NUTANIX超融合数据中心方案建议书

目录

1需求分析

1.1现状和需求

为提供高性能，高可靠性，高扩展性的云平台架构，计划采用新一代的超融合架构建设云平台，提供计算和存储的资源。

1.2数据中心发展趋势

回顾数据中心的发展，可以分为个阶段。年代，称为客户端服务器时代，特点是数据中心以小型机支撑业务系统为主，各系统独立建设，不同系统之间相互隔离，后来出现了存储，实现了不同系统之间的数据共享。千年开始，服务器开始逐渐普及，服务器虚拟化的兴起，使得存储称为数据中心虚拟化的标准配置。虚拟化时代数据中心服务器资源可以横向扩展，但是存储不能横向扩展，只能纵向升级，不能适应虚拟化对性能的要求。年后进入了云时代，企业需要建立云数据中心，服务资源和存储资源都需要资源池化，传统的存储架构已经不能适应云时代的数据中心要求，需要采用软件定义的方式来构建存储资源池，需要支持多种，企业私有云需要能够和公有云对接。

图数据中心发展趋势

据的研究预测，传统存储的销售额呈现明显下滑的趋势，市场份额逐渐被近期兴起的超融合架构取代，未来五年，超融合架构的市场份额会超过传统存储，十年后，的市场占有份额会降到以下。

图存储发展趋势

1.3超融合与传统架构选择

超融合基础架构（，或简称“”）是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（），

形成统一的资源池。是实现“软件定义数据中心”的终极技术途径。类似、等互联网数据中心的大规模基础架构模式，可以为数据中心带来最优的效率、灵活性、规模、成本和数据保护。使用计算存储超融合的一体化平台，替代了传统的服务器加集中存储的架构，使得整个架构更清晰简单。

图超融合架构示意图

下表列举了使用超融合架构（计算存储）和传统数据中心三层架构（服务器光纤交换机存储）的对比：

2超融合方案设计

新一代数据中心建设包含众多信息化应用的实施，与此相对应，机房服务器和存储设备也必将大量使用，并且随着后期应用扩充和服务扩容，服务器和存储设备的投入必然越来越庞大。一方面，管理硬件基础设施的压力和成本会不断增大；另一方面，由于应用的多样性，服务器和存储难于有效整合，服务器的资源使用都远低于其实际的处理能力，计算能力和存储容量难以充分利用。

实施虚拟化云计算数据中心，可以有效整合服务器及存储资源，形成计算资源池，根据新一代数据中心各项应用的实际需要动态分配计算资源，最大效率的利用现有服务器及存储设备，并对数据中心硬件设备进行有效管理和监控。

2.1设计原则

在方案设计中我们将遵循以下总体原则：

以业务需求为导向

技术架构最终是为业务服务的，因此技术架构的设计一定要以业务的需求为导向，充分考虑非功能需求，例如系统的重要程度、安全要求、业务连续性等。

遵循互联网标准

新业务系统都是面向互联网和物联网业务，因此架构体系要遵循互联网数据中心设计和建设标准，吸收互联网架构的优势。

提高资源利用率

现已经部署了大量的服务器，资源使用率低是较突出的一个问题，因此在项目中，提高资源利用率成为一个重要的任务。

动态扩展性

在发展趋势中，动态基础架构已经成为基础架构的发展方向。使基础架构成为一个动态、灵活、具有弹性的基础架构，同时在实时地运营过程可进行灵活的资源动态调整。资源扩展要体现在计算资源和存储资源的同时扩展。

分布式一切

应用系统的高可用性是保障服务等级的重要因素，在架构设计中应该以软件定义为主，借助软件的分布式架构满足高可用性要求，实现系统架构和平台架构的无单点故障、无单点瓶颈问题，保障新一代的业务系统健壮性。

安全性

在系统设计中，安全性是一个非常重要的问题。在架构中需要考虑到虚拟化架构内外部的安全，包括数据安全等问题，以保证整个系统长期安全稳定的运行。

2.2方案设计

2.2.1计算资源

基于架构的模块化数据中心由(区块)和(节点)组成。下图为标准的一个(区块)设备，仅占用个机架单元 (高)。而每台标准的 (区块) 设备均含有四个独立的节点，每个(节点)都是一台独立的服务器。却能够提供台标准路的服务器和最大存储容量。

图： (区块 ) 和 (节点 )

的计算资源池是通过服务器虚拟化来实现的，可以支持、及平台提供的等，如图。在虚拟化层形成计算资源池，为业务系统的虚拟机提供不同的服务质量和能力，包括了高可用( )、容错( )、在线迁移( )、资源动态负载均衡( )等虚拟化的特性。同时，可以支持业务虚拟机在不同的之前进行迁移，也就是的能力，例如从迁移到等。

图超融合架构计算资源池（服务器虚拟化）

2.2.2存储资源

提供的分布式文件系统（）可以将一组集群内的节点组成一个统一的分布式存储平台。对于虚拟化平台软件而言就是一个集中的共享式存储，与任何其他集中式存储阵列一样工作，且提供更为简单便捷的存储管理，无需像传统集中存储那样再配置、卷、或者组。

图分布式存储架构和功能

分布式存储架构不仅同样提供传统存储的能力外，还提供更多的能力。针对于虚拟化方面提供快照、克隆等机制，数据层实现本地优先访问、存储分层等性能机制，对数据进行压缩和去重提高存储可用容量，借助两份以上冗余数据提供存储的可靠性，增加或减少节点数据分布会自动平台，当节点宕机或磁盘损坏后具备数据自恢复能力等。

每个节点提供两种磁盘，标准配置为块，容量从到；块的，容量为和(部分型号节点提供和的)。

图分布式存储系统逻辑架构

被设计成为非常动态的平台，可以适用于不同工作负载的应用，并且允许混合节点类型：例如将计算密集型节点和存储密集型节点混合在一个集群中。对于集群内部磁盘容量大小不同的，确保数据一致的分布非常重要。有自带的称为磁盘平衡的技术，用来确保数据一致的分布在集群内部各节点上。磁盘平衡功能与各节点的本地磁盘利用率和内置的（数据生命周期管理）一同工作。它的目标是使得所有节点的磁盘利用率大致相等。

另外，节点通过实现和的数据热分层。简单而言，磁盘的热分层时实现在集群内所有节点的和上，并且由负责触发数据在热分层之间的迁移。本地节点的在热分层中是最高优先级的，负责所有本地虚拟机的读写操作。并且还可以使用集群内所有其他节点的，因为层总是能提供最好的读写性能，并且在混合存储环境中尤为重要。

在超融合的虚拟化环境中，所有操作都将由本地节点上的 ()接管，以提供极高的性能。据以往经验及用户习惯分析，一般运行服务器虚拟化的虚拟机对性能要求在左右，而单个节点可提供上的，节点集群可提供将近的。完全可以满足需求。

2.2.3网络拓扑

在每个单节点上，默认提供如下网络端口：

*，* 端口

四口

下图为推荐的网络拓扑图：