超融合方案

可以通过三副本的方式容忍最多两个节点 同时故障，并且硬件故障时数据重建速度
快，性能几乎不受影响
同城和异地容灾都要额外的方案保障， 内置多中心容灾方案，一键配置，开箱即
方案和架构都很复杂
用
通常计算资源充足，但存储能力不足， 计算和存储资源都不存在瓶颈，整合比高
整合比低
出1.5-2倍
对比分析二
特征 安装部署
超融合项目汇报
目C O
录N T E N T S
01. 项目背景 02.超融合与传统架构对比 03.超融合产品介绍
Part
01
项目背景
01 背景说明
UR信息化数据不断增长且集中的业务对 IT 部门的 要求越来越高，所以数据中心需要更为快速的提 供所需能力。
为了适应业务快速发展的需求与稳定运行的环境， IT中心目前正将重要业务系统从白云总部机房迁移 至电信IDC机房。 白云总部机房目前设备使用情况为：
超融合架构中，虚拟化层通过内部的虚拟交换机连 接到“存储控制器”，其中的组建均为通过“软件 定义的”虚拟部件。完全的规避了物理设备的故障 点。
传统的中端存储多采用双控制器架构：
超融合架构中，“存储控制器”使用虚拟机的方式，
1、其中一个控制器故障，另一存活的控制器将接管所有的IO 由软件完全定义，每个节点均包含一个CVM（存储
管理维护 跨数据中心运营
采购模式 总体拥有成本
空间占用
耗电
传统基础架构
超融合架构
复杂，虚拟化、服务器和存储等都需单独安 装配置且考验兼容性，数量多就更加复杂， 至少3-5天
Hypervisor、服务器、存储等都需要单独管 理，还没包括备份、容灾等额外管理模块
无论节点数量多少，一键式初始化过程， 只要30分钟业务系统即可使用
DELL MD 3200i
03 迁移后架构-IDC机房
Vmware虚拟化池
虚拟机
存储网络 业务网络
一台2U机框可包含 超融合服务器
4个服务器节点
思科UCS 5108 刀片服务器
万兆网络交换机
H3C S7503E
H3C S7503E
思科FI 6248
思科FI 6248
光纤交换机
Part
02
超融合与传统架构对比
存储网络
I/O在存储集中控制器上存在 瓶颈，无法横向扩展，纵向扩 展性能问题依然存在，即使将 闪存放置在阵列中也不解决的 问题
存储
为了保证数据冗余，存储设备 必须成对出现，增加投资
存储的分层、备份及容灾等功 能都需额外采购，额外成本非 常高
超融合架构：不再过度配置，按需消费
按照需求扩展容量，横向线性扩展胜过纵向扩展，提升性能。 本身就具备数据分层、本地备份及容灾等功能特性， 一次采购随时使用，无额外成本
统一界面，一键式管理，无需配置LUN、 卷、Raid组
不支持，或需要大量二次开发工作
内置多中心管理和容灾管理能力
大量集中式采购，超买现象严重
按需购买
不仅显性成本（服务器+存储的硬件和虚拟 性价比高，一次购买所有功能具备，开箱 化软件）高，而且隐性成本（备份、容灾、 即用 存储分层、管理等软件的授权）更加不确定
容灾能力
扩展
管理
单一界面，统一管理 计算、存储、虚拟化 等资源，运维管理简
单化
对比分析一
特征 架构特点 市场趋势 所支撑的业务架构
性能
可扩展性 可靠性
可用性 虚拟机整合比(密度)
传统基础架构
超融合架构
集中式
分布式，互联网+
市场萎缩，尤其是SAN/NAS存储市 市场发展快速，未来5-10年数据中心核心
场
架构
传统业务应用架构，I/O集中式处理 从传统业务架构到互联网架构，从集中式
模式
到分布式都支持
随着访问集中存储的服务器越来越多， 不存在性能单点问题，尽可能提供本地吞
性能瓶颈将日益凸显ຫໍສະໝຸດ Baidu
吐，并使用SSD保证应用IO需求，不存在
瓶颈问题
存储架构限制，纵向扩展
计算+存储同时横向线性扩展
通过raid技术实现高可用性，但面对 硬件故障时，性能下降严重。
超融合架构：快速交付
传统架构
超融合基础架构几天内而 不是数月内交付。不再无 所事事和无奈等待。
天数
效率提升30倍！
全套架构，应用配置就绪， 仅需30-60分钟
传统架构与超融合架构
硬件初始化过程
1. 在每个x86服务器上分别安装虚拟化软件 2. 在SAN的存储上面创建一个卷(LUN) 3. 决定这一个卷要使用那种RAID 类型 4. 存储管理人员必需正确的做好zone 和 mask 5. 虚拟机管理人员要重新对每一个ESXi 服务器扫描这个新的卷 6. 虚拟机管理人员将这一个卷格式化成为 VMFS-datastore 7. 存储管理人员監控空间的使用率与效能
超融合架构的优势：互联网的基因
改变采购模式，无需一次 性大规模采购，按需采购；
保护现有投资，延伸到 云计算架构
购买
单一厂商保障所有软 硬件，包括计算、存 储和虚拟化的支持
支持
基于互联网架构，松耦 合设计，开放式架构体
系，面向企业级用户
部署
从上机架开始30分钟 内即可交付使用，部
署快速
分布式架构，线性扩 展，无节点数限制， 无单点故障，内置本 地备份、同城和异地
传统的存储架构中，还存在以下问题： 1、某一块磁盘故障，仅有相关的Raid的磁盘参 与数据重建工作，相对耗时较长； 2、数据重建将针对整块的磁盘的数据块进行重 建，这将增加不必要的时间消耗； 3、Raid中的磁盘数量越多，风险越高，数据重 建速度减慢。
超融合机构中，独特的分布式文件系统的专有容错机制在一定 程度上可以减小随机故障的命中概率： 1、某一块磁盘故障，集群中的所有节点将参与数据重建工作， 以最快的速度将系统恢复至容错状态； 2、数据重建仅针对故障磁盘的有效用户数据进行，而非全部 的磁盘数据块； 3、集群中的节点数越多，则重建数据的速度就越快；
控制器”，“存储控制器”则通过PCI总线，连接
1、仅其中一条链路故障，则主机端可通过“通道管理”软件， 磁盘。完全的规避了物理线缆的故障点。
进行链路故障切换，以保证存储设备的正常访问；
2、两条链路故障，主机端将“丢失”存储设备，数据不可访问。
传统架构中，一般都采用冗余的光纤交换机进行连接，但由于 光纤交换机电源或端口多为故障频发点： 1、如果一台光纤交换机或某一端口故障，则对应链路故障，则 主机端可通过“通道管理”软件，进行链路故障切换，以保证 存储设备的正常访问； 2、如果两台光纤交换机或端口故障，两条链路故障，主机端将 “丢失”存储设备，数据不可访问。
无标准，尤其增加虚拟化之后，设计和布线更加 复杂
互联网数据中心标准化设计和布线
离线操作
在线维护，硬件热插拔
各个厂商分别支持，出问题扯皮现象严重
单一厂商支持，包括虚拟化、计算和存储层
具体比较说明
传统数据中心架构：硬件采购存在的问题
采购规模无依据，服务器过量 采购，硬件折旧快，造成浪费
服务器
为了未来3-5年的数据增量， 超买存储的容量和处理能力， 过重的机头和过大的盘柜都是 成本
超融合架构中，磁盘柜等同于某一个Node中的磁盘控制单元： 1、某一个Node的磁盘不可访问，所有IO将被自动重定向至 其他存活的Node中，且访问性能几乎不受影响； 2、多个Node的磁盘不可访问，绝大部分的IO将被自动重定 向至其他存活的Node中，且访问性能几乎不受影响（在一个 包含12个Node的集群中，允许同时4个Node故障，数据无 丢失，且性能无影响）；
互联网+时代的数据中心设计原则
设计目标
• •
无“单永点远故在障线和操RS无作ac单”pali点的ed 瓶业颈务系统EffCicoiesnt cy
• 跨软/硬组件的深度分析能力
• 利用虚拟化能力的云数据中心
• 运营管理和维护：简单、简单、再简单
Business Agility
设计原则
• 标准x86服务器，松耦合架构，模块化设计 • 软件定义的数据中心：软件智能管理和服务 • 分布式一切：线性、可预期的横向扩展 • 同时具备在本地和异地可快速自恢复的系统 • 选择未来5-10年数据中心的主流架构
• NetApp Metro Cluster • EMC VPLEX, RecoverPoint • 众多备份解决方案
超融合架构：基础架构统一运维，简单管理
超融合架构：内置跨多个数据中心的全局管理
无需在远程站点配置专门资源
北京
上海
石家庄
成都
丰富和深刻的分析
解决问题的速度比传统方式快一倍
配置
健康
风险
效率
传统数据中心：可靠性依赖于硬件
• 永远都存在单点问题 • 性能是最大的痛，纵向扩展性能
有限；即使考虑使用分层，需要 额外购买软件许可，成本开销变 大 • 虽然使用的x86服务器虚拟化， 但共享存储依然是单点，必须双 存储或本地备份，都要额外成本 • 容灾方案极其复杂，恢复又无保 障，不同厂商品牌设备组合效果 甚微，而且成本高昂
使用超融合架构：2台4节点，共耗电 2000W
运行三年电费支出约：7.8万元（电费1.5元 /度）
对比分析三
特征
传统基础架构
超融合架构
光纤线缆故障 SAN交换机故障
控制器故障
传统架构中，一般都采用冗余的光纤线路进行连接，但由于光 超融合架构中，虚拟化层通过虚拟链路连接“存储
纤的特殊材质，使得其较易受损：
传统数据中心：运维管理分散和复杂
• IT运行管理
• 虚拟化运行管理 • 虚拟化管理 • 物理硬件管理 • 存储–服务器-网络 • 备份和容灾管理
• IBM Tivoli • HP OpenView • BMC ITOMS • NetIQ • ServiceNow • CA, Solarwinds, Zenoss, ManageEngine,
1
2
3
4
5
传统的数据中心
67
1 超融合架构一键式初始化所有节点，安装完成后业务直接部署
传统数据中心和超融合数据中心
x86虚拟化部署极大地增加了数据中心机房服务器和存储管理(IP网和 FC网的部署、网线网口成数量级变多)的复杂度，超融合代表标准化 数据中心的设计和建设
通过超融合减少资源占用
传统
高达 90% 更少的电力和空间
使用传统架构：8台2路服务器至少占用8U， 使用超融合架构：2台4U高，总共包含4个
存储至少需要3U
节点（包含服务器和存储）
总共占用空间11U
总共占用空间4U
使用传统架构：8台服务器平均每台服务器 耗电600W计算，存储耗电1500w，总共耗 电6300W
运行三年电费支出约为：24.8万元（电费 1.5元/度）
读写工作，其工作负载将大幅提高，响应时间将受到部分影响； 控制器）：
2、两个控制器故障，此时，整个存储设备将变得不可用，直到 1、当其中一个CVM故障时，所有本节点的IO操作
硬件故障完全修复。
将自动的被路由、负载至剩余的多个CVM中，保证
IO无中断，并且确保对存活的CVM负载不致于过重；
2、分布式架构，允许多个CVM发生故障，而不影
响现有的业务IO访问；
3、CVM为虚拟化平台中的虚拟机，如非节点硬件
故障，通过简单的对CVM重启，即可让其恢复工作。
对比分析四
特征
传统基础架构
超融合架构
磁盘故障 （关联性）
磁盘故障 （非关联性）
机房标准 升级维护 软硬件支持
传统的中端存储多采用Loop架构进行磁盘连接： 1、其中一个磁盘柜故障，则该磁盘柜相关联的 Raid的数据将变得不可用（Raid3\5\6)或性能降 级状态(跨磁盘柜的Raid10或Raid-DP）； 2、多个磁盘柜故障，则其中的绝大部分Raid数 据将变得不可访问。
X86物理服务器：运行重要业务系统数据库；缺乏 扩展资源
UCS刀片服务器(虚拟化):运行应用虚拟机和小型数 据库，缺乏扩展资源
02 现有资源架构
Vmware虚拟化池
虚拟机
光纤网络 千兆网络
刀片服务器
思科UCS 5108
思科UCS 5108
光纤交换机 思科FI 6248
存储服务器
思科FI 6248
NetAPP FAS2240 NetAPP磁盘扩展柜
华为S9303
网络交换机 华为S9303
DELL MD 3200i
03 迁移后架构-广州总部
Vmware虚拟化池
虚拟机
光纤网络 千兆网络
光纤交换机 思科FI 6248
存储服务器
刀片服务器
思科UCS 5108
思科FI 6248
NetAPP FAS2240 NetAPP磁盘扩展柜
华为S9303
网络交换机 华为S9303
Nagios, Zabixx
• vRealize Operations • System Center Operations Manager
• vCenter • System Center Virtual Machine Manager
• OnCommand • UniSphere • UCS manager