超融合型基础设施是否将接管企业数据中心？

过去几年以来，数据中心领域的新鲜趋势一直在于积极迎接全闪存阵列，而融合型系统则成为这一背景之下的重要依托。闪存阵列 能够提供更为强劲的性能表现，而主要由戴尔EMC的CPSD（即融合型平台与解决方案事业部——亦曾名为VCE）以及思科/NetApp的Flexpod 融合型系统（简称CI）能够以集成化组件机架的方式提供传统虚拟化服务器、共享式存储阵列以及网络系统。客户对此类方案相当欢迎，因为其易于订购、部署、 操作以及管理，相关难度远低于由客户自由购买这三类组件。

在这一背景之下，所谓超整合型基础设施（简称HCI）系统则快速发展，主要由Nutanix与SimpliVity两家初创企业牵头，其能够提供向外扩展与虚拟化服务器节点，同时配合本地附加存储及网络。此类节点集群立足于各组件服务器的本地附加存储建立虚拟SAN。系统整 体可作为单一SKU进行订购，且在购买、部署、操作及管理层面拥有更为轻松便捷的实际效果。

VMware公司的VSAN已经成为默认HCI存储方案，并被这一市场上的各大主要服务器/存储系统厂商所采用，具体包括戴尔、EMC、HDS、HPE以及IBM。今年超融合议题在数据中心领域再度掀起热潮，而我们将在这里结合多位权威人士的意见探讨其为何广受欢迎、事态将如何发展。

转向HCI并采用这一模式的理由所在

为什么客户会乐于接纳HCI？451集群创始人兼著名分析师John Abbott表示，“转移至超融合型基础设施（简称HCI）的主要理由在于，系统管理任务更为单纯，扩展模型得到改进，敏捷性得以提升，以虚拟机为中心且 性能亦有所优化。不过缺点在于，客户有时候会对这种固定的扩展模式提出质疑（即同时购买计算与存储资源），在单一基础设施单元之内将服务器与计算进行挂钩 可能带来潜在的架构缺陷，供应商锁定以及IT人员难以组织等。”

VCE公司（即EMC旗下融合型平台事业部）总裁Chad Sakac指出，IT与IT资源的消费方式已经开始向服务形式转化：“超融合符合时代精神，因为技术的接受方式已经发生变化。IT的消费方式及其关注重点已经转移至将底层系统容量抽象为服务水平及服务组件。”

“客户与供应商间的对话开始倾向如何更为高效且经济地提供所需的服务水平，”他进一步补充称。“IT服务水平曾经属于一种 组件层级的对话（包括磁盘容量、结构及缓存大小等等），用于构建整体解决方案，然而消费者驱动型环境实际上很少对底层组件进行审议。正如消费者很少关心智 能手机当中的底层存储与文件系统一样，真正的IT系统基本组件同样并不受使用者重视。这种认知变化同样在超融合型基础设施结构当中广泛存在，其将服务器、 网络与存储合并为单一单元，因此能够有效吸引到面向服务的CIO们的青睐。”

那么HCI是如何又在哪里得到采用的？Abbott评估，“初始HCI实施大多出现在员工数量低于1000名的中小型企业当中，大型企业的远程办公环境以及部分企业部门之内。而最近，已经有证据表明HCI产品的采用开始快速扩展至大型企业。”

“举例来说，VMware公司指出Virtual SAN的采用就已经广泛存在于中小型甚至是员工数量超过5000名的大型企业之内。与此同时，Pivot3公司则表示，其已经有半数客户属于中型企业（员 工数量在1000到5000名之间），亦有约三分之一客户属于大型企业。”

“SimpliVity公司的客户群体当中，小型企业与中/大型企业基本各占一半。Nutanix公司并没有以这种方式进行客户群体分析，不过其宣称大多数部署工作处于核心企业数据中心之内。”

Abbott 同时补充称，“在各类中小型企业当中，我们发现其中相当一部分选择了以预构建方式交付的基于设备的HCI产品。如今的 HCI市场主要划分为支持VMware的供应商以及支持KVM的供应商两大阵营。尽管也有相当一部分HCI供应商制定了长期计划以支持多种虚拟机管理程 序，但大部分初始HCI项目仍然着重强调VMware平台。”

为什么这一趋势会出现在当下？

Freefrom Dynamics公司著名分析师Tony Locke表示，“‘为什么是现在’这一问题的答案多种多样。其中最大的理由在于此项技术本身，或者应当说其所涵盖的各项技术成果如今开始走向成熟，这意 味着其已经开始为各大主流企业客户所接受，而不再属于需要投入大量时间与精力方可起效的的实验性项目。受到主流厂商的广泛采用成为此类解决方案的发展转折 点，而且目前还仅仅是个开始。”

Citihub咨询公司资深云顾问Marc Logen认为，CI问题的关键在于如何加以使用。“融合型基础设施解决方案多年来一直在主导虚拟化市场。然而，严峻的市场状态使得客户需要入门成本更为 低廉的产品，同时要求相关解决方案更易于使用且更具可扩展性。融合型解决方案供应商一直无法解决这些要求，因此超融合型产品才应运而生，旨在弥合这些鸿 沟。”

Abbott 指出，“摆脱由存储网络及阵列带来的溢价显然属于顺理成章的诉求。超融合型基础设施也已经代表着IT组织开始向‘新 型’IT转变——这相当于传统基础设施独立服务器与SAN存储组件的替代性方案，同时亦代表着其它形式集成化系统的升级思路，有时候甚至代表着面向私有、 混合或者公有云服务的重要一步。”

超融合型技术的进步

哪些技术发展成果使得超融合成为可能并变得如此流行？

“这是一种复合型影响，”Locke表示。“虚拟化与存储池化成为两大重要管理调度功能元素，同时可能也是其中最为重要的近期发展成果所在。”

Logen 则给出了另外两项答案，“软件与自动化正是超融合业务的实际根基。”

Abbott认为，x86的发展才是最为核心的实现基础。“英特尔的服务器处理器如今拥有充足的处理能力，且成本已经低廉到可同时应对计算任务（包括服务器虚拟化）以及存储相关CPU活动。”

“除了少数例外——例如SimpliVity，其就将重复数据删除流程交给了专用的PCIe-接入型FPGA处理——其它大多数超融合型平台都会利用服务器CPU自行运行处理器密集型存储服务，其中包括数据优化服务。”

“这一点在十年前根本无法实现，但如今的标准x86芯片包含有额外指令，能够显著提升在处理重复数据删除以及加密操作时的性能表现，同时改进I/O功能以确保处理器跟得上10 Gig网络并仍然具备正常的工作能力。”

他进一步补充称，“另一大重要技术驱动因素则是NAND闪存的兴起——其已经成为一类具备成本可行性的数据中心内存储层。”

Sakac 亦认同x86服务器所扮演的重要角色，但他又补充了软件定义存储与高速网络这两大要素。“与虚拟化技术将底层硬件抽象为计 算功能一样，软件定义存储亦将预构存储阵列转化为数据管理功能。与此同时，CPU与存储技术的密度亦不断提升，意味着标准服务器空间之内能够提供更多计算 与存储资源。”这些用以交付软件型功能的结合体能够在解决企业实际需求的同时，满足消费者对行业标准组件的使用要求。而且最后，高速网络的快速普及能够将 全部组件连接起来，而这也使得超融合型系统直接具备了支持大规模部署场景的能力。

超融合型解决方案在向外扩展层面的局限

超整合型解决方案在向外扩展层面存在哪些局限？Abbott认为，HCI网络正是其中一基限制因素。“几乎全部HCI供应 商都会忽视网络的意义，”他指出。“大多数厂商并没有将其纳入解决方案当中，而只是单纯选用10 Gbit以太网以满足客户需求。在小规模部署场景当中，这是一种非常安全的假设思路。然而随着数据总量的不断提升，网络连接将成为性能维持工作中的主要瓶 颈。”

“不同供应商在工作负载的‘智能布局’方面拥有自己的理解，旨在尽可能降低设备性能损失，但各厂商亦由于基础存储I/O指标的原因而导致复制与应用流量全面受到限制。”

Locke 将向外扩展能力的局限归咎于应用程序性能一致性。“应用程序以及用户都希望具备性能一致性。但其最终能够归结为一个问题，即在怎样的规模水平下才会发生服务不一致问题？这一变量主要取决于元数据的管理方式以及存储体系如何在各节点间得到控制。”

Sakac 对于向外扩展亦有着自己的观点。“规模并不是因素之一——超融合型解决方案的固有特性允许其以超越自身设计的方式进行扩 展。不过在规模扩展过程中，大家亦在对超融合型解决方案的底层组件选择提出更高要求。网络作为超整合型系统中的主干已经成为数据中心规模化实现的重要载 体，且需要作为超融合管理领域的重要组成部分加以对待，”他指出。

“另外，为了以企业规模向全部工作负载提供全服务型IaaS效果，超融合型解决方案需要额外包含软件生命周期管理以及应用程序资源分配管理机制。这些要求并不会对超融合型方案的接受效果产生影响，而仅仅影响到超融合型系统在规模化场景下的边界部分。”

不适合的用例

那么哪些应用与用例不适用配合超融合型基础设施？

以下为Locke提到的超融合型用例类型：“直到最近，大多数供应商仍然将HCI解决方案指向小部分特定用例，主要面向桌 面虚拟化解决方案即‘VDI’，通用型服务器虚拟化及ROBO，远程办公/分支办公环境。目前只有一小部分供应商开始将部分HCI系统面向通用型企业工作 负载，但其仍然要求极高的一致性服务质量以及细粒度服务质量控制举措。”

Logen指出，“在传统虚拟化领域，并不是一切因素都能够或者应当进行虚拟化处理。低延迟或者多方网络依赖性、非x86工作负载或者高强度存储IO生成类应用仍然更适合非融合型（专用）硬件环境。”

在Sakac看来，一部分传统IT应用绝对不应当配合超融合型基础设施使用。“如今的超融合型解决方案能够解决多种企业需 求，但仍有一部分工作负载拥有非常具体的要求，其仍无法为超融合型产品所支持。过去15年当中出现的大多数经典传统IT应用仍然依赖于特定基础设施服务。 目前的软件定义存储方案仍然无法像传统融合型基础设施那样解决部分特定需求。”

超融合型数据中心

那么数据中心是否将全部拥抱超融合型方案，抑或是将非融合型、融合型以及超融合型系统加以结合？

“在我的长久IT从业经历当中，我从没见过任何IT解决方案能够完美应对全部用例，”Locke指出。“HCI在全面成熟之后将能够承载更多负载类型，但我还是见不到那种百试百灵的技术成果。未来将出现‘边缘个案’，其作为独立平台专门面向特定工作负载。”

Logen认为HCI同样仅限于数据中心之内使用。“融合型方案的使用范围将有所萎缩，这主要是由于超融合型基础设施更具优势。然而，仍将有一部分传统非融合型基础设施用于承载对专用资源有所要求的应用程序。”

Abbott 认为数据中心还没有全面接纳HCI：“从短期来看，我们预计这部分应用将主要集中在中小型企业当中，而大型企业将继续将其用于ROBO及部门级部署当中。截至目前，HCI的发展水平将能够支撑起总额约达数十亿美元的规模。”

“HCI是否适用于核心企业数据中心环境目前仍然不太明朗，但是可以肯定的是，其整体销售未来将变得更为困难。大型企业一 般拥有更为广泛的应用类型，因此具体要求也更为复杂——其中大部分应用程序为自主开发，因此供应商很难销售这类‘一刀切式’基础设施方案，特别是考虑到其 中相当一部分核心应用仍以虚拟化形式存在。”

Sakac亦认同这一观点，表示“CIO们仍将使用不同的架构以满足特定工作负载的成本、灵活性与可靠性要求。超融合型基础设施提供的单一架构确实能够满足一部分要求，但亦无法符合全部实际条件，且CIO们将需要超融合型基础设施系统以解决其它要求。”

技术发展

那么超融合型技术及其使用方式将迎来怎样的发展？Logen认为HCI将逐渐成为主流。“随着越来越多供应商进入这一市场或者将自身融合型解决方案演进为超融合型方案，超融合产品将成为新的标准化解决思路，正如五年之前的融合型方案一样。”

Sakac将HCI视为融合型基础设施的潜在替代性方案。“超融合型方案将继续成倍增长，且增长速度将高于目前整体规模可达超融合四 倍的融合型市场。接下来超融合型方案需要交付更具支持性的使用体验，同时将其扩展至更多用例当中。另外，技术变更也将继续交付更出色的经济效率，以及大量 当前超融合型方案无法提供的先进功能。”

Abbott将HCI中网络技术的发展至关重要：“截至目前，大多数HCI供应商都忽略了网络功能的重要意义——虽然其仍是综合性基础 设施中实现往来流量的必要前提。不过VMwae的NSX等方案已经开始集成软件定义网络框架，旨在更为严肃地解决横向流量问题，这意味着HCI将成为最适 合中小型企业、乃至大型企业内分支部署环境的解决方案。

那么除了HCI之外还有如此解决办法？“所谓‘软件定义数据中心’承诺在整体数据中心内提供多种虚拟化计算、存储以及网络功能，其中同时包括内部及云基础设施。我们在这方面还有很长的道路要走。”

那么Locke是如何评论他预期中的HCI技术发展态势的？“很快。”