超融合基础架构是什么以及超融合技术是什么

超融合基础架构：引领数据中心进入新纪元

超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure）作为一种新型的信息化架构模式，将虚拟计算资源和存储设备紧密结合在一起，创造出一种强大的、模块化的无缝横向扩展解决方案。这种架构以其简单、高效、高性能和易部署的特点，正逐渐改变数据中心的运营模式。

一、概述

超融合基础架构以硬件服务器为基础，集成了计算、网络、存储和服务器虚拟化等功能。通过多套单元设备的网络聚合，实现模块化的无缝横向扩展，形成统一的资源池。这种架构不仅极大提高了数据中心的容量扩展性和数据可用性，而且以虚拟机为核心，提升了集群的运算效能和存储空间。

超融合技术的三大核心组件包括：计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化。其中，计算虚拟化主要有KVM、VMWARE、Hyper-V、Xen等主流路线；存储虚拟化则主要包括glustfs、ceph等主流路线；网络虚拟化一般采用自研方式，主要技术有VxLAN、SDN等。

二、组成

超融合系统通过集成存储和计算功能到一个单一节点（或节点集群）实现了前所未有的效率。每个节点都提供计算和存储功能，构成超融合系统的通用核心组件。这包括：

1. 分布式存储系统：建立在虚拟化平台之上，对本地存储资源进行虚拟化，再整合成资源池，为应用虚拟机提供存储服务。

2. 高速网络：通过GE/10GE以太网交换机或Infiniband光纤交换机，为分布式计算和存储集群提供可靠的网络通道。

3. 统一管理平台：除了提供硬件抽象层，管理程序还负责工作负载邻接、冗余、故障迁移、管理和容器化等功能。

超融合架构可以基于X86服务器等低单价企业服务器，对服务器的内置硬盘资源进行虚拟化，提供raid后的存储空间。通过机架间及机架内的高速二层交换网络，确保连接可靠性，满足企业的业务增长需求。

三、特点

超融合基础架构继承了融合式架构的优点，使用通用硬件服务器为基础，将多台服务器组成群集，以获得整个虚拟化环境所需的效能、容量扩展性和数据可用性。其特点包括：

1. 运算单元与储存单元的融合：传统的存储区域网络架构中，运算和储存单元是分离的。而超融合架构则将运算和储存单元合二为一，每台服务器节点都可提供运算资源和储存空间。

2. 实际的硬件资源与虚拟化平台的完整融合：超融合架构通过虚拟化平台软件来管理硬件资源，运算资源和储存资源都是通过虚拟机来合理调配使用。用户使用的虚拟机与储存空间完全依靠Hypervisor等软件构建，与底层物理设备隔离。

3. 更易于管理：相比传统的融合式架构，超融合架构的运算和储存资源更加统一，管理更加便捷。管理者可以通过统一的管理平台，对整个集群进行统一管理，大大提高了管理效率。

超融合基础架构以其高效、灵活、易管理的特点，正逐渐成为数据中心建设的理想选择。它以虚拟机为核心，合理调配硬件资源，实现了数据中心的高效运营和业务拓展。超融合技术：计算与存储的完美融合

超融合技术，一种在单一一体化基础架构中集成计算、存储、网络和虚拟化等核心资源的创新架构。这种技术彻底打破了传统服务器、网络和存储之间的孤立界限，将CPU、内存、存储、网络及虚拟化技术完美融合于每一台设备中，构成一个个独立的节点单元。

概念简述

超融合技术，又称为超融合架构技术，是现代化数据中心的重要组成部分。在这种架构下，每一台设备都是一个独立的节点，集成了所有必要的技术和资源。多节点通过网络无缝连接，形成一个统一的资源池，实现模块化的横向扩展。

融合特性

1. 传统架构下的计算与存储是分离的，而超融合技术实现了计算资源、存储资源和网络资源的统一融合。每一台超融合节点单元都可以同时提供计算资源和存储空间。

2. 超融合架构采用软件定义的体系结构，不再依赖于硬件。计算、存储、网络完全虚拟化并由软件控制，为整个虚拟化体系提供了简单、通用的管理和自动化平台。

敏捷性体现

超融合技术通过软硬件一体化融合，实现了设备的快速交付、架构的弹性伸缩、业务的敏捷部署和系统的精简运维。超融合一体机在出厂时已经完成了硬件集成和软件安装，极大简化了设备安装调试的复杂度。

安全性保障

超融合技术将所有数据集中在本地磁盘上，降低了系统和数据的安全风险。集群管理方式使得系统能够自动在其他节点设备上重启，避免单点故障。数据多副本机制确保数据分散存放，有效保障业务连续性和数据安全。

开放性特点

超融合架构是开放的，能够在任何x86服务器上运行，支持与各种类型的外置存储进行对接，无需依赖任何支持特定协议的网络设备。这为上层应用屏蔽了底层复杂和异构的基础架构，对主流操作系统和应用进行兼容性适配和性能优化集成。

关键技术解析

服务器虚拟化是超融合架构中的核心组件。基于裸金属架构的虚拟化程序直接运行在服务器上，实现对服务器物理资源的抽象，统一管理、调度和分配逻辑资源，构建多个同时运行、相互隔离的虚拟机执行环境，提高资源利用率，简化系统管理，加快响应速度，提供高可靠、高可用的应用服务。

超融合技术通过实现计算与存储的完美融合，提供了一种高效、灵活、安全的数据中心解决方案。无论是纵向构建还是横向扩展，超融合架构都能轻松应对，为现代企业的业务需求提供强大的支持。超融合架构：存储与网络的革新之旅

存储虚拟化，是对集群各节点服务器上独立的硬盘存储空间进行聚合，形成一个共享的存储资源池。在这个池中，所有的存储资源都被统一管理，实现了存储资源的自动化分配，从而构建了高效灵活的存储架构与管理平台。这种技术基于分布式存储系统，融合了多种存储技术如分布式缓存、SSD读写缓存加速及多副本机制，确保了存储的高可靠性和高性能。通过SSD缓存，服务器硬盘的I/O性能得到了大幅提升。多副本机制保证了数据的安全，使得关键业务能够稳定运行。

网络虚拟化，则通过按需分配和灵活调度网络中所需的各类服务（包括路由、交换、安全、负载均衡等），提供了全新的网络连接运维模式。这一技术解决了传统硬件网络的众多管理和运维难题，满足了业务应用对网络快速、灵活自动化部署的需求。

超融合架构是这两者的完美结合。它直接将存储分散部署到每台PC服务器上，结合快速的闪存盘和大容量传统机械磁盘，应对系统的高IO需求和大容量存储挑战。这一架构实现了高速访问本地数据，无需跨网络访问。其优势在于：

1. 极简的架构：超融合让系统的扩展更为灵活，客户只需根据需求购买相同配置，即可快速扩展IT系统。部署过程也变得更为简单，开箱即用的方式大大简化了规划、连接、配置等复杂操作。

2. 高可靠性：通过全部功能组件的软件定义，超融合实现了硬件无关的分布式架构，确保硬件故障不会影响业务。内嵌的CDP功能以及DRX/DRS智能调度技术，为业务提供了高可用性。

3. 高性能：超融合通过一系列技术优化，如分布式存储分层、逻辑条带化技术等，满足了各种业务对高性能的需求。

4. 高安全性：超融合为用户提供了平台安全、数据安全等多层次的安全防护，构建了数据中心的安全防护堡垒。

5. 高性价比：采用超融合架构，用户的整体拥有成本将明显降低。客户可以更方便地搭建数据中心，无需对基础设施进行大量调研。

超融合架构通过融合服务器、存储和网络，提供了模块化的无缝横向扩展，使得数据中心搭建更为简单、灵活。这一技术不仅满足了云计算和大数据时代的需求，还为企业的IT系统带来了高可靠性、高性能、高安全性以及高性价比的优势。纵然现今市场上已涌现出众多软件定义存储和存储虚拟化的解决方案，但存储的核心本质依旧未变。虚拟机的体积与数量并未因技术的发展而有所减少。对于那些已经采用超融合基础架构的企业而言，管理和部署专用的超融合基础架构和网络无疑积累了丰富的经验。虽然这需要初始的硬件和人力投入，但其带来的可靠性和卓越性能绝对物有所值。超融合基础架构产品不仅集成了数据镜像、去重、加密和灾难恢复等基础功能，而且能够适应未来的技术发展趋势。

面对融合与超融合基础架构的选择，企业常常会陷入纠结：如何为现有的虚拟化环境挑选出最合适的存储方案？为了做出明智的决策，管理员必须深入理解融合与超融合基础架构之间的差异，以及传统存储硬件在未来扮演的角色。

超融合基础架构将计算、网络和存储资源视为基本构建模块，根据系统需求进行选择和预定义。这种方式基于现有的硬件模块，确保了快速扩展的能力。若各模块间相互兼容，扩展过程将更为流畅。虽然超融合基础架构在初期投入较大，涵盖了技术费用及厂商集成费用，但长期来看，其总体拥有成本将被控制在合理的范围内。用户在更新和升级基础组件时，虽有一定的灵活性，但仍受限于超融合基础架构厂商的规定。在超融合基础架构中，存储控制器仍是硬件部分，由传统的SAN或NAS解决方案控制，这种方式更像是将传统的数据中心组件整合到一个专门的框架内。

而“超级”融合基础架构则更进一步，它不仅继承了融合基础架构的优点，还增加了一层软件，将计算、网络和存储资源集成在一个单一的容器中，而非以独立组件的形式存在。借助如Nutanix或EVO:RAIL等产品，超融合基础架构能够在存储硬件中不再依赖存储控制器，而是将这一功能融入到hypervisor层的软件服务中。这种转变带来了功能上的更大灵活性。这种“分散式”的超融合基础架构简化了专用的超融合基础架构和网络的复杂性，同时降低了本地存储成本，并提供了高级功能，如复制和去重。

由于解决了企业面临的众多存储问题，融合与超融合基础架构产品已经获得了广泛的关注。若超融合基础架构尝试在存储平台中使用标准服务器，可能会面临硬件耐用性和性能的挑战。这正是超融合基础架构应对虚拟环境中负载挑战的体现，通过应用软件定义存储特性来应对这些挑战成为了一种有效的解决方案。