超融合的下一站是什么?超级融合!

作为一半职业生涯是在技术研究领域度过的未来学家,我想试图对未来作一番预测,为此既回顾了超融合的历史,又分析了几个新兴的技术。

一、超融合方面的背景

第一代IT基础设施是“孤岛式”架构,计算、存储和网络由客户单独选择和购买。客户需要确保这三种产品协同运行。从2007年开始,市面上出现了第二代融合基础设施(CI)系统,它们捆绑了现有的服务器、存储和网络产品,并辅以管理软件。这种方法将客户购买后运行第一个应用软件所花费的时间由几个月缩短至几周,因为厂商预先测试并预先集成了这三种产品。在孤岛式架构和融合架构中,存储区域网络(SAN)都被用于存储(为了让本文简单化,我避免讨论NAS)。2012年出现了超融合(HCI)系统――这些是紧密耦合的计算和存储硬件,不需要SAN。融合基础设施其实是三种预先测试的产品,只不过一起销售;不像整合基础设施,超融合才是真正的单一产品,采用统一管理。HCI系统就好比是第三代融合。

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据451 Research针对IT买家的最新季度《企业之声》调查报告声称,超融合基础设施目前应用于40%的企业组织;451 Research的分析师预计这个数字在今后两年会大幅提升。

作为一半职业生涯是在技术研究领域度过的未来学家,我想试图对未来作一番预测,为此既回顾了超融合的历史,又分析了几个新兴的技术。

先来介绍一下历史。

二. SAN时代 — — 1994年–2012年

存储区域网络(SAN)是一种网络,它让用户可以通过数据中心的多台服务器访问共享块存储,比如磁盘阵列。它让用户能够在整个园区合并高吞吐量存储。

串行光纤通道(FC)网络标准在1994年出现、1 Gbps光纤通道在1997年面市后,SAN变得流行起来。直接连接存储(DAS)是当时的一项替代技术,但是它不支持存储共享,导致存储资源的利用率很低。

SAN通过使用一组共同的存储功能(数据中心中的所有服务器都可以享用这些功能),提高了存储资源的利用率,提高了可靠性,确保高性能存储共享,还简化了存储管理。此外,SAN让用户可以独自扩展存储和计算资源,因而可以运行各种各样的存储及计算需求大不一样的工作负载。

光纤通道SAN网络的性能继续不断提升。2000年初,光纤通道SAN的成本和复杂性大大下降,因而得到了更广泛的采用,可以部署在大企业环境和中小企业环境。诸多新功能迅速被引入到共享式SAN存储中,它们常常是DAS存储所没有的,比如快照、克隆、压缩、重复数据删除、存储分层和远程拷贝等功能。后来出现了作为光纤通道SAN替代技术的iSCSI SAN和FCoE(基于以太网的光纤通道)。它们让以太网得以用于存储,因而通过消除专门用于存储的第二种类型的网络,简化了管理。由于这几个发展动向,共享式SAN存储变得非常流行,DAS存储却日渐式微,大概2012之前就是这个样子。

三. DAS和超融合时代 — — 2012年–2016+

然而近几年,由于SAN存在下列四大问题,钟摆又开始摆回来摆向DAS。

1. 由于出现速度越来越快的存储设备(闪存、SSD等),通过SAN网络访问这些存储设备在网络协议和软件方面的开销开始在总的响应时间中占大头。DAS的访问时间只有SAN访问时间的一半至三分之一。

2. SAN阵列中的存储设备其价格比DAS存储中的存储设备贵得多,即便使用的存储设备一模一样。

3. 除了少数几个例外,SAN存储通常是专有的,无法横向扩展。添加更多的存储(超过一定的范围)常常需要更复杂的升级流程。

4. SAN管理起来复杂。基于光纤通道标准的SAN需要独特的主机总线适配器(HBA)、独特的交换机、独特的电缆、逻辑单元号(LUN)分区、LUN掩码和新的多路径驱动程序。虽然基于以太网的SAN(比如iSCSI SAN)不需要一种不同类型的网络用于存储,但管理起来仍有点复杂。SAN方面的复杂性主要来自虚拟机等应用程序概念和LUN等存储概念之间的脱节,以及计算和存储的分开管理。

由于SAN的这些问题,市面上出现了新的存储软件,名为虚拟SAN或vSAN软件。

超融合或HCI系统是紧密耦合的计算和存储节点,因而不需要普通的存储区域网络(SAN),它使用vSAN软件来获得同等的功能,并利用现有服务器来满足网络和DAS存储需求。应用服务器上的DAS存储和vSAN软件这对组合现在的价格低于SAN存储,但提供大致相当的功能。存储功能通过服务器节点中的软件来提供,还可添加可选功能,比如备份、恢复、复制、重复数据删除和压缩。典型的HCI系统包括:Nutanix、Simplivity、思科Hyperflex、 Gridstore、Pivot3和Scale Computing。