在IT基礎架構領域工作有十年了，親眼目睹和參與了上一代網路儲存架構在中國的興起和衰敗。的確，新IT浪潮已經到來，超融合就是諸多風口之一，成為了近幾年IT業界備受關注的話題。雖然超融合這個概念已經被廠商熱炒了至少兩年，但看到市場上依舊存在著很多模糊的定義和理解，所以想整理一些學習筆記和個人見解，希望這些乾貨內容能對想入門的朋友有所幫助 。

一．超融合的核心特徵是什麼？

首先大家需要有一個概念，我們看到的這些名詞，事實上都是最早推行這些架構的廠商建立起來的，比如Nutanix最早推廣的超融合這個概念（HCI ：Hyper Converge Infrastructure），目的無非是建立一個產品的品類，這是營銷慣常的手法，但老外玩兒的真的很溜很成功。

Nutanix起步的核心技術是分散式儲存，只是在部署架構上有了進一步創新，採用了這種融合的方式。其實這種創新在技術本身上並沒有大的難度，但很大程度上推進了分散式儲存的市場落地。

所以這就是超融合1.0的核心，但市場上很多人，被“融合”二字迷惑，甚至一些廠商，也就順水推舟，弱化儲存部分（弱化的原因是儲存真的很難做好），單純去強調融合，把一堆無關痛癢的東西整合起來。個人覺得這不是正途。

我認為真正撬動傳統IT市場的超融合1.0的特徵主要是兩點：

一是，基於X86伺服器架構的分散式儲存（這裡先不提SDS了，會增加新的混淆）；

二是，分散式儲存和計算虛擬化部署在同一伺服器硬體內。

下面對比中能看到，給使用者帶來價值的重要特性中，大概70%是來自於分散式儲存，30%是超融合架構帶來的好處（比如管理簡化，使用成本的降低），但恰恰是這30%，讓使用者更願意從傳統架構切換到分散式架構上來。

二．超融合是革命性架構麼？革誰的命？

任何稱之為革命性的架構都應具備至少以下三個特徵：

一是，對使用者的使用習慣會有巨大的改變；

二是，為使用者帶來巨大的價值；

三是，新的廠商可以撬動傳統老牌廠商的市場。

以上三點，超融合產品都具備，前兩點在後面分別介紹，第三個可以通過國外的Nutanix、VMware（vSAN），中國的SmartX等廠商的案例描述中看到，他們所替代的產品大量的是老牌儲存廠商EMC、HDS等公司的儲存產品。有人會說Nutanix不也自己出伺服器虛擬化產品嗎？這是不是在替換VMware？但這已經是後來的故事，最初的Nutanix產品核心就是超融合架構的分散式儲存。使用者採購Nutanix並不需要替換原有的伺服器品牌（比如Dell）或者虛擬化品牌（比如VMware），只有儲存（比如EMC）是一定被替換掉的。這是重要的起點和切入點。如果最初Nutanix就是想以超融合的理念替換儲存、虛擬化甚至伺服器硬體，我想那會樹敵太多，幾乎沒有勝算。

三．為什麼超融合的架構會在近幾年才出現？

一個革命性的技術架構出現、成熟需要至少兩個核心因素：

一是，客戶的強烈需求；

二是，相關技術的成熟。

超融合架構的客戶需求來自於商業數字化和網際網路化對IT資源的使用速度和使用要求有了大幅提升。而以下相關技術對架構的市場落地有很大關係。

1. 分散式儲存架構

這個其實在網際網路公司用了很多年，分散式儲存可以很好地基於X86伺服器構建一個易擴充套件、高可靠的儲存資源池，是超融合的基礎。

2.SSD

毫無疑問，SSD對儲存架構的影響是巨大的，傳統機械硬碟的4K隨機效能只有300左右，而類似intel 3710這樣的SSD則可以達到超過7萬IOPS，直接高出兩個數量級。但同時雙控制器架構就會成為瓶頸，比如EMC的Unity 650 可以支援一千塊硬碟或SSD，但31塊SSD的時候就到達瓶頸，此時8:2讀寫混合最大隻能達到27萬IOPS。

同樣，SSD大大減少了事務型儲存系統的機架空間，使儲存和計算節點的數量比較匹配，這是超融合架構成立的一個重要條件。

3.虛擬化

超融合架構成立的另一個重要條件就是虛擬化已經被廣泛接受，否則分散式儲存不可能和應用共存在一個物理節點上，除非是一個廠商的一體機產品。

4. CPU

最後就是大家常說的CPU更強大更廉價，可以同時解決計算和儲存的要求。

四．超融合就是分散式儲存和計算虛擬化簡單地安裝在一起嗎？

答案當然是NO。

因為要以超融合的形態去做虛擬化的儲存，還應該具備以下特徵：

一是，對系統資源消耗應該少，並且可控，合理的方案不應該超過10%；

二是，支援VM資料訪問本地化，這個是超融合架構另一大優勢；

三是，既然是重點支援虛擬化平臺儲存，就應該對不同的虛擬化平臺有比較好的支援，類似VMware、KVM等。

所以，現在中國市場真正算得上超融合架構的也就是Nutanix、VMware、SmartX。國內很多廠商拿一個Ceph就包裝超融合產品，以上三點沒有一點能做好。主要的問題包括：

1.雜湊演算法不能實現資料存放的精準控制，所以I/O本地化無法實現。

2.軟體I/O路徑比較長， CPU資源消耗比較多，進一步增加了延遲。

五．超融合架構和傳統架構有哪些區別？

這裡我挑了SmartX的架構圖用來做對比說明，更清晰一些（以下若干圖都取自SmartX產品膠片）。對於真正的超融合產品，以下特性都是一致的的。如果有少量的特性差異，會專門描述。

六．為什麼超融合架構的可靠效能比傳統雙控架構更好？

用伺服器構建儲存，客戶顧慮最多的首先是可靠性，如果需要衡量可靠性：

系統的冗餘度？通俗的說就是允許硬體壞多少？

出現故障後是否完全自動恢復？

恢復速度和時間？因為系統處於降級狀態下是比較危險的狀態，故障視窗越小，出現整體故障的可能性就越小。

以下給出詳細的系統冗餘與恢復機制對比。

上表需要進一步說明的是：

三副本可以帶來比雙控更好的冗餘度，代價當然就是損耗更多的容量。

管理的粒度部分，各家實現不同，有的是基於資源池設定兩副本或三副本，有的廠商，比如SmartX，是以卷為單位，這樣的好處就是可以在一個資源池上分配不同副本策略的卷，用於不同安全級別的VM。

熱備盤的處理方面，其實大部分分散式儲存都沒有了，而是利用已有空間進行恢復。但需要強調的是現在GlusterFS還是使用熱備盤機制，包括深信服等還是基於這樣的產品構建超融合，個人很不看好。

可以看出可靠性方面，超融合架構的優勢非常大，但其實這裡的優勢都是分散式儲存本身應該具備的。

七．為什麼超融合架構的隨機效能比傳統架構更高？

可以看出，超融合在效能方面的架構優勢也非常明顯，當然代價就是消耗計算資源，所以計算資源的消耗是檢驗超融合專業性的一個重要因素。

以下給出詳細的效能機制對比。

效能相關的特性中，多節點併發和效能擴充套件依舊是分散式儲存帶來的。而資料本地化是超融合架構獨有的，分離式的架構無法實現，當然代價就是計算資源的佔用。SSD是即使傳統架構儲存都會使用的，但雙控無法發揮SSD的效能。

比如EMC Unity 650F，8:2 8K混合隨機讀寫效能最大27萬IOPS，而對於類似Nutanix、SmartX等效能比較好的超融合產品，一個節點8:2 8K混合隨機讀寫很容易達到3萬以上IOPS，通過線性擴充套件，10個左右節點就可以達到EMC Unity 650F的最大效能。而10個節點只是非常小的使用者規模。

八．為什麼超融合架構的可擴充套件性比傳統架構更好？

可擴充套件性是分散式架構的最大優勢之一，當然擴容後的資料自動負載均衡效果並不是必然的，要看廠家的產品化程度。

以下給出詳細的系統可擴充套件性對比。擴充套件性方面的優勢，依舊是分散式儲存架構帶來的。

九．為什麼超融合架構的部署運維更簡單？

超融合架構運維的簡化效果是非常顯著的，以下從幾個角度進行部署與運維對比。其中部分優勢是分散式架構帶來的，比如只維護標準商用服務硬體，而使用超融合後，可以進一步減少硬體的需求量。

十．超融合到底如何為使用者省錢？

說法在網上很多了，但以下這個例項可能更精準和量化一些，大家可以對比使用成本。這裡沒有包括人員維護成本，續保等費用的成本等。人力成本方面，去掉專業儲存運維就可以節省很大一部分人員開銷。根據實際經驗值，採用超融合在人員投入至少減少50%。採購成本，超融合產品一般可以做到傳統架構70%。

以下給出使用成本與收益對比例項。

十一．超融合不適合什麼場景？

傳統意義上的超融合是適合於各種虛擬化的場景，對於裸金屬伺服器就不適合了。所以有一些重負載的應用，在虛擬化都不用的情況下，自然不會考慮超融合。另外，超融合的架構模式決定了計算和儲存資源應該均衡增長，否則就不是非常適合，比如海量的非結構化資料。

不過，近期的一個趨勢是，超融合廠商開始對外提供儲存介面，可以以類似Server SAN或者NAS的方式訪問，所以裸金屬的場景也可以適用了。