如何理解超融合的“全棧云”時(shí)代？

對于傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和部署來說，超融合無疑是一次成功的嘗試，其也被視為構(gòu)建下一代SDDC的重要基礎(chǔ)，可以視為繼服務(wù)器虛擬化之后的又一次IT技術(shù)革新。從Gartner給出的技術(shù)成熟曲線來看，越過關(guān)注度頂點(diǎn)的超融合已進(jìn)入落地成熟期。由此，脫胎于分布式存儲的超融合也在向全棧云、軟件交付、關(guān)鍵業(yè)務(wù)、多云架構(gòu)及混合云環(huán)境等趨勢演進(jìn)。

　　如何理解超融合的“全棧云”時(shí)代?(圖片來自Transparent Solutions)

知其所以然是了解市場變化的前提，超融合架構(gòu)源于對存儲的虛擬化或者說軟件定義的實(shí)現(xiàn)，基于x86通用硬件平臺內(nèi)置的HDD或SSD硬盤，將其互聯(lián)起來變形成存儲資源池，把原有的SAN或NAS由SDS的交付形式來取代，這樣在所構(gòu)成的分布式存儲架構(gòu)之上去實(shí)現(xiàn)各種虛擬化的功能。或者說，利用虛擬服務(wù)器在架構(gòu)層和應(yīng)用層之間對于計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲等資源的池化能力，在單個(gè)節(jié)點(diǎn)集成計(jì)算和存儲資源，去實(shí)現(xiàn)橫向擴(kuò)展等特性。

Nutanix可謂是最早進(jìn)入超融合領(lǐng)域的廠商，首款產(chǎn)品在2011年8月發(fā)布，之后包括SimpliVity、Pivot3、VMware也加入其中。相比之下，中國廠商發(fā)力超融合的步伐則要緩慢一些。EVO:RAIL的面世允許硬件廠商自行組建超融合設(shè)備，并在其上運(yùn)行VMware Virtual SAN(vSAN)軟件定義的存儲。其意義之一在于，為客戶在定制時(shí)提供了軟件部署的思路，而這種理念也由軟硬一體機(jī)、純軟件，走向了當(dāng)前基于云平臺的全棧交付。

超融合市場在求變

調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測，2016年-2021年全球超融合市場的年均復(fù)合增長率會保持在28.9%，營收規(guī)模將超過百億美元，中國市場同期的年均復(fù)合增長率會達(dá)到24.7%。到2020年，超融合的滲透率將達(dá)到30%，屆時(shí)至少有20%運(yùn)行在傳統(tǒng)IT架構(gòu)上的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用會遷移到超融合平臺。對于超融合，Gartner給出的觀點(diǎn)可以從HCIS和HCI來解讀，前者主要圍繞硬件來構(gòu)建，優(yōu)化也是更多在硬件層面，后者則是主要圍繞軟件來構(gòu)建，硬件則是通用的x86設(shè)備。

目前，以軟件定義主導(dǎo)的廠商以VMware、SmartX、Nutanix(也有與聯(lián)想合作推出的HX系列)、青云QingCloud為代表，以硬件主導(dǎo)的廠商則包括戴爾易安信、華為、聯(lián)想、新華三、深信服、思科等。出于客戶部署習(xí)慣的考量，具備開箱即用、高效調(diào)優(yōu)(包括部件兼容性測試等)等能力的一體機(jī)在過去相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)扮演著重要角色，無論是當(dāng)年EMC和VMware合作的VxRail還是聯(lián)想超融合HX系列，不僅在單個(gè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了計(jì)算、存儲的集成，還提供了各種數(shù)據(jù)服務(wù)，然后以此來橫向擴(kuò)展出若干個(gè)虛擬機(jī)。借助虛擬化的手段，不少廠商也逐步把網(wǎng)絡(luò)功能打包其中，主流的工具除了VMware ESXi，還有Nutanix AHV、SmartX Elf等。

交付形態(tài)上，軟件趨勢更為顯著，畢竟這種方式更為高效和靈活，對通用硬件或異構(gòu)硬件的使其長期下來對客戶的升級成本也有較好的平衡，也就是說軟件要可以運(yùn)行在任意x86架構(gòu)的服務(wù)器上。與此同時(shí)，設(shè)備商也在嘗試“可定制”節(jié)點(diǎn)，例如去滿足計(jì)算需求更多或存儲需求更多的使用場景，像有些客戶會部署超融合去實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)、機(jī)器學(xué)習(xí)等AI應(yīng)用，這就要考慮到對TPU、GPU的優(yōu)化，以及在框架上對Caffe、CNTK、TensorFlow的兼容性。更進(jìn)一步說，運(yùn)行在超融合基礎(chǔ)設(shè)施上的工作負(fù)載越來越復(fù)雜，那么如何在其上整合云能力甚至更上層的應(yīng)用聚合能力，是服務(wù)提供商要思考的問題。

部署形態(tài)上，超融合逐漸在向企業(yè)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)滲透，包括對Oracle RAC、IBM DB2、MySQL等核心數(shù)據(jù)庫的支持，像青云QingCloud的青立方Qing3超融合系統(tǒng)可在底層硬件部署全閃存PCIe SSD，使得用戶能夠在高IOPS環(huán)境下部署Oracle RAC數(shù)據(jù)庫或SAP等重度業(yè)務(wù)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以支持25Gbps。當(dāng)然不止是青云QingCloud，筆者在與聯(lián)想和Nutanix交流的過程中，無一例外的將對數(shù)據(jù)庫、高密度等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的支持列為重點(diǎn)，并針對各個(gè)應(yīng)用場景推出了相對應(yīng)的機(jī)型和配置優(yōu)化。

　　存儲池共享(圖片來自Transparent Solutions)

配置形態(tài)上，分布式塊存儲或者說軟件定義存儲的能力成為超融合廠商的核心競爭力，畢竟如果使用了超融合方案，意味著資源將以打包的形式提供，與外部存儲數(shù)據(jù)的兼容性并不完善，很容易造成新的信息孤島。那么，要如何構(gòu)建這一超融合的基石呢?大體來看分布式塊存儲在超融合平臺上的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：自研和開源，前者包括Nutanix(NDFS)、VMware (vSAN)、華為(Fusion Storage)、QingStor NeonSAN等，后者則是基于Ceph或者GlusterFS來改造。開源的利弊不言自明，而順著領(lǐng)跑者的腳步也可以看到，自研才有主動權(quán)。

應(yīng)用形態(tài)上，超融合在集成越來越多虛擬化負(fù)載的道路上會加速擴(kuò)展，期間管理和運(yùn)維能力的重要性再次提升，一方面體現(xiàn)在硬件，即占用更小的資源把更多留給業(yè)務(wù)應(yīng)用，從而有效降低TCO，另一方面體現(xiàn)在軟件，即通過對性能監(jiān)控、分析報(bào)警等功能的易用性強(qiáng)化來提升整體的運(yùn)營效率。像Nutanix Prism、VMware vCenter、華為Fusion Cube Center、H3C CAS、QingCloud 云服務(wù)管理平臺……交互體驗(yàn)、集群服務(wù)、安裝工具、硬件管理等特性已成為衡量管理運(yùn)維的關(guān)鍵因素。

大勢之下各顯其能

2018年1月，Gartner首次將超融合基礎(chǔ)設(shè)施作為獨(dú)立領(lǐng)域列在魔力象限報(bào)告，表明超融合在技術(shù)成熟度和市場接受度方面已經(jīng)取得了長足進(jìn)展。而在11月的HCI魔力象限中，四大象限的玩家均有較大幅度的增加，同樣的熱潮也出現(xiàn)在Forrester Wave，IDC則在銷售數(shù)據(jù)中揭示了超融合系統(tǒng)/軟件供應(yīng)商的收入高增長。聚焦國內(nèi)市場，TOP3是華為、H3C、深信服，其后是聯(lián)想、青云QingCloud、Nutanix、戴爾易安信、思科，其中像華為、H3C、青云QingCloud等的主要貢獻(xiàn)來自政務(wù)、金融、大型企業(yè)，聯(lián)想、Nutanix等的增長則是金融、教育、制造等行業(yè)的貢獻(xiàn)。

華為提供的超融合基礎(chǔ)設(shè)施是FusionCube HCI，預(yù)集成了分布式存儲引擎、虛擬化和云管理軟件，支持虛擬化和數(shù)據(jù)庫混合部署，單柜性能超過720萬IOPS，多副本、跨節(jié)點(diǎn)可以容忍兩臺機(jī)柜同時(shí)故障，并且聯(lián)合Commvault推出了超融合數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案，針對企業(yè)中100s PB級的二級存儲池場景進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，華為也將生態(tài)的理念延續(xù)到超融合領(lǐng)域，在IT基礎(chǔ)設(shè)施之上與ISV展開了深度合作，相繼推出了FusionCube for SAP HANA一體機(jī)、CampuSphere一體機(jī)、基于FusionCube的大數(shù)據(jù)法院審判決策分析、公安大數(shù)據(jù)中心等解決方案，不斷強(qiáng)化著行業(yè)細(xì)分場景的挖掘。

H3C UIS超融合一體機(jī)是新華三面向IaaS推出的云數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)解決方案，預(yù)裝UIS超融合6.0軟件，從2013年10月的UIS 1.0到去年3月的UIS 6.0，UIS已深入到政務(wù)、教育、醫(yī)療等行業(yè)。作為云產(chǎn)品的底層支撐，新華三的超融合架構(gòu)包括虛擬化CAS、分布式存儲、SDN、VDI，并且在其中結(jié)合了不少安全功能。代碼層面，無論是KVM、Ceph，還是OpenStack，新華三都花費(fèi)了很大精力重寫和優(yōu)化，以此也換來了較好的可靠性和穩(wěn)定性。

以安全起家的深信服很早就把超融合列為新的主賽道，其也始終處在中國超融合市場TOP3，這一成績的取得背后有幾點(diǎn)因素：首先是對虛擬化的理解，2013年推出VDI、次年推出服務(wù)器虛擬化均HCI早前的戰(zhàn)場不謀而合，超融合架構(gòu)已成為深信服虛擬化BU的重點(diǎn)，aSAN對比vSAN的單機(jī)IOPS和吞吐量都要更好;其次是對安全和網(wǎng)絡(luò)的整合，加之“所畫即所得”的深度集成收獲了大批的SMB客戶。不過，深信服所采用的GlusterFS在元數(shù)據(jù)性能、存儲效率等方面也有自身的局限性。

由英邁中國獨(dú)家代理的ThinkAgile HX是聯(lián)想和Nutanix在中國市場落地的超融合拳頭產(chǎn)品，在金融、制造等行業(yè)，聯(lián)想提供了從幾個(gè)節(jié)點(diǎn)到數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)規(guī)模的解決方案，并且推出了“中小企業(yè)加速計(jì)劃”，為中小型企業(yè)量身定做了基礎(chǔ)版超融合產(chǎn)品，一方面為Nutanix在中國市場的水土不服找了銷貨通路，另一方面也開發(fā)了像XClarity這樣的客制化管理工具，包括像傳統(tǒng)架構(gòu)上的Oracle軟件版本可以直接遷移到HX平臺。Nutanix的技術(shù)優(yōu)勢無需多言，再結(jié)合聯(lián)想自家的服務(wù)器產(chǎn)品，不過一體機(jī)供貨的單一交付形式、不那么親民的價(jià)格仍是潛在的業(yè)務(wù)拓展阻礙，聯(lián)想對存儲的理解也沒有那么深刻，雙方的本土化合作效果仍需要時(shí)間檢驗(yàn)。

青云QingCloud很早就進(jìn)入了超融合領(lǐng)域，與完全采用開源代碼的廠商不同，青云云平臺的核心技術(shù)是自己寫的代碼，并且與其公有云是相同的技術(shù)架構(gòu)。青立方超融合系統(tǒng)的軟件和硬件是解耦的，軟件可以運(yùn)行在任意x86架構(gòu)的服務(wù)器上，較傳統(tǒng)的一體機(jī)設(shè)備商有了更靈活的交付方式。同時(shí)，青立方超融合系統(tǒng)支持多元化存儲配置，既有全閃存PCIe SSD，也有SSD+SATA混插，并且API是100%開放的，管理界面也是基于這些API開發(fā)的。

青立方超融合系統(tǒng)

其實(shí)從以上幾家有代表性的廠商可以看到一些共性，例如華為FusionCube對數(shù)據(jù)庫讀寫性能的優(yōu)化、深信服對資源統(tǒng)一管理的重視、思科HyperFlex Edge對遠(yuǎn)程邊緣的部署和管理、戴爾易安信SDI的全行業(yè)覆蓋、青云QingCloud旗下的青立方超融合系統(tǒng)的全棧云交付能力……各家的傾向性有所不同，不過超融合在關(guān)鍵業(yè)務(wù)、運(yùn)維管理、云環(huán)境的演進(jìn)已是大勢所趨。與此同時(shí)，核心技術(shù)的自研才是長久之計(jì)，考慮到停留在硬件層面抽象的傳統(tǒng)超融合在應(yīng)用創(chuàng)建、可管理性等方面較低的效率，在架構(gòu)上向云演進(jìn)尚存阻礙，未來像青云QingCloud這樣“出生”在云端的廠商將會駛?cè)肟燔嚨?。此外，?dāng)前的交付方式主要是純軟件或軟硬集成，定制化交付二次開發(fā)屬性偏弱，尤其是在客戶需求如此多元化的今天，若是結(jié)合云服務(wù)的特性去交付或許是一條新的道路。

全棧云開辟新賽道

從VDI、服務(wù)器虛擬化到多云架構(gòu)和混合云環(huán)境，再到全棧云的交付形式，超融合將在2019年迎來新的發(fā)展機(jī)遇。除了越來越多的關(guān)鍵業(yè)務(wù)運(yùn)行在超融合架構(gòu)上，很多私有云的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、混合云也逐漸在采用超融合，Azure Stack就打著混合云超融合一體機(jī)的旗號進(jìn)入了Gartner超融合魔力象限，Nutanix、VMware也先后推出支持多云環(huán)境的工具，這一切都揭示著超融合與云計(jì)算的“親密關(guān)系”。當(dāng)然，如果只是把HCI軟件安裝在提供公有云的物理機(jī)并不能充分發(fā)揮公有云的價(jià)值，功能性會大打折扣。

再者，隨著越來越多的現(xiàn)代化工作負(fù)載在以容器、微服務(wù)的形式在云平臺進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)和運(yùn)維人員也需要一個(gè)完整的云環(huán)境實(shí)現(xiàn)應(yīng)用開發(fā)和IT管理。換言之，企業(yè)客戶需要的是完整形態(tài)的云交付，以云的方式提供聚合ICT核心功能的平臺服務(wù)，進(jìn)而做到PaaS、SaaS級別的橫向擴(kuò)展。此外，公有云的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)同樣可用于解決傳統(tǒng)應(yīng)用的問題。以青云QingCloud為例，其提供的公有云、私有云、托管云和混合云，這四種場景交付的都是統(tǒng)一的產(chǎn)品和統(tǒng)一的架構(gòu)。也就是說，公有云的技術(shù)和產(chǎn)品迭代經(jīng)驗(yàn)可以快速復(fù)制到其他的云環(huán)境。

什么概念?假設(shè)產(chǎn)生軟件bug的概率是萬分之一，在公有云產(chǎn)品每周的迭代中很快就能發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題，但要僅憑私有云交付，想發(fā)現(xiàn)這個(gè)bug可能要數(shù)年時(shí)間。同時(shí)，青云QingCloud這類公有云廠商交付的規(guī)模通常會很大，在交付超融合架構(gòu)時(shí)，集群的擴(kuò)展性也很高。單集群從兩節(jié)點(diǎn)到數(shù)萬節(jié)點(diǎn)，基本沒有限制節(jié)點(diǎn)上限，即使只有兩節(jié)點(diǎn)，也能擁有高可用的能力。在這方面，除了Nutanix，其他的超融合廠商或多或少會有一些限制。

當(dāng)然，喊出全棧云口號的廠商并不止青云QingCloud一家，包括Gartner、Forrester在內(nèi)的知名調(diào)研機(jī)構(gòu)均將IaaS和PaaS的融合列為云計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，而中國的行業(yè)客戶也將注意力瞄向了全棧云。華為的全棧私有云解決方案FusionCloud，提供了從芯片到硬件、線上到線下、IaaS、PaaS直至DaaS的云化轉(zhuǎn)型能力;網(wǎng)易云與浪潮聯(lián)合發(fā)布了云計(jì)算全棧一體機(jī)——瀚海;新華三也提出了涵蓋超融合基礎(chǔ)架構(gòu)的全棧式云服務(wù)體系……歸根結(jié)底，是客戶需求的變化決定了交付方式的改變。

對于超融合系統(tǒng)來說，統(tǒng)一架構(gòu)、統(tǒng)一體驗(yàn)、開放API是關(guān)鍵所在。以青云QingCloud的全棧云為例，其縱向跨越ICT架構(gòu)各層次，融合了平臺級的產(chǎn)品及服務(wù)能力。要知道用戶對于PaaS的需求越來越高，不僅要有必備的通用服務(wù)，還要有AI、容器、微服務(wù)、數(shù)據(jù)分析這樣的新鮮血液，而且需要提供足夠開放的API給客戶進(jìn)行定制。

對此，青云QingCloud通過自研統(tǒng)一代碼實(shí)現(xiàn)了自主可控和一致的運(yùn)維體驗(yàn)，按需定制的表現(xiàn)比直接使用開源方案更強(qiáng)，像AppCenter已聯(lián)合了超過400家合作伙伴來打造一站式的應(yīng)用開發(fā)與交付云生態(tài)。硬件層面，底層硬件支持的開放性并沒有綁定廠商，全功能API接口可以兼容各種主流硬件廠商的產(chǎn)品。以此來看，廣泛的適應(yīng)性、可控的安全性、多元化的應(yīng)用性至關(guān)重要。

考慮到PaaS在架構(gòu)完善層面離不開IaaS的有效支持和補(bǔ)充，二者的融合趨勢不可避免，而在此基礎(chǔ)之上的SaaS被整合進(jìn)來也是大勢所趨，客戶需求變得既簡單又復(fù)雜，“開箱即用”的背后是端到端的一站式方案能力，這也是全棧云要解決的核心問題。

總體而言，混合IT負(fù)載的比重增加使得傳統(tǒng)的超融合形態(tài)發(fā)生著改變，無論是與SDS交集愈發(fā)緊密還是純軟件供貨逐級深入，云化、智能化的趨勢將成為常態(tài)，那么交付方式上就不會再是簡單的軟件或者硬件整合，同時(shí)要深度結(jié)合IT和CT的能力，以基于云的服務(wù)和平臺思路去實(shí)現(xiàn)。超融合的“全棧云”時(shí)代，已經(jīng)到來。

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