如何理解超融合的“全棧云”時(shí)代？

對(duì)于傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和部署來(lái)說(shuō)，超融合無(wú)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(lái)看，越過(guò)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(chǔ)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(shì)演進(jìn)。

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

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

超融合市場(chǎng)在求變

調(diào)研機(jī)構(gòu)IDC預(yù)測(cè)，2016年-2021年全球超融合市場(chǎng)的年均復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)保持在28.9%，營(yíng)收規(guī)模將超過(guò)百億美元，中國(guó)市場(chǎng)同期的年均復(fù)合增長(zhǎng)率會(huì)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(huì)遷移到超融合平臺(tái)。對(duì)于超融合，Gartner給出的觀點(diǎn)可以從HCIS和HCI來(lái)解讀，前者主要圍繞硬件來(lái)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(lái)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(cè)試等)等能力的一體機(jī)在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)扮演著重要角色，無(wú)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(chǔ)的集成，還提供了各種數(shù)據(jù)服務(wù)，然后以此來(lái)橫向擴(kuò)展出若干個(gè)虛擬機(jī)。借助虛擬化的手段，不少?gòu)S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(shì)更為顯著，畢竟這種方式更為高效和靈活，對(duì)通用硬件或異構(gòu)硬件的使其長(zhǎng)期下來(lái)對(duì)客戶的升級(jí)成本也有較好的平衡，也就是說(shuō)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(chǔ)需求更多的使用場(chǎng)景，像有些客戶會(huì)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(duì)TPU、GPU的優(yōu)化，以及在框架上對(duì)Caffe、CNTK、TensorFlow的兼容性。更進(jìn)一步說(shuō)，運(yùn)行在超融合基礎(chǔ)設(shè)施上的工作負(fù)載越來(lái)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(wèn)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(duì)Oracle RAC、IBM DB2、MySQL等核心數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)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(guò)程中，無(wú)一例外的將對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)、高密度等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的支持列為重點(diǎn)，并針對(duì)各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景推出了相對(duì)應(yīng)的機(jī)型和配置優(yōu)化。

　　存儲(chǔ)池共享(圖片來(lái)自Transparent Solutions)

配置形態(tài)上，分布式塊存儲(chǔ)或者說(shuō)軟件定義存儲(chǔ)的能力成為超融合廠商的核心競(jìng)爭(zhēng)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(chǔ)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(lái)看分布式塊存儲(chǔ)在超融合平臺(tái)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(lái)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(dòng)權(quán)。

應(yīng)用形態(tài)上，超融合在集成越來(lái)越多虛擬化負(fù)載的道路上會(huì)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(guò)對(duì)性能監(jiān)控、分析報(bào)警等功能的易用性強(qiáng)化來(lái)提升整體的運(yùn)營(yíng)效率。像Nutanix Prism、VMware vCenter、華為Fusion Cube Center、H3C CAS、QingCloud 云服務(wù)管理平臺(tái)……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(shì)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(chǎng)接受度方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)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(zhǎng)。聚焦國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，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(lái)自政務(wù)、金融、大型企業(yè)，聯(lián)想、Nutanix等的增長(zhǎng)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(chǔ)引擎、虛擬化和云管理軟件，支持虛擬化和數(shù)據(jù)庫(kù)混合部署，單柜性能超過(guò)720萬(wàn)IOPS，多副本、跨節(jié)點(diǎn)可以容忍兩臺(tái)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(duì)企業(yè)中100s PB級(jí)的二級(jí)存儲(chǔ)池場(chǎng)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(chǎng)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(chǔ)、SDN、VDI，并且在其中結(jié)合了不少安全功能。代碼層面，無(wú)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(lái)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(guó)超融合市場(chǎng)TOP3，這一成績(jī)的取得背后有幾點(diǎn)因素：首先是對(duì)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(chǎng)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(duì)比vSAN的單機(jī)IOPS和吞吐量都要更好;其次是對(duì)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(guò)，深信服所采用的GlusterFS在元數(shù)據(jù)性能、存儲(chǔ)效率等方面也有自身的局限性。

由英邁中國(guó)獨(dú)家代理的ThinkAgile HX是聯(lián)想和Nutanix在中國(guó)市場(chǎng)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(guó)市場(chǎng)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(tái)。Nutanix的技術(shù)優(yōu)勢(shì)無(wú)需多言，再結(jié)合聯(lián)想自家的服務(wù)器產(chǎn)品，不過(guò)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(duì)存儲(chǔ)的理解也沒(méi)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(tái)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(chǔ)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(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)讀寫性能的優(yōu)化、深信服對(duì)資源統(tǒng)一管理的重視、思科HyperFlex Edge對(duì)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(guò)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(shì)所趨。與此同時(shí)，核心技術(shù)的自研才是長(zhǎng)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(lái)像青云QingCloud這樣“出生”在云端的廠商將會(huì)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(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。除了越來(lái)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(hào)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(huì)大打折扣。

再者，隨著越來(lái)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(tái)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(tái)服務(wù)，進(jìn)而做到PaaS、SaaS級(jí)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(wèn)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(chǎng)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(shuō)，公有云的技術(shù)和產(chǎn)品迭代經(jīng)驗(yàn)可以快速?gòu)?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(wàn)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(wèn)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(huì)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(wàn)節(jié)點(diǎn)，基本沒(méi)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(huì)有一些限制。

當(dāng)然，喊出全棧云口號(hào)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(shì)，而中國(guó)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(duì)于超融合系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(tái)級(jí)的產(chǎn)品及服務(wù)能力。要知道用戶對(duì)于PaaS的需求越來(lái)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(duì)此，青云QingCloud通過(guò)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(guò)400家合作伙伴來(lái)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(méi)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(lái)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(shì)不可避免，而在此基礎(chǔ)之上的SaaS被整合進(jìn)來(lái)也是大勢(shì)所趨，客戶需求變得既簡(jiǎn)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(wèn)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(wú)論是與SDS交集愈發(fā)緊密還是純軟件供貨逐級(jí)深入，云化、智能化的趨勢(shì)將成為常態(tài)，那么交付方式上就不會(huì)再是簡(jiǎn)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(tái)思路去實(shí)現(xiàn)。超融合的“全棧云”時(shí)代，已經(jīng)到來(lái)。

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