摘要：IT行業(yè)的快速發(fā)展，推動了IT行業(yè)中相關技術的快速提升，如CPU從幾十MHz的頻率到現(xiàn)在幾GHz，從幾M的網(wǎng)絡傳輸速度到幾十G的傳輸速率，從幾噸重的HDD到芯片式的高速SSD等等，這些無一不改變IT發(fā)展進程。超融合技術是當前IT架構中又一新興技術，它將服務器硬件和軟件資源重新打包，看似簡單的對資源重新融合卻給服務器性能與能耗水平帶來了質(zhì)的提升。

　　服務器已經(jīng)是大家非常熟悉的名詞，其發(fā)展歷史并不長，1981有了第一臺郵件服務器，直到1991年才出現(xiàn)了第一臺網(wǎng)頁服務器。配置上，CPU頻率只有256MHZ、硬盤2GB、再配上一個灰度顯示器，這就是當年的服務器的樣子。而現(xiàn)在的服務器基本上為我們常見到的大主機(塔式服務器)或大型數(shù)據(jù)中心的樣子。

　　超融合技術是服務器資源的新型集成系統(tǒng)

　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，多種技術不斷發(fā)展與融合，服務器架構也隨之不斷變化，CPU算力不斷增長，分布式存儲技術更加成熟，企業(yè)級SSD更普遍，服務器虛擬化技術、萬兆網(wǎng)絡成本下降這些技術和因素的影響下，IT基礎架構也開始產(chǎn)生了新的發(fā)展方向。

　　超融合技術就是在現(xiàn)有技術的基礎上為滿足高性能要求而出現(xiàn)的，超融合技英文名稱為Hyper-Converged Infrastructure，Hyper其實是虛擬化的意思，與Hypervisor一個含義。超融合技術具體定義為是指在同一套單元設備(x86服務器)中不僅僅具備計算、網(wǎng)絡、存儲和服務器虛擬化等資源和技術，而且還包括緩存加速、重復數(shù)據(jù)刪除、在線數(shù)據(jù)壓縮、備份軟件、快照技術等元素，而多節(jié)點可以通過網(wǎng)絡聚合起來，實現(xiàn)模塊化的無縫橫向擴展(scale-out)，形成統(tǒng)一的資源池。簡單的理解就是把計算、存儲、網(wǎng)絡和虛擬化資源緊密集成在單一的供應商提供的一臺硬件設備中，是一種新興的以軟件主中心的集成系統(tǒng)。

　　超融合技術與傳統(tǒng)IT架構最大的不同在于分布式存儲的運用，將傳統(tǒng)的集群式存儲方式改為節(jié)點式分布存儲。

　　我們以SmartX的的超融合架構圖與傳統(tǒng)架構圖作一個簡單的對比。從圖中我們可以看到，傳統(tǒng)架構分為三層，一是計算單元，二是磁盤與計算服務器之間傳輸?shù)木W(wǎng)絡，三是存儲陣列。超融合架構，將三層重新組合到一起，最重要的是將存儲陣列放入了單個節(jié)點，并由分布式存儲技術統(tǒng)一管理，形成存儲池。超融合架構更加簡單，單個節(jié)點即具備服務器基本的功能，空間占用小，由于存儲單元在本地，存儲的速度大幅提升，效能也大幅提高。

　　圖1 超融合架構與傳統(tǒng)架構對比

　　超融合技術優(yōu)勢

　　簡單的建設。超融合精簡了傳統(tǒng)IT系統(tǒng)的三層架構，采用標準服務器高速互聯(lián)，即可同時實現(xiàn)計算、存儲網(wǎng)絡、存儲設備的功能，不僅大幅降低了設備的使用量，同時使IT系統(tǒng)的建設、運維簡單許多。用戶只需要部署符合要求的超融合一體機，很快就可以部署業(yè)務并上線，只需要數(shù)小時即可完成，這是傳統(tǒng)IT架構不能比擬的。

　　投入成本低。IT系統(tǒng)的TCO(總擁有成本)包括建設、運維、人力、能耗等諸多方面，其中占比較大的為運維和能耗。由于超融合架構不需要專用SAN存儲(存儲區(qū)域網(wǎng)絡)，即三層架構中的存儲陣列層，因此，在同樣的性能要求下，超融合產(chǎn)品只需要傳統(tǒng)架構60%的硬件設置;實施時間和人力上可節(jié)省80%左右;其運維成本甚至可以降低80%以上。另外，由于超融合架構需要更少的硬件設備，可以節(jié)省機柜占用空間，能耗節(jié)省可達40%。

　　橫向擴展性更好。當超融合架構資源不足或性能不夠時，只需再次增加相應性能需求的節(jié)點即可。超融合架構在增加節(jié)點時，擴展過程時間短且不需要停機，也不會影響業(yè)務的連續(xù)性。當完成存儲資源擴容后系統(tǒng)會自動進行容量均衡，這種數(shù)據(jù)全打散的方式不但能夠充分利用整個集群的IO并發(fā)性能，而且不會因為本地讀寫的問題導致某些節(jié)點存儲使用過少或者過多的情況。

　　存儲性能強。由于采用分布式存儲作為IO支撐，超融合架構可實現(xiàn)較好的多節(jié)點并發(fā)性能。部分超融合平臺會采用數(shù)據(jù)本地化設計，采用SSD作為加速緩存，將VM所有數(shù)據(jù)都實現(xiàn)本地化吞吐，因此單業(yè)務系統(tǒng)即可實現(xiàn)高速的IO吞吐。由于超融合架構沒有了FC鏈路，所以IO路徑縮短，IO吞吐速度加快。傳統(tǒng)中端陣列8:2 8K混合隨機讀寫性能約3-5萬IOPS，還需要海量的HDD硬盤來實現(xiàn)性能支撐。而對于較好的超融合產(chǎn)品，單個節(jié)點8:2 8K混合隨機讀寫很容易達到3-5萬以上IOPS，10個左右節(jié)點就可以達到30-50萬IOPS。

　　超融合技術發(fā)展預測

　　超融合架構較傳統(tǒng)架構有著明顯的優(yōu)勢，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?jù)IDC發(fā)布的全球及中國超融合市場規(guī)模數(shù)據(jù)，2017年全球超融合市場規(guī)模超過37億美元，同比增長64%;中國市場達到3.7億美元，同比增速超過100%。

　　目前超融合技術領先的企業(yè)是Nutanix，早在2011年就已經(jīng)推出了第一款產(chǎn)品，之后有SimpliVity、Scale Computing、Pivot3等廠商之后，后來VMware也加入了這個領域。國內(nèi)廠商聯(lián)想、華為、Smartx都推出了自己的產(chǎn)品。

　　結語

        超融合技術是以現(xiàn)有資源為基礎又一集成化產(chǎn)品，它的出現(xiàn)大大提升了傳統(tǒng)產(chǎn)品性能，并且大幅降低建設和運營成本，是服務器技術發(fā)展的新的方向。從2017年Gather發(fā)布的技術成熟度曲線，超融合技術已經(jīng)走過概念化階段，正走向快速發(fā)展階段。