“互联网 ”时代，IT架构对企业提升运营效率和创造商业价值有着至关重要的意义。超融合架构是目前IT架构领域最炙手可热的一个名词，英文名为Hyper Converged Infrastructure。超融合架构作为新型IT基础架构，由融合架构的基础上发展而来，目前已被广泛认为是云计算基础架构未来发展的趋势。本文试图结合笔者在超融合领域的技术研究、项目实践经验来对超融合架构进行一些解读，包括是什么、市场趋势以及针对一些焦点问题的最佳实践初探。
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超融合是什么？
从其英文名Hyper Converged Infrastructure字面来分析：
首先
其定位是一个Infrastructure，是IT基础架构的一部分，支撑上层业务应用部署及运行，目前超融合并不包含应用层和中间件层；
其次
其基础是Converged Infrastructure，属于融合基础架构范畴，融合架构里有的计算、存储和网络单元在超融合架构里同样存在；
最后
其核心在于Hyper，即超融合架构是融合架构更进一步的阶段，不仅集计算、存储和网络单元于一体，而且整个架构中的硬件设备只有通用x86服务器和网络交换机，更多借助于软件能力，在每个服务器节点实现计算、存储和网络功能的更深度融合。
超融合基础架构的定义可参见下图：
超融合架构是一种新型的IT基础架构，以x86服务器作为基础单元，通过软件定义，由单一供应商进行软硬件集成、优化和预装，在每一个服务器节点内紧密集成计算、存储、网络、虚拟化等技术，多台超融合节点通过网络实现并联，通过统一界面对其中的软硬件资源进行管理，实现管理简化，充分解决软硬件兼容性，可横向线性扩展，可实现一体化交付，整体在逻辑上类似于一个“盒子”。
超融合架构以虚拟化为中心进行软硬件优化设计，通过将手动、静态、硬件定义的IT基础设施建设模式转变为自动、动态、软件定义的模式，从而有效降低初始资本支出及运营成本，并提高IT运营效率。
超融合架构的核心点如下：
- x86服务器上的超级融合：每一台x86服务器中都整合有计算和存储，在架构中去除了共享的物理存储设备，如磁盘阵列，相比融合架构可以实现计算和存储更深度的融合。
- 软件提供所有智能：超融合架构中的硬件就是x86服务器和网络交换机，计算、存储和网络组件的实现都依赖于软件，系统更加智能。
- 以虚拟化为中心的全面优化：超融合架构是以虚拟化为中心设计的基础架构，软件智能及核心算法的着眼点在于虚拟化，整体架构设计着眼于提升虚拟化的性能、提升虚拟化的可用性等
- 计算到存储的局部访问：用户虚拟机首先在服务器节点本地对存储资源的进行访问，SSD和HDD硬盘通过软件机制实现冷热数据分层，热点数据存放于SSD层进行存取，只有在需要的时候系统才通过网络去跨节点访问数据，数据本地化保证了虚拟化优异的I/O性能。
- 分布式处理一切，无瓶颈无热点：从存储到计算，架构设计始终遵循分布式原理，每个节点功能地位对等，分布式处理一切，避免单点瓶颈，大大提升系统并行处理能力和可用性。
- 自我修复系统：超融合架构软件提供所有智能的机制决定了其具备自修复功能，即出现节点损坏的情形下，系统会实现自动识别、自动隔离以及节点修复后的自动数据恢复和数据负载均衡等。
- 架构简化，快速部署：超融合架构更为扁平化，相比传统架构去除了专用存储设备，更为简化，可大幅降低客户运维时间和成本。
目前市场上成熟的超融合架构产品大多可以支持主流虚拟化技术，如VMware、KVM，部署模式主要有两类：
- 超融合管理组件集成于虚拟化Hypervisor内核中，如VMware的VSAN，集成于vSphere内核中；另外也有个别支持KVM虚拟化技术的超融合平台，其控制组件和KVM均集成于Linux内核中。控制组件和内核紧密集成的模式可带来更高的性能表现，但是也存在故障域重叠的风险；
- 超融合管理组件以管理虚机的形式存在，在Hypervisor上虚拟出来一个虚拟机，一般要占用部分系统资源，通过厂商定制好的镜像直接导入的方式部署，通过透传模式对底层磁盘存储资源进行管理，并以NFS等方式和虚拟化平台进行数据交互，Hypervisor上剩余的资源用以支撑用户虚机。管理虚机的部署模式可以将计算和存储故障域分离，部署模式灵活，易支持多虚拟化平台，因此目前大多数产品为此种部署模式，如Nutanix、LenovoAIO等。
（申明：本文观点均为作者本人观点，不代表公司立场）
《超融合：云基础架构的颠覆者（下）》连载于科技云报道平台，将于下周发布，尽请期待！
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