LAN设置和存储分配。在超融合基础设施系统中,网络也被虚拟化。如今,交换机功能仍然由一个谨慎的交换机模块体现,但虚拟化网络功能使交换机不再采用许多专有代码。这些裸机交换机价格便宜,但仍然提供带宽。松江区机房超融合系统功能超融合实现了云计算与数据中心的智能化,真正解决了云计算带来的运营维护和管理成本增加的问题。
超融合设备为构建云计算基础设施提供了低风险的选择。这些预集成系统包括商业化的服务器和多个驱动器,以及允许在计算集群上共享这些驱动器的必要软件。对于硬件专业知识有限或IT人员不足的组织来说,超融合基础设施使用更加简单性,更为快速,但其价格有些高。尽管如此,许多私有云部署仍处于早期阶段,因此在超融合设备上的试点投资可能是使用这项技术的一个好办法。存储行业正在从传统的RAID阵列概念转向小型设备,12个驱动器就是2U服务器的标准。这也适合许多私有云的要求,因为这个盒子尺寸可以部署双CPU x86或ARM服务器和多条内存。用户不需要更多CPU电源来驱动联网的存储设备,因此其他CPU可用于虚拟机运行应用程序。这是超融合基础设施的推导;存储池基本上接管计算功能,这是存储公司表明超融合设备空间突出优点的一个原因。
超融合需要多样化的专门硬件匹配多样化场景的差异化诉求。比如热点技术DPU,让超融合通过可组合的方式发挥专门硬件的优势。DPU是数据处理单元,其目标是将CPU从单调且重复的数据处理中解放出来,他是超融合架构中的粘合剂:DPU与盘框的组合,分布式存储的能力卸载到DPU,可实现完全无CPU的存储节点;DPU与CPU结合,卸载虚拟机和大数据处理能力,可以实现完全无盘的计算节点;DPU和DPU之间可以进行数据互访和流动,让每颗CPU都能像访问本地盘一样,访问所需要的数据,消除了原有的跨节点数据瓶颈。有一些项目都是基于DPU的超融合方案。可以看到,超融合正随着场景的丰富逐步走向多样化的硬件组合以及软硬协同。此外,部分超融合厂商也推出了差异化的专门节点来满足不同场景、不同负载的需求。由于计算、存储和网络的紧密集成,以及由此带来的部署和管理的方便性,超融合系统正在迅速普及。
超融合HCI全称是超融合基础架构Hyper-Converged Infrastructure,百度百科中有一个完整的定义:是指在同一套单元设备(x86服务器)中不只具备计算、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。超融合的中心是分布式存储,谈到分布式存储,离不开软件定义存储Software Defined Storage,这里再参考百度百科的定义:软件定义存储(SDS)是一种数据存储方式,所有存储相关的控制工作都只在相对于物理存储硬件的外部软件中。这个软件不是作为存储设备中的固件,而是在一个服务器上或者作为操作系统(OS)或hypervisor的一部分。超融合的发展速度要远快于之前x86服务器替代大型机、小型机的进程。闵行区超融合系统功能
超融合并非新的概念,它的背后是长期以来,数据中心资源高效利用和低成本运营的驱动。上海医疗超融合作用
首先,我们常说的超融合 (Hyperconverged) 通常是指超融合基础设施 (Hyperconverged Infrastrucutre, HCI),且通常以软件的形式出现在通用服务器硬件之上。根据Gartner新版魔力象限报告内的定义 (Magic Quadrant for Hyperconverged Infrastructure Software, 17 November 2021),超融合基础设施 (HCI) 软件通过在服务器硬件上运行的单个实例提供虚拟化计算、存储和网络。值得注意的是,起初的 HCI 解决方案主要由单一硬件厂商作为设备出售,将其定义为超融合集成系统 (Hyperconverged Integrated Systems, HCIS)。随着市场的发展,HCI 解决方案出现了明显的分歧:HCIS 由硬件厂商驱动,而 HCI 软件由软件厂商驱动。HCI 软件与 HCIS 有很大的区别,HCI 软件可以被部署在不同服务器厂商的多种硬件之上。围绕 HCI 软件,更容易驱动针对特定用例、云相关功能的解决方案。上海医疗超融合作用
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