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預載虛擬化融合架構 HCI軟硬體單機搞定

2015-08-14
簡化IT、透過模組化的設計,讓系統更容易擴充與堆疊是IT基礎架構的發展方向,近期興起的超融合基礎架構(Hyper-Converged Infrastructure,HCI)則是其中一種實踐方案。
過去幾年,IT基礎架構市場正在快速地變革並且朝向集中化發展。傳統的IT基礎架構不僅規劃採購程序複雜,而且部署周期冗長。雖然運算、儲存、網路都一應俱全且能獨立運作,但最終卻形成一座座孤島,無法滿足企業環境希望快速因應業務成長、彈性擴充的需求。而另一方面,也因為整套系統是由眾多的硬體組成,後續管理維運問題排解往往也容易面臨廠商互相推諉的情況。 因此,透過模組化的設計來簡化IT,讓系統更容易擴充與堆疊,遂成為IT基礎架構的發展方向。融合式基礎架構(Converged Infrastructure,CI)是前幾年興起的一種實踐方式,而最近嶄露頭角的超融合基礎架構(Hyper-Converged Infrastructure,HCI)則是新興的作法。


▲圖1 IDC MarketScape全球超融合系統供應商評估。(資料來源: IDC)

不只預整合 架構更減化

簡單來看,超融合基礎架構(HCI)可以視為融合式基礎架構(CI)的升級版,主要是簡化了儲存以及儲存網路兩個部份。儘管都提供了預先整合、模組化並且易於部署的基礎架構環境,不過,兩者還是有些不同。

CI融合式基礎架構

融合式基礎架構是將不同元件Turnkey打包提供給企業部署,因此,在不少產品中,常常可見到一櫃式的設計,其中預先整合了伺服器、網路、儲存設備以及基礎架構管理軟體,而這些元件可能是同一家品牌業者或者不同品牌的設備,由於事先便預先做好整合與最佳化調校,因此在採購後,只需在幾天內便能準備好基礎架構平台。

例如思科與EMC、VMware合力推出的Vblock,便是一款典型結合各個不同品牌業者推出的融合式基礎架構產品,其整合了思科UCS伺服器與網路交換機、EMC的儲存設備、VMware的虛擬化平台,以及管理軟體來串連所有的元件,達到最好的資源運用與分配。其他像是先前IBM推出的PureFlex專家整合系統、HP的CloudSystem Matrix融合式基架構,或是Dell 的Active System整合式基礎架構等等,則是由同一品牌元件整合而成的解決方案。

融合式基礎架構已做到基本的軟硬體整合,並且能支援VMware、Microsoft、Citrix或是Red Hat等主流虛擬化平台,藉此達到降低成本、簡化管理,以快速回應業務變動。但是如果觀察其系統運行模式,不同的元件仍是各司其職,Hypervisor只負責執行硬體資源配置,而相關的儲存與保護機制則由儲存設備本身具備的功能來實踐。至於網路,仍需要透過獨立的交換器對外串接,或是對內打造SAN儲存網路。


▲圖2 HCIS供應商主要特點比較。(資料來源:Gartner )

HCI超融合基礎架構

超融合基礎架構則是在x86通用型硬體中提供IT基礎架構所需的運算、儲存、網路以及管理。其特色之一是將運算及儲存進一步整合,並且讓它們彼此相鄰,運行在同一個物理層的硬體上。而另一個特色則在於模組化的設計,以VMware EVO:RAIL為例,在單一台伺服器內可提供4個節點,每一個節點都可被視為一個獨立的運算及儲存單元。

在各界的許多討論中,超融合基礎架構經常與軟體定義儲存(Software Defined Storage,SDS)或是軟體定義資料中心(Software Defined Data Center,SDDC)相提並論,這是因為儲存、運算以及網路的軟體發展愈來愈成熟,幾乎都能運行在標準的x86通用元件之上,而超融合基礎架構本身即由x86通用元件所構成,那麼藉由超融合基礎架構來實現軟體定義願景也就順理成章。

例如VMware把EVO:RAIL視為可以加速VSAN(Virtual SAN)實踐的Appliance,而Nutanix旗下所有NX系列的設備,則是聚焦在伺服器虛擬化的資料保護上,藉由分散式檔案系統(Distributed File System,NDFS)的協助,讓伺服器也具有儲存角色,並且賦予快照、線上即時壓縮與離線壓縮、資料分層儲存、重複資料刪除等高階儲存功能。

值得留意的是,不管是VMware抑或Nutanix,其儲存空間的運用都是直接使用伺服器或節點內的硬碟,並沒有SAN網路架構,因此可以將之視為SAN-less解決方案。需要擴大IT環境時,解決方法就是加入更多的節點,並且將所有的儲存空間匯集成為一個儲存的資源池,透過分散式儲存架構來達到資源保護的目的。每個叢集的節點與節點間的遘通,則透過乙太網路來通訊。

六大主流供應商

目前,超融合基礎架構仍屬新興的市場,分析或調查機構如Gartner以及IDC也都抱以關注,並且發表市場調查與分析報告。其中,Gartner於2015年6月發表的一篇「Simplify the Midmarket Data Center With Hyperconverged Infrastructure Solutions」報告,便提出不少觀察與建議。

Gartner認為對於中型企業的基礎架構及維運團隊(Infrastructure and Operations,I&O)來說,複雜的IT基礎架構以及持續的維護已經對其敏捷度(agility)帶來負面的影響;而超融合基礎架構相當適用於一個高度虛擬化的中型企業(200個VM以內)之中。尤其是當企業內部存在很多伺服器、儲存以及網路孤島(silo)時,I&O團隊更應加以善用。

對於這種以軟體為中心,整合了運算、儲存、網路於一個通用型的硬體架構,Gartner將其稱為HyperConverged Integrated System(HCIS),主要的供應商包括Maxta、Nimboxx、Nutanix、Scale Computing、SimpliVity以及VMware。對比IDC在2014年12月發表的「IDC MarketScape: Worldwide Hyperconverged Systems」一文中歸納的幾家主要供應商,雙方差異不大。


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