Nutanix超融合基础架构解决方案:可支援三大虚拟化平台

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以自身獨有的分散式檔案系統為基礎,結合虛擬化平臺,Nutanix 將企業IT環境所需的運算與儲存資源,凝縮在NX-3050這臺2U、4節點的應用伺服器中,用戶可選擇搭配VMware、微軟Hyper-V 或KVM等3種虛擬平臺,以VM為核心來配置與運用硬體資源,並能藉由Scale-Out擴充能力,一次以一個節點為單位逐步擴展效能與容量。

可快速完成IT基礎設施的建置

Nutanix稱NX系列應用伺服器是虛擬計算平臺(Virtual Computing Platform)產品,我們可以理解為這是在一個設備平臺上,提供了IT應用所需的計算與儲存資源,並且是透過虛擬平臺Hypervisor以VM的型式來配置與運用硬體資源。這種將計算、儲存等基礎設施功能融合於一臺設備、並以VM為中心來提供應用需求的產品,便是典型的超融合基礎架構(Hyper-Converged Infrastructure)。

NX應用伺服器出廠時,可按用戶需求由Nutanix原廠或經銷商協助完成基本的叢集設定與Hypervisor部署,用戶端只需花費少許時間進行基本環境參數設定,很快便可開始使用NX系列應用伺服器,以VM型式向前端使用者交付需要的資源。

除了以VM型式提供資源外,Nutanix應用伺服器還可透過底層的分散式檔案系統,提供跨節點資料鏡像、分層儲存,以及壓縮、重

複資料刪除、快照、Clone與遠端複製等功能,用戶無需另外尋找第三方解決方案,依靠Nutanix應用伺服器本身,便能提供企業儲存必要的資料保護、I/O加速與資料服務功能。

提供多樣化的產品組合

Nutanix提供了多種軟、硬體組態產品組合,硬體部份包括NX-1000、NX-3000、NX-6000、NX-7000、NX-8000與NX-9000等一共6個應用伺服器系列,所有機型都是採用2U高度機箱,其中1000與3000系列是2U/4節點的高密度組態,6000與9000系列是2U/雙節點,至於7000與8000系列則是2U/單節點的組態。

無論哪一個NX應用伺服器系列,核心都採用相似的二路伺服器節點組態、SSD+硬碟的混合儲存配置,以及用於管理與資料傳輸的GbE或10GbE網路埠,但各系列分別針對了不同的應用面向,而有不同的組態配置。

如1000與3000列是高運算密度型,在一個2U機箱中可提供4個節點、一共24~80個處理器核心;6000系列是採用4TB硬碟的高儲存容量型,可提供比其他系列高出2~4倍的容量密度;採用全固態儲存配置的9000系列是高I/O效能導向型;採用每組機箱單節點設計的7000系列擁有安裝擴充介面卡的充分空間,可選配GPU 卡,是針對高效能運算應用的款式;同樣是每個機箱單節點的8000

系列,則是兼具高規格處理器與大儲存容量組態,強調郵件應用的款式。透過底層的分散式檔案系統,用戶可在一個叢集中混用不同系列的NX伺服器。

軟體方面則分為入門版(Starter)、專業版(Pro)與旗艦版(Ultimate)等3個等級的授權,入門版是針對沒有跨遠端多站點應用需求的小規模機房環境,叢集規模有12個節點的上限,只提供VMware與Hyper-V兩種Hypervisor的選擇,省略了幾項分散式資料處理與資料保護功能,也沒有可跨叢集的中央管理平臺。

專業版與旗艦版的叢集規模沒有限制,Hypervisor部份增加了KVM平臺的選擇,還多了跨節點分散式壓縮與重複資料刪除功能、更完整的資料保護機制,以及可管理多個叢集環境的中央管理平臺。至於專業版與旗艦版間的區別,在於後者有更高階的資料保護與高可用性功能(如多站點災難備援、跨遠端高可用性),以及更完整的資安防護(叢集群組登入保護、結合實體安全卡的雙重身分認證)。

採用無SAN、無RAID的叢集架構

在傳統IT架構中,無論是實體或虛擬環境的應用,後端都必須透過SAN架構來提供必要的儲存擴展性與共享應用能力,並透過RAID 來提供資料可用性,然而面對新的應用趨勢,SAN與RAID架構都日漸顯得力不從心,於是Nutanix另闢蹊徑,改為透過分散式檔案

系統跨多個節點組成叢集,既能提供擴展能力與資料保護能力,又沒有傳統SAN與RAID架構的問題。

Nutanix應用伺服器硬體方面採用的是標準的x86伺服器,每套應用伺服器本身就是一臺獨立、完整的系統,後端並不需要介接任何外部儲存設備,而是藉由底層的Nutanix分散式檔案系統(Nutanix Distributed Filesystem,NDFS)將伺服器節點組成叢集,提供必要的擴展性與資料保護能力。

分散式檔案系統的特性,在於可協調叢集中的多個節點共同執行讀寫作業,藉此提供高效能、可用性或負載平衡等功能。NDFS是基於Apache Cassandra分散式資料庫管理系統所建構的分散式檔案系統,核心元件是部署在每個節點上的控制器虛擬機(Controller VM,CVM)軟體元件,每個Nutanix叢集中的節點都部署了Hypervisor與1臺CVM,Hypervisor上所有前端VM對底層儲存裝置的存取,以及各節點間的通信,都是透過CVM來執行。Nutanix提供了3種版本的CVM,分別對應vSphere、Hyper-V 與KVM等3種Hypervisor。

每個節點上的CVM元件,是以直通(passt-hrough)方式來控制底層的磁碟控制器與磁碟裝置,不透過任何硬體RAID或軟體RAID 的中介,而是藉由NDFS檔案系統,來提供資料可用性與失效回復功能,還能提供快照、Clone、遠端複製等各式各樣的資料服務。

這也就是說,透過NDFS,Nutanix直接利用伺服器節點的本機磁碟,便能建構出滿足企業IT儲存所需可用性、效能、擴充性與資料服務的儲存空間,因而免除了在後端介接SAN儲存設備的需求,藉此把儲存功能「融合」到伺服器節點之內,從而實現基礎架構的「超融合」。

透過叢集提供充份擴充能力

NDFS允許的最小叢集是3個節點,各節點的儲存裝置共同組成一個儲存池,可以一次一個節點的方式來擴充節點數量,藉此線性地提高運算效能與儲存容量,最大節點數沒有上限,建議的最大叢集規模是64節點。藉由叢集方式,可利用每個節點的本機儲存裝置組成PB等級的儲存空間,而無需使用外部SAN儲存設備。

這種由各節點本機磁碟裝置組成的叢集儲存池,不僅能提供充分的容量擴充能力,也可節省成本,也因少了SAN網路這個環節,與VM間存取延遲也更短,再結合NDFS內含的SSD分層儲存與快取機制,仍可提供相當不錯的I/O效能。

利用叢集實現高可用性

透過NDFS檔案系統將多個伺服器節點組成叢集,一個重要目的是提供資料保護能力,在Nutanix叢集中建立供VM使用的儲存區時,可透過設定複製因子(replication factor,RF)來確保資料可

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