对于传统IT基础设施的交付和部署来说,超融合无疑是一次成功的尝试,其也被视为构建下一代SDDC的重要基础,可以视为继服务器虚拟化之后的又一次IT技术革新。从Gartner给出的技术成熟曲线来看,越过关注度顶点的超融合已进入落地成熟期。由此,脱胎于分布式存储的超融合也在向全栈云、软件交付、关键业务、多云架构及混合云环境等趋势演进。

如何理解超融合的“全栈云”时代?

如何理解超融合的“全栈云”时代?(图片来自Transparent Solutions)

知其所以然是了解市场变化的前提,超融合架构源于对存储的虚拟化或者说软件定义的实现,基于x86通用硬件平台内置的HDD或SSD硬盘,将其互联起来变形成存储资源池,把原有的SAN或NAS由SDS的交付形式来取代,这样在所构成的分布式存储架构之上去实现各种虚拟化的功能。或者说,利用虚拟服务器在架构层和应用层之间对于计算、网络、存储等资源的池化能力,在单个节点集成计算和存储资源,去实现横向扩展等特性。

Nutanix可谓是最早进入超融合领域的厂商,首款产品在2011年8月发布,之后包括SimpliVity、Pivot3、VMware也加入其中。相比之下,中国厂商发力超融合的步伐则要缓慢一些。EVO:RAIL的面世允许硬件厂商自行组建超融合设备,并在其上运行VMware Virtual SAN(vSAN)软件定义的存储。其意义之一在于,为客户在定制时提供了软件部署的思路,而这种理念也由软硬一体机、纯软件,走向了当前基于云平台的全栈交付。

超融合市场在求变

调研机构IDC预测,2016年-2021年全球超融合市场的年均复合增长率会保持在28.9%,营收规模将超过百亿美元,中国市场同期的年均复合增长率会达到24.7%。到2020年,超融合的渗透率将达到30%,届时至少有20%运行在传统IT架构上的关键业务应用会迁移到超融合平台。对于超融合,Gartner给出的观点可以从HCIS和HCI来解读,前者主要围绕硬件来构建,优化也是更多在硬件层面,后者则是主要围绕软件来构建,硬件则是通用的x86设备。

目前,以软件定义主导的厂商以VMware、SmartX、Nutanix(也有与联想合作推出的HX系列)、青云QingCloud为代表,以硬件主导的厂商则包括戴尔易安信、华为、联想、新华三、深信服、思科等。出于客户部署习惯的考量,具备开箱即用、高效调优(包括部件兼容性测试等)等能力的一体机在过去相当长的一段时间内扮演着重要角色,无论是当年EMC和VMware合作的VxRail还是联想超融合HX系列,不仅在单个系统中实现了计算、存储的集成,还提供了各种数据服务,然后以此来横向扩展出若干个虚拟机。借助虚拟化的手段,不少厂商也逐步把网络功能打包其中,主流的工具除了VMware ESXi,还有Nutanix AHV、SmartX Elf等。

    交付形态上,软件趋势更为显著,毕竟这种方式更为高效和灵活,对通用硬件或异构硬件的使其长期下来对客户的升级成本也有较好的平衡,也就是说软件要可以运行在任意x86架构的服务器上。与此同时,设备商也在尝试“可定制”节点,例如去满足计算需求更多或存储需求更多的使用场景,像有些客户会部署超融合去实现深度学习、机器学习等AI应用,这就要考虑到对TPU、GPU的优化,以及在框架上对Caffe、CNTK、TensorFlow的兼容性。更进一步说,运行在超融合基础设施上的工作负载越来越复杂,那么如何在其上整合云能力甚至更上层的应用聚合能力,是服务提供商要思考的问题。

部署形态上,超融合逐渐在向企业的关键业务渗透,包括对Oracle RAC、IBM DB2、MySQL等核心数据库的支持,像青云QingCloud的青立方Qing3超融合系统可在底层硬件部署全闪存PCIe SSD,使得用户能够在高IOPS环境下部署Oracle RAC数据库或SAP等重度业务系统,网络架构可以支持25Gbps。当然不止是青云QingCloud,笔者在与联想和Nutanix交流的过程中,无一例外的将对数据库、高密度等关键业务的支持列为重点,并针对各个应用场景推出了相对应的机型和配置优化。

如何理解超融合的“全栈云”时代?

存储池共享(图片来自Transparent Solutions)

配置形态上,分布式块存储或者说软件定义存储的能力成为超融合厂商的核心竞争力,毕竟如果使用了超融合方案,意味着资源将以打包的形式提供,与外部存储数据的兼容性并不完善,很容易造成新的信息孤岛。那么,要如何构建这一超融合的基石呢?大体来看分布式块存储在超融合平台上的实现方式有两种:自研和开源,前者包括Nutanix(NDFS)、VMware (vSAN)、华为(Fusion Storage)、QingStor NeonSAN等,后者则是基于Ceph或者GlusterFS来改造。开源的利弊不言自明,而顺着领跑者的脚步也可以看到,自研才有主动权。

应用形态上,超融合在集成越来越多虚拟化负载的道路上会加速扩展,期间管理和运维能力的重要性再次提升,一方面体现在硬件,即占用更小的资源把更多留给业务应用,从而有效降低TCO,另一方面体现在软件,即通过对性能监控、分析报警等功能的易用性强化来提升整体的运营效率。像Nutanix Prism、VMware vCenter、华为Fusion Cube Center、H3C CAS、QingCloud 云服务管理平台……交互体验、集群服务、安装工具、硬件管理等特性已成为衡量管理运维的关键因素。

大势之下各显其能

2018年1月,Gartner首次将超融合基础设施作为独立领域列在魔力象限报告,表明超融合在技术成熟度和市场接受度方面已经取得了长足进展。而在11月的HCI魔力象限中,四大象限的玩家均有较大幅度的增加,同样的热潮也出现在Forrester Wave,IDC则在销售数据中揭示了超融合系统/软件供应商的收入高增长。聚焦国内市场,TOP3是华为、H3C、深信服,其后是联想、青云QingCloud、Nutanix、戴尔易安信、思科,其中像华为、H3C、青云QingCloud等的主要贡献来自政务、金融、大型企业,联想、Nutanix等的增长则是金融、教育、制造等行业的贡献。

华为提供的超融合基础设施是FusionCube HCI,预集成了分布式存储引擎、虚拟化和云管理软件,支持虚拟化和数据库混合部署,单柜性能超过720万IOPS,多副本、跨节点可以容忍两台机柜同时故障,并且联合Commvault推出了超融合数据保护解决方案,针对企业中100s PB级的二级存储池场景进行优化设计。此外,华为也将生态的理念延续到超融合领域,在IT基础设施之上与ISV展开了深度合作,相继推出了FusionCube for SAP HANA一体机、CampuSphere一体机、基于FusionCube的大数据法院审判决策分析、公安大数据中心等解决方案,不断强化着行业细分场景的挖掘。

H3C UIS超融合一体机是新华三面向IaaS推出的云数据中心基础架构解决方案,预装UIS超融合6.0软件,从2013年10月的UIS 1.0到去年3月的UIS 6.0,UIS已深入到政务、教育、医疗等行业。作为云产品的底层支撑,新华三的超融合架构包括虚拟化CAS、分布式存储、SDN、VDI,并且在其中结合了不少安全功能。代码层面,无论是KVM、Ceph,还是OpenStack,新华三都花费了很大精力重写和优化,以此也换来了较好的可靠性和稳定性。

以安全起家的深信服很早就把超融合列为新的主赛道,其也始终处在中国超融合市场TOP3,这一成绩的取得背后有几点因素:首先是对虚拟化的理解,2013年推出VDI、次年推出服务器虚拟化均HCI早前的战场不谋而合,超融合架构已成为深信服虚拟化BU的重点,aSAN对比vSAN的单机IOPS和吞吐量都要更好;其次是对安全和网络的整合,加之“所画即所得”的深度集成收获了大批的SMB客户。不过,深信服所采用的GlusterFS在元数据性能、存储效率等方面也有自身的局限性。

由英迈中国独家代理的ThinkAgile HX是联想和Nutanix在中国市场落地的超融合拳头产品,在金融、制造等行业,联想提供了从几个节点到数百个节点规模的解决方案,并且推出了“中小企业加速计划”,为中小型企业量身定做了基础版超融合产品,一方面为Nutanix在中国市场的水土不服找了销货通路,另一方面也开发了像XClarity这样的客制化管理工具,包括像传统架构上的Oracle软件版本可以直接迁移到HX平台。Nutanix的技术优势无需多言,再结合联想自家的服务器产品,不过一体机供货的单一交付形式、不那么亲民的价格仍是潜在的业务拓展阻碍,联想对存储的理解也没有那么深刻,双方的本土化合作效果仍需要时间检验。

青云QingCloud很早就进入了超融合领域,与完全采用开源代码的厂商不同,青云云平台的核心技术是自己写的代码,并且与其公有云是相同的技术架构。青立方超融合系统的软件和硬件是解耦的,软件可以运行在任意x86架构的服务器上,较传统的一体机设备商有了更灵活的交付方式。同时,青立方超融合系统支持多元化存储配置,既有全闪存PCIe SSD,也有SSD+SATA混插,并且API是100%开放的,管理界面也是基于这些API开发的。

如何理解超融合的“全栈云”时代?

青立方超融合系统

其实从以上几家有代表性的厂商可以看到一些共性,例如华为FusionCube对数据库读写性能的优化、深信服对资源统一管理的重视、思科HyperFlex Edge对远程边缘的部署和管理、戴尔易安信SDI的全行业覆盖、青云QingCloud旗下的青立方超融合系统的全栈云交付能力……各家的倾向性有所不同,不过超融合在关键业务、运维管理、云环境的演进已是大势所趋。与此同时,核心技术的自研才是长久之计,考虑到停留在硬件层面抽象的传统超融合在应用创建、可管理性等方面较低的效率,在架构上向云演进尚存阻碍,未来像青云QingCloud这样“出生”在云端的厂商将会驶入快车道。此外,当前的交付方式主要是纯软件或软硬集成,定制化交付二次开发属性偏弱,尤其是在客户需求如此多元化的今天,若是结合云服务的特性去交付或许是一条新的道路。

全栈云开辟新赛道

从VDI、服务器虚拟化到多云架构和混合云环境,再到全栈云的交付形式,超融合将在2019年迎来新的发展机遇。除了越来越多的关键业务运行在超融合架构上,很多私有云的基础设施即服务、混合云也逐渐在采用超融合,Azure Stack就打着混合云超融合一体机的旗号进入了Gartner超融合魔力象限,Nutanix、VMware也先后推出支持多云环境的工具,这一切都揭示着超融合与云计算的“亲密关系”。当然,如果只是把HCI软件安装在提供公有云的物理机并不能充分发挥公有云的价值,功能性会大打折扣。

再者,随着越来越多的现代化工作负载在以容器、微服务的形式在云平台进行开发,开发和运维人员也需要一个完整的云环境实现应用开发和IT管理。换言之,企业客户需要的是完整形态的云交付,以云的方式提供聚合ICT核心功能的平台服务,进而做到PaaS、SaaS级别的横向扩展。此外,公有云的实践经验同样可用于解决传统应用的问题。以青云QingCloud为例,其提供的公有云、私有云、托管云和混合云,这四种场景交付的都是统一的产品和统一的架构。也就是说,公有云的技术和产品迭代经验可以快速复制到其他的云环境。

什么概念?假设产生软件bug的概率是万分之一,在公有云产品每周的迭代中很快就能发现这个问题,但要仅凭私有云交付,想发现这个bug可能要数年时间。同时,青云QingCloud这类公有云厂商交付的规模通常会很大,在交付超融合架构时,集群的扩展性也很高。单集群从两节点到数万节点,基本没有限制节点上限,即使只有两节点,也能拥有高可用的能力。在这方面,除了Nutanix,其他的超融合厂商或多或少会有一些限制。

当然,喊出全栈云口号的厂商并不止青云QingCloud一家,包括Gartner、Forrester在内的知名调研机构均将IaaS和PaaS的融合列为云计算领域的发展趋势,而中国的行业客户也将注意力瞄向了全栈云。华为的全栈私有云解决方案FusionCloud,提供了从芯片到硬件、线上到线下、IaaS、PaaS直至DaaS的云化转型能力;网易云与浪潮联合发布了云计算全栈一体机——瀚海;新华三也提出了涵盖超融合基础架构的全栈式云服务体系……归根结底,是客户需求的变化决定了交付方式的改变。

对于超融合系统来说,统一架构、统一体验、开放API是关键所在。以青云QingCloud的全栈云为例,其纵向跨越ICT架构各层次,融合了平台级的产品及服务能力。要知道用户对于PaaS的需求越来越高,不仅要有必备的通用服务,还要有AI、容器、微服务、数据分析这样的新鲜血液,而且需要提供足够开放的API给客户进行定制。

对此,青云QingCloud通过自研统一代码实现了自主可控和一致的运维体验,按需定制的表现比直接使用开源方案更强,像AppCenter已联合了超过400家合作伙伴来打造一站式的应用开发与交付云生态。硬件层面,底层硬件支持的开放性并没有绑定厂商,全功能API接口可以兼容各种主流硬件厂商的产品。以此来看,广泛的适应性、可控的安全性、多元化的应用性至关重要。

考虑到PaaS在架构完善层面离不开IaaS的有效支持和补充,二者的融合趋势不可避免,而在此基础之上的SaaS被整合进来也是大势所趋,客户需求变得既简单又复杂,“开箱即用”的背后是端到端的一站式方案能力,这也是全栈云要解决的核心问题。

总体而言,混合IT负载的比重增加使得传统的超融合形态发生着改变,无论是与SDS交集愈发紧密还是纯软件供货逐级深入,云化、智能化的趋势将成为常态,那么交付方式上就不会再是简单的软件或者硬件整合,同时要深度结合IT和CT的能力,以基于云的服务和平台思路去实现。超融合的“全栈云”时代,已经到来。

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