尹劲梅

摘要：超融合技术作为一种新型的数据中心解决方案，已经在欧美等国大规模盛行。通过较为廉价的分布式存储技术作为传统集中式存储的替代，极大降低了数据中心的建设费用和技术门槛。本文旨在探讨该技术的原理和优缺点以及基于此技术的机房建设方案。

关键词： 超融合；虚拟化

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）30-0009-02

随着虚拟化、云计算技术架构日新月异的发展，越来越多的我们之前认为已经无法提升的项目建设又了有新的解决方案。机房（多媒体实验室）的建设是每个高校都不能绕过的项目，从早期的还原卡，到其后的代理服务器，再到现在的基于虚拟化桌面技术的无主机客户端。通过技术的不断更新，之前建设中所面临的困难与问题，都通过其后的新技术得到了较为完美的解决。但是，我们不难发现，随着技术的日益完善，云桌面的机房解决方案并没有得到大规模的普及。本文旨在探讨传统云桌面（虚拟化桌面）的建设方案的优缺点，以及基于超融合技术所带来的创新和优缺点。

1什么是超融合

要认识超融合，我们首先需要明白的是：超融合不是云桌面（虚拟化桌面）的技术替代者，而是一种底层的补充和完善。超融合是一种基于硬件之上，操作系统之下的中间件。超融合的本身还是一种软件，一个算法。从字面上来理解超融合就是只在同一台服务器中不仅具备计算（cpu），网络，存储（ram）和服务器虚拟化等资源和技术，同时还应该通过中间件（软件）实现备份，快照，重删，数据压缩等功能，而多台服务器可以通过统一的中间件进行网络聚合，进而实现模块化的无缝横向在线扩展，从而形成统一的资源池，对运算和存储资源进行统一化管理。超融合的技术核心是利用分布式文件系统（NDFS）来替代传统的SAN和NAS存储和昂贵的装用san交换机构建的存储网络。它将虚拟化计算和存储整合到了一个平台。目前业界普遍的认为：软件定义的分布式存储层和虚拟化计算是超融合架构的最小集。

2超融合技术的历史与现状

超融合技术最早的起源是受Google、Facebook等大型都聯网公司通过软件技术构建大规模数据中心的启发，结合虚拟化技术来实现可扩展的IT基础架构。

超融合技术的出现最初的目的就是为了使用廉价的x86服务器架构来构建分布式大型数据中心。其最早的理念来源于Google的DFS也就是 google File System， 这是Google公司为了存储海量搜索数据而设计的专用文件系统，包括最核心的多副本容错的理念。即系统的稳定性不会因为某个运算或者存储节点出现的故障而受到影响。其后随着技术的发展，软件定义的目的越发明确，从最初的操作系统和硬件之间的中间件，渐渐向底层纵向延伸，越发的与底层的硬件设备实现紧耦合。众多厂商也从最初的“软件定义存储”渐渐扩展到了基础性软硬件一体化架构的发展模式。即从最初的vsan技术，发展到了包含计算，存储，网络等基础体系架构。

目前，国外厂商以VMware、Nutanix、SMARTX为代表，引领超融合技术架构攻城略地，国内厂商也积极跟进纷纷推出了自己的超融合架构方案，一时间“超融合”技术成为了2016年度云计算领域“最火”的词汇。

3超融合技术的优缺点

通过对比图我们可以较为清晰看出超融合与传统数据中心建设方案之间的区别：

1）较低的建设费用：超融合架构的价值在于它摒弃了专用SAN和NAS存储网络，以及集中式共享存储系统，转而使用X86服务器自身的硬盘，通过软件定义组成共享存储， 从而大大降低了存储的硬件成本（传统集中式存储的采购成本基本在8000～10000元每TB，专用san交换机价格数万元，而x86服务器的硬盘价格基本维持在1000元每TB）。

2）丰富的功能：超融合不仅是一个单纯的分布式存储系统。它还包括了备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等强大的功能。通过这些功能可以保证数据可以高效的利用存储，减低消耗，以及保证系统的稳定运行。

3）便捷的部署方式：因为超融合平台没有传统存储解放方案常见的复杂性问题。因此超融合平台部署相对简单，避免了在传统架构设计SQL基础架构师的常见问题。这种平台无需面对LUN、RAID、FC交换机、分区、掩码、注册表状态变更通知（RSCN）或复杂的存储多路径问题。

4）灵活的横向扩展能力：超融合与传统虚拟化云技术一个重要的不同点在于，超融合架构包含硬件底层的部署，系统包含运算单元。该架构可以通过增加节点的方式，进行运算能力的扩展。更加可贵的是，可以按照需求定向的扩展所需资源，如cpu运算节点，内存节点，GPU节点，存储容量节点。这极大减轻了系统建设时期的设计和预算压力。

5）更好的性能：超融合技术的分布式存储，因为利用本机的机械硬盘（扩充容量），以及配置的SSD硬盘（提高性能）。极大提高了存储的I/O性能，这是传统集中式存储所不能比拟的。

然而，我们也不能忽视超融合这个新技术可能会带来的问题，即超融合基础架构存储还没有像计算平台那样成为一种成熟技术。作为项目实施方需要评估成本、复杂性、可靠性和性能表现等多种因素以及可能会带来的最坏影响。

4如何使用超融合技术进行机房的建设

既然超融合技术有着如此多的优点，那么我们如何将这个技术用来对传统机房进行改建呢？我们可以从两个方面来分析这个问题。

从硬件架构方面：传统的机房建设虽然开始使用代理服务器来提高水平和运算性能，但是依然没有摆脱用户个人机的传统架构。然而，单台数千元的PC机器，往往不出数年就无法满足用户的性能需求，及时性能上依然可以满足，然而硬件的损坏以及零配件的采购困难也会导致机器自然的淘汰与报废。这造成了不可避免的资源浪费。然而我们基于新的超融合云桌面技术可以从根本上解决这个问题。采用超融合组建运算和存储单元配合瘦客户端的方式（用户端不在有PC主机，而只有输入输出设备）

通过计算、存储和文档管理系统的全面融合，可提高数据中心的整体灵活性，同时还消除了部署管理的复杂性。也极大的降低投资，节约空间，节约能耗，同时分布式节点可以减少网络数据流，有效的抑制启动风暴，减少I/O延时，同时通过SSD的使用，极大的提高了存储缓存，提高了数据读取命中率。同时基于分布式架构，数据副本随机分散于多个节点中，支持自动副本修复功能，实现虚拟机、硬盘、节点等高可用性。支持Scale-out架构，可实现存储和计算同步线性扩展；可根据需求进行单节点扩展，避免叉车升级。因为服务器节点可以随桌面部署数量的增加而分批购买，也可以无缝的扩展到集群系统中，所以有效地减少初次部署成本和运维成本。

从软件架构方面：机房因为业务对象的原因，需要经常性的对用户使用系统进行维护和升级。而基于vmware虚拟化桌面技术，通过制作模板，生成虚拟机的简单性操作，就可以批量的大规模管理用户集群，极大地减低了管理员的工作量。同时，基于vmware的DRS、Vmotion技术，可以确保节点故障无感知，降低了管理人员的工作压力。

5总结与展望

超融合技术将计算、网络和存储集中到相同的平台当中，同时将存储控制器从硬件转为软件，从而实现管理员的可控性。这是一种非常理想、合理以及受欢迎的做法。尽管我们不能预测，超融合架构将越来越成为一种主流的技术架构趋势。但是我们依然可以选择在合适的方面尝试去使用这个技术，又或者为未来使用这个技术留下足够的适应空间，以应付新技术所带来的冲击。