服務器、存儲陣列以及交換機是數(shù)據(jù)中心中三大組件，分別擔任著計算、存儲以及網(wǎng)絡的角色，整個數(shù)據(jù)中心基礎架構呈現(xiàn)煙囪式的設計，雖然傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心復雜昂貴，并且不易擴展，但是能夠滿足大多數(shù)行業(yè)客戶需求，很長時間里發(fā)展重點在于提升性能而不是架構重構。

分久必合 超融合架構是大趨勢

數(shù)據(jù)中心基礎架構革新有兩大推動力，一方面是超大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)公司的崛起。以Facebook、谷歌以及國內BAT為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，數(shù)據(jù)量巨大，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心遍布全球，并且擁有一批IT技術水平超高的工程師。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心在靈活性和成本上都不能滿足互聯(lián)網(wǎng)公司需求，所以互聯(lián)網(wǎng)公司就打造了標準化的底層硬件加上高效的管理軟件的新平臺，這也是超融合架構的雛形。

另一方面，如今的處理器、內存等等系統(tǒng)組件已經(jīng)高度進化。x86架構的生態(tài)非常完善，專有架構的性能優(yōu)勢不再明顯，并且隨著SSD的普及，整個數(shù)據(jù)中心不同組成部分演進速度趨于統(tǒng)一。這為計算、存儲以及網(wǎng)絡深度融合提供了有利條件。超融合就在互聯(lián)網(wǎng)公司原始技術積累以及底層硬件平臺演進的雙重作用下誕生。

Wikibon ServerSAN 市場調研

歷經(jīng)數(shù)年技術積累，如今客戶已經(jīng)開始接受并在新一代數(shù)據(jù)中心中廣泛采用基于超融合架構的解決方案。典型的場景包括虛擬化、VDI、分支機構、數(shù)據(jù)庫等關鍵業(yè)務應用以及存儲資源池等。Gartner將這個市場稱為集成系統(tǒng) (Integrated System)，并且依據(jù)解決方案功能以及組件的不同分為下面四個領域：

• 集成基礎架構系統(tǒng) Integrated infrastructure systems (IISs) ，服務器、存儲和網(wǎng)絡集成在一個機柜中，早期VCE的vBlock是其中的代表。
• 集成參考架構 Integrated reference architectures (IRAs) 。通過兩家或者多家廠商認證的，滿足特定說明和指標的一組邏輯硬件和軟件的集成系統(tǒng)。vSAN Ready Node可以劃為這類方案。
• 超融合集成系統(tǒng) Hyperconverged integrated systems (HCISs)。通過緊耦合計算、存儲和網(wǎng)絡硬件像傳統(tǒng)SAN一樣分配存儲空間。管理軟件具備管理存儲、計算等資源，并且實現(xiàn)備份、壓縮、去重等功能。這類產(chǎn)品如華為的FusionCube、Nutanix的產(chǎn)品都是超融合集成系統(tǒng)。
• 集成堆棧系統(tǒng) Integrated stack systems (ISSs) 。利用應用軟件將服務器、存儲、網(wǎng)絡硬件集成在一起的設備。***代表性的產(chǎn)品就是Oracle Exadata。

超融合系統(tǒng)的應用及核心優(yōu)勢

主流超融合系統(tǒng)都會包含基礎架構及云管理平臺兩部分。下圖以華為的FusionCube為例介紹了超融合系統(tǒng)的典型架構。

FusionCube的核心有云管理平臺和分布式存儲系統(tǒng)兩大部分。云管理平臺是整個系統(tǒng)資源管理、狀態(tài)監(jiān)控等等功能的集合。可以說在云管理平臺的支持下，F(xiàn)usionCube才得以實現(xiàn)真正的做到極簡運維和對資源的統(tǒng)一管理。

FusionCube分布式存儲系統(tǒng)采用獨特的并行架構、創(chuàng)新的緩存算法、自適應的數(shù)據(jù)分布算法，既消除了熱點也提高了性能，并且能夠以超快的重建時間實現(xiàn)自動化自修復，提供卓越的可用性和可靠性。

超融合實現(xiàn)高性能，一方面依靠高性能的硬件組件。比如PCIe SSD，華為擁有ES3000 PCIe SSD，單片ES3000的4k隨機讀IOPS性能可達77萬，延遲則在100 μs以內。相對于磁盤和SATA/SSD，PCIe SSD的加速效果可謂立竿見影。此外，網(wǎng)絡層面56Gbps的InfiniBand這樣的高速網(wǎng)絡技術在超融合方案中應用也非常普遍，數(shù)據(jù)倉庫分析、超大并發(fā)量的交易業(yè)務場景下，InfiniBand是***選項。

除了借助PCIe SSD和InfiniBand實現(xiàn)性能提升， FusionCube分布式存儲軟件免鎖化調度的I/O軟件子系統(tǒng)，徹底解決了分布式鎖沖突，使得I/O路徑上無需進行任何鎖操作和元數(shù)據(jù)查詢，I/O路徑短、時延低；分布式的無狀態(tài)機頭，可以充分發(fā)揮各個硬件節(jié)點的能力，大大提升了系統(tǒng)的并發(fā)IOPS和并發(fā)MBPS。

實現(xiàn)高性能的同時，線性擴展以及完善的數(shù)據(jù)保護機制是FusionCube分布式存儲軟件另外兩個核心優(yōu)勢。FusionCube分布式存儲軟件采用全分布式DHT架構，將所有元數(shù)據(jù)按規(guī)則分布在各節(jié)點，避免了元數(shù)據(jù)瓶頸，支持線性擴展。

FusionCube分布式存儲軟件支持多種數(shù)據(jù)冗余保護機制以及靈活設置數(shù)據(jù)可靠性策略，并且，系統(tǒng)對有效數(shù)據(jù)分片進行數(shù)據(jù)的冗余保護，在硬盤、服務器故障的時候，能夠對有效數(shù)據(jù)進行并行重建，1TB硬盤的重建時間小于30分鐘，大大增強系統(tǒng)的可靠性。

超融合系統(tǒng)是軟硬一體化的，所以華為從底層硬盤、服務器以及上層虛擬機等不同的層次考量并設計了硬盤狀態(tài)監(jiān)測及處理、部件全冗余以及虛擬機備份及智能自愈等功能，全面保障系統(tǒng)可靠性，進而實現(xiàn)業(yè)務永續(xù)。

從交付開始的極簡管理

華為通過預集成、預驗證和統(tǒng)一服務打造一個完整的解決方案交付給客戶，可將業(yè)務上線時間從20周縮短到1周多。上線后可以通過FusionCube Center管理工具實現(xiàn)統(tǒng)一資源管理、統(tǒng)一告警和統(tǒng)一監(jiān)控。通過一站式服務，解決原有客戶需要多家廠商維護系統(tǒng)及責任不明的問題。

FusionCube是超融合系統(tǒng)的一個代表，分布式存儲架構以及PCIe SSD的應用都是當前超融合系統(tǒng)的主流設計。華為又在數(shù)據(jù)保護、資源管理以及交付使用等環(huán)節(jié)上做足工作，因此，F(xiàn)usionCube相比其他同類型超融合產(chǎn)品能夠更好的滿足虛擬化、數(shù)據(jù)庫等場景下的業(yè)務需求，再加上完善的服務體系，用戶可以全面享受超融合帶來的IT基礎設施新架構帶來的良好體驗。

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