超融合（HCI）是一種集成了計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)架構(gòu)，旨在將數(shù)據(jù)中心的硬件和軟件資源整合在一起，提供高度集成、可擴(kuò)展、易管理的解決方案。超融合架構(gòu)通過(guò)將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)功能納入同一套硬件平臺(tái)和軟件框架中，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)數(shù)據(jù)中心的一體化管理和自動(dòng)化運(yùn)維。減少各種設(shè)備之間的互相依賴(lài)，實(shí)現(xiàn)高效的一體化管理。此外，HCI還具備高度集成、可擴(kuò)展和易管理等特點(diǎn)，使其成為當(dāng)前企業(yè)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)的首選方案。

如何定義超融合？

目前，不同廠(chǎng)商對(duì)超融合架構(gòu)的定義存在一些差別，引用ActualTech Media發(fā)布的《The Fundamentals of Hyper-converged Infrastructure》一文中的定義如下：

?硬件上：超融合架構(gòu)將大型企業(yè)IT系統(tǒng)中獨(dú)立的計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)硬件融合在一起，集中在一個(gè)個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)中，融合了多種硬件設(shè)備。

?軟件上：超融合架構(gòu)中所有的系統(tǒng)資源通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一共享的軟件管理接口來(lái)管理并給上層應(yīng)用分享。

除了上述定義，大眾一般對(duì)超融合架構(gòu)的主要認(rèn)識(shí)為：一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)，將DAS（Directed Attached Storage，直接連接存儲(chǔ)）變?yōu)橘Y源池，并消滅了存儲(chǔ)陣列存在的必要性。但這一定義的主要缺陷在于：超融合架構(gòu)的主要目標(biāo)是簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)中心的管理，消除數(shù)據(jù)中心的分立管理問(wèn)題，而消除存儲(chǔ)陣列只是超融合架構(gòu)其中一個(gè)較明顯的特點(diǎn)。

?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，超融合基礎(chǔ)架構(gòu)就是在業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行服務(wù)器虛擬化軟件和存儲(chǔ)虛擬化軟件，將所有的計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聚合成一個(gè)統(tǒng)一的虛擬計(jì)算和虛擬存儲(chǔ)資源池，以資源池的形式提供數(shù)據(jù)中心所需的IT基礎(chǔ)設(shè)施。

?廣義來(lái)說(shuō)，除了計(jì)算和存儲(chǔ)虛擬化之外，超融合基礎(chǔ)架構(gòu)還可以整合網(wǎng)絡(luò)虛擬化、安全虛擬化以及上層業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)。

當(dāng)前業(yè)界普遍的共識(shí)是：軟件定義的虛擬化計(jì)算和分布式存儲(chǔ)是超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的最小集。

圖1 超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的軟硬件設(shè)計(jì)思路

如圖1所示，超融合的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上都部署了虛擬化軟件與分布式存儲(chǔ)軟件，節(jié)點(diǎn)上的本地磁盤(pán)通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)聚合成一個(gè)統(tǒng)一的分布式存儲(chǔ)資源池，以虛擬抽象層的形式向上層虛擬機(jī)提供存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)，超融合基礎(chǔ)架構(gòu)統(tǒng)一管理平臺(tái)則提供物理資源與虛擬資源的集中配置與監(jiān)控管理服務(wù)，實(shí)現(xiàn)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的快速部署和精簡(jiǎn)運(yùn)維。

為什么需要超融合？

超融合架構(gòu)的出現(xiàn)是為了應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中的一些挑戰(zhàn)和局限性。超融合架構(gòu)和傳統(tǒng)企業(yè)私有云架構(gòu)在硬件上差異如圖2所示。

圖2 傳統(tǒng)私有云基礎(chǔ)架構(gòu)和超融合私有云架構(gòu)的差異

超融合架構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)包括：

?簡(jiǎn)化管理：HCI通過(guò)整合管理和自動(dòng)化運(yùn)維，減少了分散設(shè)備之間的依賴(lài)關(guān)系，從而大大簡(jiǎn)化了IT基礎(chǔ)設(shè)施的管理工作量。

?提高效率：HCI的一體化特性使得資源可以更加高效地被管理和分配，提高了整個(gè)IT系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

?增強(qiáng)可擴(kuò)展性：HCI的模塊化設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)資源可以輕松擴(kuò)展，只需添加更多的節(jié)點(diǎn)即可增加計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量。

?易于部署和維護(hù)：相比于傳統(tǒng)的分立架構(gòu)，HCI的集成化設(shè)計(jì)減少了部署和維護(hù)的復(fù)雜性，加快了IT項(xiàng)目的上線(xiàn)速度。

?降低成本：通過(guò)合并硬件和軟件資源，HCI有助于降低企業(yè)的總體擁有成本（TCO）。

可以預(yù)見(jiàn)，隨著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的深入推進(jìn)，超融合架構(gòu)將成為未來(lái)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的核心架構(gòu)。超融合架構(gòu)的引入不僅可以提高企業(yè)IT部門(mén)的工作效率，還可以為企業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供保障，為企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)提供技術(shù)支持。

超融合架構(gòu)有哪些關(guān)鍵技術(shù)？

虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是超融合架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，它通過(guò)將物理資源抽象為虛擬資源，實(shí)現(xiàn)了資源的靈活分配和動(dòng)態(tài)管理。虛擬化技術(shù)可以提供資源的彈性和靈活分配，實(shí)現(xiàn)資源池的自動(dòng)擴(kuò)展和收縮。同時(shí)，虛擬化技術(shù)還支持虛擬機(jī)的快速部署和遷移，提高了資源利用率和系統(tǒng)可用性。這些特性使得虛擬化技術(shù)成為超融合架構(gòu)的基礎(chǔ)，為企業(yè)提供了高效、靈活和可靠的IT基礎(chǔ)設(shè)施。

圖3 KVM虛擬化基本架構(gòu)及原理

超融合架構(gòu)通過(guò)虛擬化技術(shù)將服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等物理資源抽象成虛擬資源。通過(guò)虛擬化層，可以將服務(wù)器硬件劃分為多個(gè)虛擬機(jī)，并為每個(gè)虛擬機(jī)分配適當(dāng)?shù)挠?jì)算和存儲(chǔ)資源。管理員可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整虛擬機(jī)的資源分配，實(shí)現(xiàn)資源的彈性和靈活分配。

虛擬化技術(shù)還可以提供資源的動(dòng)態(tài)管理能力。超融合架構(gòu)可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載和資源需求，自動(dòng)調(diào)整虛擬機(jī)的資源分配。例如，在高負(fù)載時(shí)，可以通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整虛擬機(jī)的計(jì)算資源來(lái)滿(mǎn)足需求；而在低負(fù)載時(shí)，可以將資源釋放給其他虛擬機(jī)使用，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。這種動(dòng)態(tài)管理能力不僅提高了資源利用率，還可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)資源池的自動(dòng)擴(kuò)展和收縮。

借助虛擬化技術(shù)提供的虛擬機(jī)快速部署和遷移功能，超融合架構(gòu)可以將虛擬機(jī)的配置和狀態(tài)保存在虛擬機(jī)鏡像中，并隨時(shí)進(jìn)行快速部署。管理員可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作，在幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建和配置一個(gè)新的虛擬機(jī)，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的物理資源調(diào)整。此外，虛擬化技術(shù)還可以支持虛擬機(jī)的遷移，將運(yùn)行中的虛擬機(jī)從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡和容錯(cuò)。

軟件定義存儲(chǔ)

軟件定義存儲(chǔ)（Software-Defined Storage，SDS）也稱(chēng)為分布式存儲(chǔ)，它是超融合架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)虛擬化和集中管理存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)高性能、高容量的存儲(chǔ)服務(wù)。軟件定義存儲(chǔ)使得超融合架構(gòu)可以靈活配置和管理存儲(chǔ)資源，提高系統(tǒng)的性能和效率。同時(shí)，軟件定義存儲(chǔ)還能夠充分利用節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算資源，提供更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)服務(wù)。

圖4 分布式存儲(chǔ)服務(wù)

軟件定義存儲(chǔ)的關(guān)鍵思想是將存儲(chǔ)功能從單獨(dú)的存儲(chǔ)設(shè)備中解耦出來(lái)，使用軟件層來(lái)提供存儲(chǔ)服務(wù)。這樣可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的抽象和集中管理，從而提高存儲(chǔ)資源的靈活性和利用率。

在超融合架構(gòu)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備一定的存儲(chǔ)容量。通過(guò)軟件定義存儲(chǔ)技術(shù)，這些節(jié)點(diǎn)上的存儲(chǔ)資源可以被虛擬化為整體的存儲(chǔ)集群，同時(shí)支持提供塊存儲(chǔ)、文件存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)等不同類(lèi)型的存儲(chǔ)服務(wù)。管理員可以通過(guò)統(tǒng)一的管理界面，對(duì)存儲(chǔ)集群進(jìn)行管理和配置，調(diào)整各類(lèi)型存儲(chǔ)的容量、性能和數(shù)據(jù)保護(hù)策略等。

軟件定義存儲(chǔ)還可以實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的存儲(chǔ)功能和服務(wù)，例如數(shù)據(jù)冗余、存儲(chǔ)快照等。管理員可以根據(jù)實(shí)際需求，對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行配置和管理，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用和業(yè)務(wù)的需求。同時(shí)，軟件定義存儲(chǔ)還支持自動(dòng)化的數(shù)據(jù)管理和遷移，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可用性和數(shù)據(jù)的流動(dòng)性。

圖5 多副本-三副本

圖6 糾刪碼-4+2糾刪碼

軟件定義存儲(chǔ)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以充分利用節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算資源來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)操作。超融合架構(gòu)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備計(jì)算能力，可以通過(guò)軟件定義存儲(chǔ)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)服務(wù)的集成。這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸和數(shù)據(jù)流動(dòng)的需求，提高系統(tǒng)的性能和效率。

軟件定義網(wǎng)絡(luò)

軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-Defined Networking，SDN）是超融合架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)平面分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的靈活管理和資源調(diào)度。SDN技術(shù)可以?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性，提高應(yīng)用程序的響應(yīng)速度和負(fù)載均衡。同時(shí)，SDN還支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化和多租戶(hù)環(huán)境，提供獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和安全性。通過(guò)應(yīng)用SDN技術(shù)，超融合架構(gòu)能夠更好地滿(mǎn)足不同應(yīng)用和用戶(hù)的需求，提供更高效、可靠和安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

圖7 超融合架構(gòu)中的虛擬交換機(jī)

SDN的核心思想是將網(wǎng)絡(luò)的控制平面與數(shù)據(jù)平面分離，將網(wǎng)絡(luò)的控制邏輯集中在一個(gè)中央控制器中。通過(guò)這種方式，管理員可以通過(guò)集中的控制平臺(tái)來(lái)管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中控制和管理。

在超融合架構(gòu)中，SDN可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的靈活配置和調(diào)度。管理員可以通過(guò)SDN控制平臺(tái)，根據(jù)應(yīng)用需求和工作負(fù)載的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、路由策略以及各?lèi)網(wǎng)絡(luò)和安全服務(wù)。這樣可以?xún)?yōu)化數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的性能和可靠性，提高應(yīng)用程序的響應(yīng)速度和負(fù)載均衡。

另外，SDN還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)分配和調(diào)度。通過(guò)SDN控制平臺(tái)，管理員可以根據(jù)實(shí)際需求，將網(wǎng)絡(luò)資源（如帶寬、延遲等）動(dòng)態(tài)地分配給不同的應(yīng)用和工作負(fù)載。這樣可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的智能管理和優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率和性能。

此外，SDN還支持網(wǎng)絡(luò)虛擬化功能，將物理網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化為邏輯網(wǎng)絡(luò)資源。這樣可以實(shí)現(xiàn)多租戶(hù)的網(wǎng)絡(luò)隔離和安全性，為不同的用戶(hù)和應(yīng)用提供獨(dú)立的虛擬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

圖8 超融合平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)與安全服務(wù)

統(tǒng)一管理等云計(jì)算相關(guān)技術(shù)

超融合架構(gòu)在軟件方面將所有的系統(tǒng)資源通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一共享的軟件管理接口來(lái)管理并給上層應(yīng)用分享。統(tǒng)一管理面向上層的應(yīng)用和用戶(hù)，保證IT管理人員能夠通過(guò)軟件簡(jiǎn)單便捷控制整個(gè)超融合集群。統(tǒng)一管理提供身份認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)和地址管理，負(fù)載均衡等一系列私有云必需的管理工具和模塊。

圖9 資源統(tǒng)一管理

超融合技術(shù)的軟件管理接口不僅能夠統(tǒng)一管理系統(tǒng)資源，還能有效整合虛擬化、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和其他功能，提供高度自動(dòng)化和自愈能力。通過(guò)這一統(tǒng)一管理接口，IT管理人員可以在上層應(yīng)用和用戶(hù)中實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)和地址管理、負(fù)載均衡等一系列私有云必需的管理工具和模塊，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)超融合集群的簡(jiǎn)單便捷控制。

此外，超融合技術(shù)在軟件方面的特點(diǎn)還體現(xiàn)在其對(duì)資源的動(dòng)態(tài)分配和自適應(yīng)優(yōu)化上。通過(guò)軟件管理接口，可以根據(jù)實(shí)際需求動(dòng)態(tài)分配各類(lèi)資源，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化和負(fù)載均衡的優(yōu)化。而且，超融合軟件還具備自我監(jiān)測(cè)和自我修復(fù)的能力，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常時(shí)，軟件能夠自動(dòng)識(shí)別問(wèn)題并采取相應(yīng)的措施，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自愈和高可靠性運(yùn)行。

Scale-Out升級(jí)和擴(kuò)展模式

超融合相比于傳統(tǒng)的企業(yè)IT架構(gòu)，超融合架構(gòu)的升級(jí)和擴(kuò)展方式由Scale-Up更改為Scale-Out。這種方式具有時(shí)間短、對(duì)業(yè)務(wù)影響小的特點(diǎn)。傳統(tǒng)的企業(yè)IT架構(gòu)中，通常采用Scale-Up的方式，需要調(diào)整各部分資源來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，然而這一方式具有一定的局限性，比如難以在短時(shí)間內(nèi)完成硬件升級(jí)，而且對(duì)業(yè)務(wù)的影響較大。

相較而言，超融合架構(gòu)采用Scale-Out的升級(jí)方式，通過(guò)增加節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能和存儲(chǔ)容量的擴(kuò)展，這使得升級(jí)時(shí)間大為縮短，且對(duì)業(yè)務(wù)的影響相對(duì)較小。這種升級(jí)方式能夠更好地適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)的快速變化，并且更便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的橫向擴(kuò)展，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。因此，超融合架構(gòu)的采用不僅能夠降低成本，提高資源利用率，還能夠更好地適應(yīng)企業(yè)的發(fā)展需求。

圖10 Scale-Up與Scale-Out的區(qū)別

并且，超融合技術(shù)以軟件為核心，能夠在不需要超配、購(gòu)買(mǎi)傳統(tǒng)存儲(chǔ)專(zhuān)用硬件的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)舊硬件的兼容，大幅降低IT系統(tǒng)成本，總體成本可以下降超過(guò)60%。

超融合架構(gòu)有哪些優(yōu)勢(shì)？

高度集成

高度集成是超融合架構(gòu)的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。通過(guò)融合計(jì)算和存儲(chǔ)等資源實(shí)現(xiàn)高效的存儲(chǔ)性能和資源利用率，超融合架構(gòu)為企業(yè)提供了高度集成、高性能、易管理的解決方案。這種集成的架構(gòu)可以提供更高的資源利用率、更低的成本和更簡(jiǎn)化的管理，為企業(yè)的數(shù)據(jù)中心帶來(lái)極大的優(yōu)勢(shì)。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，計(jì)算和存儲(chǔ)通常分別部署在不同的設(shè)備和管理平臺(tái)中。這種分離的部署模式導(dǎo)致了額外的成本和復(fù)雜性，增加了數(shù)據(jù)中心的管理和維護(hù)工作量。而超融合架構(gòu)通過(guò)將計(jì)算和存儲(chǔ)融合在同一套設(shè)備中，消除了這種問(wèn)題。計(jì)算和存儲(chǔ)根據(jù)需求動(dòng)態(tài)分配，并通過(guò)高速內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，從而提供了更高的性能和更低的延遲。

圖11 資源高度集成

在超融合架構(gòu)中，存儲(chǔ)資源由軟件定義存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)管理。軟件定義存儲(chǔ)將存儲(chǔ)功能從專(zhuān)用硬件中抽象出來(lái)，以軟件的形式提供。這樣，管理員統(tǒng)一管理、配置存儲(chǔ)資源，無(wú)需依賴(lài)特定的硬件設(shè)備和專(zhuān)用的存儲(chǔ)軟件。軟件定義存儲(chǔ)提供了諸多功能，如數(shù)據(jù)去重、快照、數(shù)據(jù)副本、糾刪碼等，以滿(mǎn)足不同應(yīng)用的需求。

超融合架構(gòu)的軟件定義存儲(chǔ)技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)高效的資源利用率。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，存儲(chǔ)資源通常是獨(dú)立的，無(wú)法有效地共享和利用。而在超融合架構(gòu)中，會(huì)對(duì)存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)中心內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)都可以使用和共享存儲(chǔ)資源，從而提高了存儲(chǔ)資源的利用率，同時(shí)也降低了存儲(chǔ)成本。

可擴(kuò)展性

在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，當(dāng)企業(yè)需要增加計(jì)算和存儲(chǔ)資源時(shí)，通常需要進(jìn)行復(fù)雜的配置和調(diào)整。例如，需要購(gòu)買(mǎi)和部署新的專(zhuān)用服務(wù)器、擴(kuò)展存儲(chǔ)設(shè)備等。這不僅涉及到大量的物理操作和配置工作，還需要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，導(dǎo)致業(yè)務(wù)的延遲和停頓。

而超融合架構(gòu)通過(guò)添加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)按需擴(kuò)展。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算和存儲(chǔ)單元，可以根據(jù)需求將其靈活地添加到系統(tǒng)中。通過(guò)節(jié)點(diǎn)間的高速內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)連接，這些節(jié)點(diǎn)可以協(xié)同工作，共享計(jì)算和存儲(chǔ)資源。這種擴(kuò)展性使得超融合架構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需求迅速、靈活地?cái)U(kuò)展數(shù)據(jù)中心，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)的需求。在UIS超融合管理平臺(tái)中，還可以單獨(dú)擴(kuò)容計(jì)算或者存儲(chǔ)資源，進(jìn)一步加強(qiáng)了整個(gè)系統(tǒng)資源調(diào)配的靈活性。

圖12 靈活的資源擴(kuò)展

超融合架構(gòu)的擴(kuò)展性還具有彈性和可伸縮性。當(dāng)企業(yè)面臨業(yè)務(wù)高峰期或需要應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)增長(zhǎng)等情況時(shí)，可以通過(guò)添加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)增加計(jì)算或存儲(chǔ)能力，以滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求。而在業(yè)務(wù)不再需要時(shí)，可以根據(jù)情況縮減節(jié)點(diǎn)數(shù)量，從而避免資源的浪費(fèi)。這種彈性和可伸縮性使得超融合架構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整和管理資源，提高資源利用率和性能。

此外，超融合架構(gòu)的節(jié)點(diǎn)添加和配置過(guò)程也非常簡(jiǎn)單。管理員只需將新的超融合節(jié)點(diǎn)連接到現(xiàn)有系統(tǒng)，并通過(guò)統(tǒng)一的管理界面進(jìn)行配置和管理即可。極大簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展的工作量和復(fù)雜性，減少了資源擴(kuò)容的部署時(shí)間，提高了數(shù)據(jù)中心的敏捷性和效率。

綜上所述，超融合架構(gòu)的可擴(kuò)展性是其一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)。通過(guò)按需添加新的節(jié)點(diǎn)來(lái)擴(kuò)展計(jì)算和存儲(chǔ)資源，超融合架構(gòu)可以快速、靈活地滿(mǎn)足企業(yè)的需求。這種擴(kuò)展性具有彈性和可伸縮性，可以提高資源利用率和性能，同時(shí)還能簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)的部署和配置工作，提高數(shù)據(jù)中心的敏捷性和效率。

高可用性和容錯(cuò)性

超融合架構(gòu)利用分布式存儲(chǔ)和冗余機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高可用性和容錯(cuò)性，從而確保數(shù)據(jù)的安全性和持久性。

超融合架構(gòu)采用分布式存儲(chǔ)技術(shù)，將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在集群中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備上。這種分布式存儲(chǔ)方式可以提高數(shù)據(jù)的冗余性，降低數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)仍然可以從其他正常的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和可用性。同時(shí)，分布式存儲(chǔ)還可以提高數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)速度，通過(guò)并行讀取和寫(xiě)入，提升系統(tǒng)的性能。

圖13 高可用能力

超融合架構(gòu)采用冗余機(jī)制，復(fù)制數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備中。當(dāng)某個(gè)節(jié)點(diǎn)或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到其他正常的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備上的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的可用性和完整性。冗余機(jī)制可以根據(jù)需求進(jìn)行配置，包括副本的數(shù)量和副本的存儲(chǔ)位置。這種冗余機(jī)制可以提高數(shù)據(jù)的容錯(cuò)性，減少系統(tǒng)故障對(duì)數(shù)據(jù)的影響，確保數(shù)據(jù)的安全和持久性。

超融合架構(gòu)還常用的高可用性技術(shù)，例如故障切換（failover）和故障恢復(fù)（failback）。在節(jié)點(diǎn)或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到備用的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備上，確保服務(wù)的連續(xù)性和可用性。一旦故障節(jié)點(diǎn)或設(shè)備恢復(fù)正常，系統(tǒng)又可以自動(dòng)切換回原來(lái)的節(jié)點(diǎn)或設(shè)備上，保持?jǐn)?shù)據(jù)的統(tǒng)一性和完整性。這種高可用性技術(shù)可以避免系統(tǒng)中斷和數(shù)據(jù)丟失，保證業(yè)務(wù)的持續(xù)運(yùn)行。

圖14 超融合管理平臺(tái)雙機(jī)熱備

超融合架構(gòu)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？

小型和中型企業(yè)數(shù)據(jù)中心

對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，超融合架構(gòu)是一個(gè)理想的選擇。它能夠低成本的集成計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和虛擬化等關(guān)鍵組件，提供了適合中小型企業(yè)的高度集成的解決方案和簡(jiǎn)化的管理。降低了擁有成本和運(yùn)維復(fù)雜性，幫助企業(yè)更高效地部署和管理數(shù)據(jù)中心，提高運(yùn)營(yíng)效率，適應(yīng)快速變化的業(yè)務(wù)需求。

中小型企業(yè)的資源和預(yù)算通常有限，因此需要一種高度集成的解決方案，能夠同時(shí)滿(mǎn)足數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲(chǔ)等需求。超融合架構(gòu)通過(guò)將這些關(guān)鍵組件集成在一起，提供了一站式的解決方案，簡(jiǎn)化了部署和管理的復(fù)雜性。企業(yè)只需通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的管理界面來(lái)管理和監(jiān)控整個(gè)數(shù)據(jù)中心，無(wú)需分別管理各個(gè)組件，從而節(jié)省了時(shí)間和人力成本。

圖15 適用于中小型企業(yè)數(shù)據(jù)中心的兩節(jié)點(diǎn)架構(gòu)

超融合架構(gòu)能夠顯著降低企業(yè)數(shù)據(jù)中心的總體成本。相較于傳統(tǒng)的分離式架構(gòu)，超融合架構(gòu)通過(guò)整合硬件設(shè)備和軟件功能，減少了硬件設(shè)備的數(shù)量和維護(hù)成本，甚至部分高度集成的超融合一體機(jī)可以做到一箱即云。同時(shí)，由于超融合架構(gòu)將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源共享和集中管理，提高了資源的利用率，進(jìn)一步降低了成本。

超融合架構(gòu)還提供了簡(jiǎn)化的管理界面和操作流程，幫助企業(yè)快速部署和管理數(shù)據(jù)中心。由于超融合架構(gòu)的高度集成性和自動(dòng)化特性，企業(yè)無(wú)需具備高級(jí)的技術(shù)能力，即可有效地管理和維護(hù)數(shù)據(jù)中心。這對(duì)于中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)尤為重要，因?yàn)樗鼈兺ǔ](méi)有足夠的人力資源和專(zhuān)業(yè)知識(shí)來(lái)全面管理復(fù)雜的數(shù)據(jù)中心。

多分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公

對(duì)于分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，超融合架構(gòu)是一種理想的解決方案。傳統(tǒng)的分支機(jī)構(gòu)部署方式需要獨(dú)立的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這不僅增加了部署和維護(hù)的復(fù)雜性，還增加了成本。而超融合架構(gòu)將計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等功能進(jìn)行集成，通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)進(jìn)行管理和監(jiān)控?？梢源蟠蠛?jiǎn)化分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公場(chǎng)景的部署和運(yùn)維工作，降低成本和管理復(fù)雜性。

圖16 多站點(diǎn)架構(gòu)

多分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公超融合架構(gòu)可以通過(guò)集中管理，將分支機(jī)構(gòu)的計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)等資源集中管理起來(lái)。管理員可以通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的私有云平臺(tái)來(lái)管理和監(jiān)控所有分支機(jī)構(gòu)的資源。他們可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求和資源的可用性，實(shí)時(shí)調(diào)整分支機(jī)構(gòu)的資源分配，從而優(yōu)化資源利用率和性能。

多分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公超融合架構(gòu)通過(guò)自動(dòng)化運(yùn)維，提供了高效而靈活的資源調(diào)配和運(yùn)維能力。管理員可以通過(guò)定義和配置相應(yīng)的策略和規(guī)則，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的資源調(diào)度和管理。例如，當(dāng)某個(gè)分支機(jī)構(gòu)的資源利用率較低時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)將未使用的資源分配給其他需要的分支機(jī)構(gòu)，以平衡整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載。這種自動(dòng)化的資源調(diào)度和管理能力，不僅提高了資源利用率，還減少了管理員的工作量和運(yùn)維成本。

多分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公超融合架構(gòu)還提供了安全和可靠的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制。通過(guò)虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)（VPN）和安全隧道等技術(shù)，分支機(jī)構(gòu)可以安全地訪(fǎng)問(wèn)和共享中央數(shù)據(jù)中心的資源。同時(shí)，超融合架構(gòu)還可以提供數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)的功能，保護(hù)分支機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)安全。

總體而言，多分支機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)程辦公超融合架構(gòu)通過(guò)集中管理和自動(dòng)化運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)分支機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一管理和資源調(diào)配。它提供了高效的資源利用和靈活的運(yùn)維能力，幫助企業(yè)提高協(xié)作效率和業(yè)務(wù)響應(yīng)能力。同時(shí)，它還提供了安全和可靠的網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，確保分支機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)安全和可用性。

基于容器的云原生應(yīng)用

超融合架構(gòu)可以支持容器化應(yīng)用的部署和管理，提供靈活的容器資源調(diào)度和運(yùn)維能力。

基于容器的云原生應(yīng)用超融合架構(gòu)通過(guò)將容器資源的調(diào)度和管理集成到超融合架構(gòu)中，提供了支持容器化應(yīng)用的部署和管理能力。這種架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)靈活的容器資源調(diào)度和運(yùn)維，提高資源利用率和性能。同時(shí)，它還提供了豐富的容器功能和服務(wù)，幫助組織更好地構(gòu)建和管理云原生應(yīng)用。

圖17 基于超融合的云原生架構(gòu)

在傳統(tǒng)的超融合架構(gòu)中，虛擬機(jī)是主要的部署單位，但在基于容器的云原生應(yīng)用中，容器成為了部署的基本單元?；谌萜鞯脑圃鷳?yīng)用超融合架構(gòu)通過(guò)集成容器管理平臺(tái)，如Kubernetes，將容器資源的部署、調(diào)度和管理集成到超融合架構(gòu)的管理平臺(tái)中。

這種架構(gòu)使得管理員可以通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一的控制平臺(tái)來(lái)管理和監(jiān)控所有的容器資源。管理員可以根據(jù)應(yīng)用的需求和資源的可用性，動(dòng)態(tài)地調(diào)整容器資源的分配和調(diào)度，提高資源利用率和性能。這也為容器化應(yīng)用提供了更好的彈性和擴(kuò)展性，能夠更好地應(yīng)對(duì)快速變化的業(yè)務(wù)需求。

除了資源調(diào)度和管理的能力，基于容器的云原生應(yīng)用超融合架構(gòu)還提供了豐富的容器功能和服務(wù)。例如，集成的容器鏡像倉(cāng)庫(kù)和CI/CD工具可以支持容器鏡像的構(gòu)建、存儲(chǔ)和持續(xù)交付；容器網(wǎng)絡(luò)功能可以提供容器之間和容器與外部網(wǎng)絡(luò)的通信；容器存儲(chǔ)功能可以提供持久化存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理等。

備份和災(zāi)備環(huán)境

超融合架構(gòu)提供了高度可靠的備份和災(zāi)備功能，適用于數(shù)據(jù)保護(hù)和災(zāi)備場(chǎng)景。通過(guò)超融合架構(gòu)，管理員可以快速設(shè)置和管理備份策略，對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行定期備份。此外，超融合架構(gòu)還提供了靈活的數(shù)據(jù)恢復(fù)選項(xiàng)，可以快速恢復(fù)數(shù)據(jù)到先前的狀態(tài)。這種備份和災(zāi)備功能可以幫助組織最大限度地保護(hù)數(shù)據(jù)安全，減小業(yè)務(wù)中斷的影響。

超融合架構(gòu)可通過(guò)自身集成的資源，實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)備份。管理員可以通過(guò)簡(jiǎn)單的配置，設(shè)置定期的備份計(jì)劃，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)復(fù)制到備份存儲(chǔ)設(shè)備中。這些備份數(shù)據(jù)可以通過(guò)增量備份或全量備份的方式來(lái)進(jìn)行，以減少備份數(shù)據(jù)量和節(jié)省存儲(chǔ)空間。此外，通過(guò)利用超融合架構(gòu)的高速存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)性能，備份操作可以以較快的速度完成，減少對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的影響，可以在超融合平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行備份，也可以使用專(zhuān)用的備份工具進(jìn)行備份。

圖18 D2D2C混合云備份

超融合架構(gòu)同時(shí)也提供了靈活的數(shù)據(jù)恢復(fù)能力，以應(yīng)對(duì)各種數(shù)據(jù)丟失或系統(tǒng)故障的情況。管理員可以利用全方位的備份容災(zāi)功能，輕松地選擇恢復(fù)目標(biāo)和時(shí)間點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)操作。超融合架構(gòu)支持多種數(shù)據(jù)恢復(fù)選項(xiàng)，包括整個(gè)虛擬機(jī)的還原、文件級(jí)別的恢復(fù)以及相關(guān)應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)。這些選項(xiàng)提供了靈活性和粒度控制，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下的需求，并最大程度地減少對(duì)業(yè)務(wù)的影響。

圖19 存儲(chǔ)復(fù)制容災(zāi)

備份和災(zāi)備超融合架構(gòu)還支持?jǐn)?shù)據(jù)的跨地域復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)。企業(yè)可以將備份數(shù)據(jù)復(fù)制到遠(yuǎn)程的備份設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)跨地域的冗余和異地災(zāi)備。當(dāng)主數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障或不可用時(shí)，可以快速切換到備份數(shù)據(jù)中心，保障業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可用性。超融合架構(gòu)的集成性和自動(dòng)化能力，免去了存儲(chǔ)側(cè)的復(fù)雜配置，可以大大簡(jiǎn)化備份和災(zāi)備的管理和操作復(fù)雜性，提高數(shù)據(jù)保護(hù)和災(zāi)備的可靠性和效率。

審核編輯：黃飛