超融合架构分析和主要技术阵营.docx
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超融合架构分析和主要技术阵营
超融合架构分析和主要技术阵营
超融合架构将围绕虚拟化计算的存储、网络集成到了同一个硬件盒子中,生态系统涵盖软件和硬件厂商,因其核心是软件,在这里我们集中讨论三类有代表意义的软件厂商,而并不展开讨论整个生态系统:
“超融合存储”厂商,作为“超融合”架构概念的来源,Nutanix、SMARTX、Simplivity等超融合存储厂商通过其稳定、高性能、丰富的企业级数据保护特性的存储构建了核心竞争力,是目前“超融合”生态圈的核心玩家之一。
“VMware”,作为虚拟化领域的霸主,VMware为保卫VMware生态系统推出vSAN和EVO:
RAIL,借助vSphere的市场份额,推广其超融合存储解决方案,是目前“超融合”生态圈的第二个大玩家。
“Openstack等开源阵营”,OpenStack厂商乘风借势,借助开源项目Ceph也推出了自己的超融合解决方案,与超融合存储厂商和VMware一起,初步形成了超融合存储市场的三类玩家。
这些厂商虽然都是超融合架构,却各有侧重和优缺点,让我们逐一对此进行分析。
超融合存储厂商引领超融合架构
超融合存储厂商典型代表有Nutanix、SMARTX、Simplivity等,这些厂商将传统互联网公司的计算存储融合架构用于虚拟化环境中,支持企业构建计算存储合二为一的数据中心架构。
超融合存储厂商首先抓住的是用户数据中心虚拟化规模增大后的存储痛点问题(如性能、容量、运维、易用性问题),为虚拟化数据中心构建更快、更易扩展、更易用的存储解决方案,降低数据中心的整体拥有成本。
存储厂商推出的超融合方案有两大优点,一方面,其不绑定任何计算平台,既支持VMware,也支持OpenStack、KVM、Hyper-V、XENSERVER等,甚至未来还会支持Docker,中立的立场十分明显,可以和多种虚拟计算平台厂商合作,有助于用户摆脱计算平台的绑定;另一方面,其存储的稳定性、性能和企业所需的数据保护特性(如异地容灾、同城双活、备份等)比另外两类玩家有很大优势,可以直接切入企业的核心业务。
VMwarevSAN保卫VMware生态
过去,VMware通过“vSphere+EMC存储”的方案一统江湖,但是随着Nutanix、SMARTX等存储厂商推出支持多个计算平台的中立的超融合存储产品,以及开源Hypervisor,如KVM、Xenserver的成熟,VMware的垄断地位已经受到了严重威胁。
为此,VMware也推出了相对应的存储方案vSAN来应对上述挑战。
VMwarevSAN是vSphere中的一个高级特性,和VMware的集成更加紧密,相比Nutanix和SMARTX,vSAN和VMware结合使用的体验更好,同时借助于vSphere的市场份额和现有渠道,vSAN可以迅速推广,缺点在于vSAN只支持VMware自己的虚拟化方案,其产品思路仍是将用户锁定在VMware的封闭系统中,被业界诟病的“vtax”仍在延续;为和东家EMC直面竞争,vSAN仍定位于低端存储市场,性能和数据保护方面竞争力不足,限制了vSAN侵蚀市场份额。
Openstack阵营借力开源Ceph
Openstack是一套开源的云计算管理软件,是目前最受欢迎的云计算管理软件项目之一,可以为用户构建完整虚拟计算、存储、SDN网络的解决方案。
为迎合超融合架构趋势,国内Openstack厂商,如99Cloud、UnitedStack等OpenStack厂商,借助于Ceph等开源软件来搭建超融合架构的云解决方案。
Openstack阵营的核心竞争力来源于对开源项目的运维能力以及低成本的解决方案。
目前Openstack主要针对非关键业务市场,因此采用开源的Ceph可以更加有利于降低成本,但是国内Openstack厂商能力参差不齐,并不是所有的Openstack厂商都有维护和修复Ceph问题的能力。
Ceph在存储稳定性和性能上和商业存储仍然存在较大差距,限制了其争夺中高端市场的能力。
目前“超融合”生态圈三大阵营格局及解决方案特点如下表所示。
超融合解决方案介绍
首先需要厘清概念,谈超融合,就得先从融合架构谈起
融合架构又称为集成系统,通过整机柜集成和预配置实现快速部署,但仍然采用传统的服务器、网络、存储三层架构。
典型的融合架构方案包括VCE的Vblock、NetApp的FlexPod、Oracle的Exadata,以及Huawei的FusionCube和H3C的UIS等。
可以注意到融合架构在形态上体现为一个机柜或刀箱,里面集成了服务器、网络、存储节点,安装了虚拟化软件。
而超融合架构则是基于通用的服务器硬件,借助虚拟化和分布式技术,融合计算、存储、虚拟化与一体,不再需要专门的SAN存储。
相比融合架构来说,超融合摆脱了整机柜/刀箱集成的束缚,也不再受限于传统的三层架构,更具有弹性。
其次理解每家产品的理念、定位和技术渊源
超融合概念在今天能够得到大家的热议,一是随着硬件性能密度的提升,网络互联互通的便利,软件智能逐渐走向成熟,超融合也是IT基础设施演进的一个必然方向;二则是对传统架构的颠覆式创新,在IT资源的分配和管理上相比传统架构更有效率(尤其是集中式存储模式),因此对传统存储的冲击也最大。
这也恰恰说明为何超融合理念的倡导者会是Nutanix、SimpliVity、Pivot3、Maxta以及VMware这些在企业级(存储)市场并不显赫的厂商。
而对于EMC、IBM、NetApp这些存储巨头来说,超融合并不是一个“讨人喜欢”的概念,谁让他们“真的有一头牛”呢?
Nutanix、SimpliVity等超融合初创厂商,均成立于2009年,借鉴Google等互联网数据中心架构,通过软件定义的方式,将服务器的计算和存储资源聚合,在虚拟化层面上实现池化和统一管理,实现虚拟化环境的新型部署模式。
他们的确是这个市场最彻底的“革命者”。
VMware在2014年发布的VSAN,也是专为优化虚拟环境而设计的存储解决方案,通过与vSphere的深度耦合,将软件定义数据中心延伸到存储一层(在此前VMware通过VAAI、VASA、VVOL帮助专业存储厂商更好的支持虚拟化应用,现在决定甩开膀子自己上阵了),并巩固VMware在虚拟化数据中心的优势。
而HP、Huawei作为传统企业级的老兵,有成熟的软件定义存储产品,如HP基于LeftHand的StorVirtual、Huawei从FusionCube拆分出来的FusionStorage,通过与Hypervisor集成或作为其堆栈的一部分而摇身一变成为时髦的“超融合”,但从规格、指标来看,与“原生”的超融合架构仍然存在差距。
在国内比较有影响力的公有云服务提供商青云,也推出了超融合一体机,通过预集成QingCloud虚拟化平台、云平台管理软件、SDN网络和分布式存储,实现企业云平台的落地部署。
另外一家厂商深信服,本行是做网络安全的,也加入了超融合的战场,坦率的说在狭义的超融合架构(服务器+存储+虚拟化)上平淡无奇,但所画即所得的部署模式和网络层的深度集成却让人印象深刻,更适合SMB客户从网络安全到基础架构的一揽子交付需求。
回到联想自身,没有自己的存储核心技术这一短板,在过去只能依赖于OEM和技术合作弥补,随着超融合的发展,也无需再苦恼了,超融合不需要存储,但一定要部署在服务器上。
而服务器则是联想企业级最强的地方,与Nutanix合作推出的超融合HX系列,基于最好的x86服务器Systemx,目标成为超融合市场的标杆产品。
选择超融合方案可以遵循哪几个标准?
这么多考量因素,一个“好”的超融合方案究竟该如何判别?
可以从以下五个方面去衡量:
依次为适用性、兼容性、数据效率、连续性及可扩展性。
1适用性VM-Centric
超融合既然是为虚拟化环境部署而服务,那么整个架构设计是否以虚拟机为核心,会对使用体验会有直接影响,在这方面做得越好,也就越能体现该方案的优势。
VM-Centric可以通俗的理解为站在为虚拟机服务的角度上,以让虚拟机运行的更有效率为目标,Top-Down进行产品设计。
比如说,在传统的架构中,存储对上层的主机提供存储卷服务,对于在主机上部署的虚拟机来说,其数据具体在存储上如何分布,是不可知的,当我们在使用快照、复制等数据保护功能时,我们是对存储卷进行操作。
而在超融合架构中,与虚拟机相关的数据分布,会有“本地化”的概念,也就是虚拟机的数据会优先存放在本地节点上,避免跨节点访问造成的延迟和资源占用。
在进行快照、复制等操作时,同样也是围绕虚拟机这个维度来进行的,而不是传统架构中是对虚拟机所在的存储卷进行快照和复制。
业界的超融合方案,如之前所述,大致可以分为两类,一种是“原生”超融合,如Nutanix、SimpliVity、Maxta,另一类则是软件定义存储升级,如HP的StorVirtual、Huawei的FusionStorage。
对比这些产品的指标可以看出,前者在“VM-Centric”方面一般做的比较全面,也会将其作为宣传的重点,而后者在“VM-Centric”方面着墨较少。
这很好理解,毕竟前者是针对虚拟化场景进行的专门设计,而后者更多是将现有的软件定义存储增加了一个虚拟化层。
举一个例子说明这两种架构的不同就是:
前者是一辆轿车,设计目的就是为了驾驶者的乐趣和乘坐者的舒适,而后者更像一辆皮卡,设计目的是为了载货和通过性。
虽然皮卡对乘坐者的舒适度也是有保证的,但总归不如轿车舒服;当然单纯讨论载货能力,轿车却也是不如皮卡的。
2兼容性Hypervisor支持
目前流行Hypervisor有VMwarevSphere、MicrosoftHyper-V、KVM,绝大多数的超融合方案都支持VMware,毕竟VMware是虚拟化界事实上的标准。
EVO:
RAIL/VxRAIL仅支持VMware,毕竟这是自己的亲儿子,是用来巩固自己市场地位的法宝;SimpliVity、Maxta虽然现在仅支持VMware,但有明确的计划要支持Hyper-V,原因是继续绑定VMware并不能保证自己的生存,而Hyper-V和KVM的市场增长比较快(据不权威数据,VMware的市场占有率是55%,Hyper-V已经增加到27%)。
对Hypervisor支持最全的则是Nutanix,VMware/Hyper-V/KVM(自己开发的AHV)都支持;Huawei的FusionStorage则除了支持VMware和KVM外,自己也有基于Xen开发的FusionSphere虚拟化平台。
当然还有一些厂商因为产品定位的原因,仅支持自己基于KVM开发的虚拟化平台,如深信服、SmartX。
如果客户本身就是一个多Hypervisor平台混合部署的环境,兼容多个Hypervisor带来的好处就很明显了,这个时候客户也会有虚拟机在Hypervisor间转换的功能需求。
个人的一点浅见:
仅支持VMware的超融合方案是没有前途的,因为你首先就无法和vSphere+VSAN竞争,当然VxRail除外(亲儿子嘛);如果仅支持KVM的话,也会导致适用范围被大大缩窄。
同样,对于客户来说,除非你是VMware的铁杆粉丝,或者你的业务必须用到vSphere的一些高级功能,否则没有必要为了一棵大树而放弃森林,尤其是对于大量部署Windows的客户,Hyper-V就是一个不错的选择,而在Linux平台,免费的KVM也发展的比较成熟。
3 效率I/O优化和数据效率
在这一方面,各家超融合方案的区别体现在:
数据本地化的设计,以及数据写入到节点时的切片策略:
基于已有的SDS方案Bottom-Up的超融合方案,在数据本地化
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