什么是超融合架构，与传统的IT架构有哪些区别？

说到超融合架构，目前阶段的超融合架构还是一个虚拟化计算资源和软件定义存储的混合体。

传统架构下，虚拟机部署在一台台PC服务器上，虚拟机数据的存储通常使用一个集中式阵列，如SAN或NAS，为所有虚拟机提供共享存储服务。超融合架构采用一种与众不同且更加简单的方式：系统直接将存储分散部署到每台PC服务器上，在服务器上部署了快速的闪存盘和大容量传统机械磁盘，来应对系统高IO需求和大容量存储的需要。为了将分布在不同节点的磁盘对外整合成一套存储系统，超融合架构将传统存储的控制器转变成一种软件服务，在每个节点上都运行一个虚拟存储控制器来协同工作。为了维持系统的整体性，多个控制器的协同采用了paxos算法，以民主选举的方式决定控制器的控制权和故障后的继任者，提供了远比传统存储双控制器优异的可靠性，大大提升系统整体可扩展性和恢复能力，同时防止出现性能瓶颈。

由于存储逻辑和控制逻辑均位于客户虚拟机的本地，所以不再需要昂贵的集中式存储和专用存储网络。通过这样一套体系架构，超融合架构融合了计算和存储，将所有节点间的本地存储聚集起来，创建一个整体化的，聚集了存储和计算资源的资源池。

未来超融合架构应该是在单一的服务器硬件集群上实现所有基础架构资源的整合，包括虚拟机或docker计算资源、软件定义存储、软件定义网络、各种安全控制组件、负载均衡组件等融合的体系架构。

通过国外的Nutanix、VMware（vSAN），中国的SmartX等超融合厂商的案例描述中看到，他们所替代的产品大量的是老牌存储厂商EMC、HDS等公司的存储产品。所以，用户采购超融合并不必须替换原有的服务器品牌（比如Dell）或者虚拟化品牌（比如VMware），只有存储（比如EMC）是一定需要替换的。所以最重大的区别是存储架构不同，超融合使用的是分布式存储，它可以很好地基于X86服务器构建一个易扩展、高可靠的存储资源池，这是超融合的基础，也是核心技术点。

具体而言有以下几方面的区别：

1. 物理融合及管理融合：超融合架构把服务器、网络及存储进行了融合，并且搭载在统一管理平台上进行维护；而传统架构则是全部分离的。
2. 存储架构：超融合采用分布式存储，传统架构使用集中式存储。
3. 网络：超融合使用万兆以太网，而传统架构多使用光纤交换机。
4. 可靠性方面：可以看出可靠性方面，超融合架构的优势非常大，但其实这里的优势都是分布式存储本身应该具备的。

1） 数据冗余模式：超融合拥有跨节点2/3副本，而传统架构则是RAID5/6。

2） 冗余度：超融合最多可坏两个节点（3副本），三副本可以带来比双控更好的冗余度；而传统架构则是一个控制器。

3） 管理的粒度：各家实现不同，有的是基于资源池设置两副本或三副本，有的厂商，比如SmartX，是以卷为单位，这样的好处就是可以在一个资源池上分配不同副本策略的卷，用于不同安全级别的VM。

4） 热备：其实大部分分布式存储都没有了，而是利用已有空间进行恢复。但需要强调的是现在GlusterFS还是使用热备盘机制。

5） 数据恢复量：超融合仅恢复已写入数据，传统架构是全盘恢复。

6） 恢复速度：超融合是多节点读出、多节点写入，速度取决于节点数，每节点100MBps。传统架构是多硬盘读出、单硬盘写入SAS盘最高60MBps。

5. 性能方面：超融合在性能方面的架构优势非常明显，当然代价就是消耗计算资源，所以计算资源的消耗是检验超融合专业性的一个重要因素。

1） 性能节点：超融合是根据服务器节点数量多节点并发，传统架构是以双控为主；

2） 性能扩展与最大性能：超融合的性能可扩展最大百万级，这是分布式存储带来的，而传统架构是一般在十万级别不易扩展，高端且非常昂贵。比如EMC Unity 650F，8:2 8K混合随机读写性能最大27万IOPS，而对于类似Nutanix、SmartX等性能比较好的超融合产品，一个节点8:2 8K混合随机读写很容易达到3万以上IOPS，通过线性扩展，10个左右节点就可以达到EMC Unity 650F的最大性能。而10个节点只是非常小的用户规模。

3） 是否占用计算资源：超融合需要占用计算资源，传统架构则不需要。

4） 数据路径：超融合是读本地化，有更高的IOPS和更低的延迟，写是通过存储网络，而传统架构的读写都要通过存储网络。所以，超融合数据本地化是超融合架构独有的，分离式的架构无法实现，当然代价就是计算资源的占用。

5） SSD缓存：SSD是超融合的必选，是传统架构的可选支持。但即使传统架构存储会使用，双控也无法充分发挥SSD的性能。

6. 扩展性方面：超融合的架构是扩展能力强，扩容简单快速，系统复杂度不会随扩容增加而增加。

1） 扩展模式：超融合是可扩展的硬盘和节点，在同一存储下扩展，而传统架构是需要增加RAID扩展柜，从而形成新的存储池。

2） 容量和性能扩展：超融合皆可在线线性扩展，而传统架构则性能扩展能力有限。

3） 数据自动负载均衡：超融合可支持数据自动负载均衡，传统架构是不可以的。

7. 部署运维方面：

1） 存储网配置：超融合的存储网配置很简单，而传统架构则需要划Zone等复杂操作。

2） 规划和划分RAID：超融合无需规划和划分RAID、RAID初始化，传统架构则至少花一天时间来进行RAID初始化。

3） 硬件：超融合使用X86标准硬件，简单易操作；传统架构则是需要专用设备，更加复杂。

4） 部署、故障及扩容：超融合的部署时间仅需半天，扩容简单快速，硬盘和节点故障可自动恢复；而传统架构则要至少一周时间来进行部署，扩容复杂、手动均衡，还需要及时更换盘或控制器才能恢复硬盘和节点故障。

超融合数架构，是指在同一套单元设备（x86服务器）中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括缓存加速、重复数据删除、在线数据压缩、备份软件、快照技术等元素，而多节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。

传统架构下，数据中心则是依据各个设备区块资源的应用状态去逐一升级设备，即通过单点的形式去购买设备，最终会形成资源孤岛，例如每套应用都会配置一套服务器+网络+存储设备。

超融合架构在扩展性上更能体现出优势，灵活而高效，同时，他的扩展节点数是无限的，可以实现横向扩展，按需购买，随着业务的增长而添加资源。

传统架构的数据中心是以业务为单位去采购IT设备，超融合是以业务的性能为单位，去采购超融合基础架构的产品，可以按需支持不同种类的应用。

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