超融合存儲探祕

讓我們一起看一下傳統虛擬化, 分佈式存儲架構下的計算環境下的系統體系結構,如下圖所示:

傳統存儲的特點是存儲集中化,分佈式存儲已經做到了去集中化,可以將存儲節點分散開。但是不管傳統存儲還是分佈式存儲在和計算節點向配合使用時都是獨立開來,典型應用如ceph和openstack的配合。總的來說這種計算存儲分離的結構有幾種缺點:

1,存儲資源集中化,很難隨着計算資源擴展而擴展。特別是採用VNX這種Scale Up的存儲系統,無法適應數據中心的這種可擴展性需求。

2,採用存儲與計算分離的這種架構,需要獨立的網絡、獨立的存儲與獨立的計算。爲了提高系統可用性,需要通過資源冗餘的方式達到設計目標。因此,網絡、存儲控制器(雙控)都會進行多份冗餘,增加了數據中心的投資。

3,多種不同的系統在數據中心中進行部署無疑增加了數據中心的管理複雜度。尤其是後端多種類型的存儲設備,增加了數據中心的管理成本。

數據中心的發展趨勢是虛擬化,軟件定義數據中心是發展方向。基於多種複雜設備的數據中心最終都會歸一化成以通用服務器加互連網絡的體系架構。在這些通用服務器上部署關鍵的軟件,通過虛擬化的方式實現計算、存儲資源。然後再在這些虛擬化資源的基礎上部署應用,完成具體功能。

Nutanix超融合系統的系統架構如下圖所示:

Nutanix系統由一系列的服務器節點構成,通過後端網絡將這些節點互連起來,形成一套分佈式的計算、存儲於一體的系統。在每個Nutanix節點中存在多個虛擬機,其中至少存在一個Controller VM,該虛擬機負責實現本地存儲資源的管理,並且與其它節點配合實現一套分佈式的存儲系統。Controller VM中運行Nutanix核心的分佈式文件系統,將本地和遠程的存儲資源虛擬化。Controller VM對外可以提供傳統的Iscsi、NFS等接口。由於應用VM和Controller VM都位於同一個物理設備中,所以,兩個VM(應用VM與Controller VM)之間也可以通過特殊的接口實現更加高效的存儲訪問。

簡單的從這個架構上來看,Nutanix僅僅是將存儲操作系統運行到了VM上,而不是傳統的控制器(物理服務器)上。將存儲功能遷移到虛擬機平臺上,實際上使得存儲研發更加簡單。虛擬機平臺將不同物理服務器平臺進行了歸一化,使得存儲廠商可以對物理服務器平臺進行透明化處理,簡化了設計。

簡單地講,融合就是將兩個或多個組件組合到一個單元中,組件可以是硬件或軟件,重點以虛擬化計算爲中心,計算和存儲緊密相關,存儲由虛擬機而非物理機CVM(Controller VM)來控制並將分散的存儲資源形成統一的存儲池,而後再提供給Hypervisor用於創建應用虛擬機。

簡化後的架構圖:

我們看看這種架構如何解決傳統架構所面臨的挑戰。

1、通過超融合,原有的多層次都集成到了一起,降低了結構的複雜度。

2、如果面臨計算,存儲資源的匱乏,可以直接通過過橫向擴展的方式添加更多的資源。並且擴展的過程相對以前的架構大大的簡化。而且數量上可以擴展到非常大,例如Nutanix目前沒有硬性的節點數的限制

3、網絡和存儲都已經融合到了一起,縮短了io路徑,提高了存儲性能。

 

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