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超融合架构是什么？

超融合基础架构（hyper-converged infrastructure）是一个软件定义的 IT 基础架构，它可虚拟化常见“硬件定义”系统的所有元素。HCI 包含的最小集合是：虚拟化计算（hypervisor），虚拟存储（SDS）和虚拟网络。HCI 通常运行在标准商用服务器之上。

超融合架构有什么优势？

超融合架构的产生，一方面是存储、CPU等服务器硬件的快速发展后硬件资源使用率不足，另一方面也是为了解决传统架构在可靠性、性能、可扩展性和易管理性方面的问题。

具体了解超融合架构的优势之前，我们有必要先来了解一下：超融合对比传统架构的差异有哪些，最核心的区别到底是什么？

一、架构和资源管理模式对比

以 SmartX 超融合产品为例，先对比下超融合和传统架构的部署区别和资源管理模式区别。

图 1：传统架构和超融合的部署区别

图 2：传统架构和超融合的资源管理模式区别

相比传统 FC SAN 架构，超融合有了显著变化，我们总结了两者的 4 大差异：

超融合与传统 FC SAN 架构差异对比

1. 不再使用专有的存储硬件和网络，而是使用标准和易于维护的服务器与万兆以太网交换机；
2. 核心是分布式存储，每个服务器就是一个存储控制器。需要说明的是，其中每个节点都需要配置 SSD 盘作为缓存，缓存容量远大于传统存储的易失性内存，且多节点并发带来更强的聚合性能。逻辑上看，存储不再是由 RAID 构成的不同存储空间，而是一个统一可弹性扩展的存储池，并且具备更强的扩展能力；
3. 分布式存储带来的另一个好处，是在统一的资源池内性能和容量都可以按需配置，而且数据可以自动均衡；
4. 计算虚拟化和存储部署于同一服务器节点。

二、分布式存储 + 虚拟化融合部署才是超融合本质

对于超融合，由于其独特的名称，使很多用户产生一种误解：超融合的核心在于融合，因此融合的功能越多越好。但通过以上架构对比我们看到，超融合的变革首先是分布式存储对传统存储的替代，其他更多优势（例如基于 x86 服务器构建、并发与易于扩展）都是这种替代带来的。

当然，分布式存储和虚拟化这种独有的部署模式，进一步简化了用户的 IT 架构，降低了使用成本和运维难度，这些价值也大大加速了用户对分布式存储模式的接受。

三、超融合会为 IT 基础设施带来哪些提升？为什么？

通过不同产品的局部升级，超融合对 IT 基础设施带来的提升是全面的，以下将逐一解释。

1、有效提升可靠性

很多企业用户对于软件定义数据中心架构有一个常见疑惑：x86 服务器构建的系统可靠吗？虽然 x86 服务器本身存在单点故障，但超融合是以集群方式工作的；而且其核心分布式存储系统首先要解决的问题，就是利用多副本等技术，构建具备更高可靠性的大规模系统。这些技术都是构建软件定义数据中心的核心。

不仅如此，分布式存储相对比传统集中式存储在可靠性方面还有以下诸多优势，对比详情如下：

除此以外，SmartX、Nutanix、VMware 等厂商都提供了具备数据校验、机架感知、双活、异地备份等特性的企业级存储服务，以及和第三方产品整合的企业级高可用和数据保护解决方案。

2、并发性能大幅提升，I/O 延迟降低

以下以 SmartX 超融合软件 SMTX OS 介绍超融合如何提升性能并降低访问延迟。

其中，分布式架构提升了系统整体的聚合性能；SSD 缓存机制提升了单节点访问性能；I/O 本地化机制是超融合部署模式下才具备的优势，可以进一步降低访问延迟。需要注意的是，I/O 本地化主要是 SmartX、Nutanix 支持，基于 Ceph 等开源产品构建的超融合是不能支持的。

举一个具体的例子，由于双控成为瓶颈，HP 3PAR 8440 在 8 块 SSD 基本已经到达最大性能，但该读写性能仅使用 3 个 SmartX 超融合节点即可达到。

3、可扩展性大幅提升

如前所述，超融合的核心分布式存储相对于传统存储在可扩展性上有了本质的提升，包括如下特点：

其中，异构节点支持需要和厂商确认，类似 SmartX 可以支持，但很多厂商不提供此类支持。

4、运维难度大幅降低

针对运维难度，我们可以针对整个运维的周期进行两种架构的对比：

从上图可以看出，超融合在整个产品运维周期中，不仅大量操作被自动化、运维简单，而且时间短、效率高，可以有效降低人员要求，将 IT 人员解放出来着手更创新的工作。

5、采购成本和总拥有成本的降低

在客户最关注的成本方面，服务器 + 超融合软件（或超融合一体机）的采购成本，相比服务器加传统中高端存储，已有较大幅度的降低。但除了采购成本，超融合在总拥有成本上有更大的优势。