聯(lián)想超融合ThinkCloud AIO解決方案

應(yīng)用場景

目前，借助于云計算來建設(shè)IT，以滿足業(yè)務(wù)的發(fā)展需求已經(jīng)越來越普遍。"云計算"是一種計算模式，在這種模式下，應(yīng)用、數(shù)據(jù)以及計算存儲資源以服務(wù)的方式通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶使用。"云計算"也是一種基礎(chǔ)架構(gòu)管理的方法論，計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源組成IT資源池，用于動態(tài)創(chuàng)建高度虛擬化的資源提供用戶使用。
使用"云計算"的服務(wù)按需分配、按量計費(fèi)，IT業(yè)將這種方式比喻為"像使用水電一樣使用IT基礎(chǔ)設(shè)施"，從而提高了系統(tǒng)靈活性，提升了資源使用率，減輕了運(yùn)維復(fù)雜度，降低了總體擁有成本。云計算從底向上分為IaaS、PaaS和SaaS層，IaaS層作為上層的基礎(chǔ)，在架構(gòu)中起到至關(guān)重要的作用。下面對IaaS層的支撐架構(gòu)進(jìn)行深入探討。

分立架構(gòu)主要可分為三層，最上層服務(wù)器層，通過機(jī)架式或者刀片式服務(wù)器物理的部署業(yè)務(wù)應(yīng)用；中間層的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，實現(xiàn)計算到存儲的網(wǎng)絡(luò)通路；底層的共享存儲設(shè)備，包括DAS/NAS/SAN架構(gòu)方式的專用存儲器，用來存儲數(shù)據(jù)。

分立式架構(gòu)的出現(xiàn)，將數(shù)據(jù)存儲從服務(wù)器中分離，一方面通過業(yè)務(wù)邏輯層與數(shù)據(jù)層的分離提升了數(shù)據(jù)的安全性；另一方面，專用存儲器可以部署更多的磁盤，在HDD作為主要存儲介質(zhì)的時代，可以很大程度上提升存儲層I/O能力；再者，共享存儲可以支撐HA等高可用架構(gòu)從而更好實現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)性。

隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，為了提升計算資源利用率，在分立式架構(gòu)的服務(wù)器層面使用計算虛擬化技術(shù)，將單臺物理服務(wù)器虛擬出多臺虛擬機(jī)使用。

1.1如何使虛擬化性能實現(xiàn)數(shù)量級的提升

基于分立式架構(gòu)支撐計算虛擬化時，業(yè)務(wù)應(yīng)用部署在虛擬機(jī)中，上層服務(wù)器部署的大量虛擬機(jī)會向底層共享存儲層發(fā)出大量業(yè)務(wù)請求，落實到具體訪問層面，即為數(shù)據(jù)的讀寫。

假使某虛擬機(jī)中部署了一個業(yè)務(wù)應(yīng)用，從用戶端發(fā)起一個業(yè)務(wù)請求到達(dá)業(yè)務(wù)應(yīng)用時，業(yè)務(wù)應(yīng)用向底層存儲實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫的路徑如下：

寫操作：業(yè)務(wù)請求經(jīng)過CPU和內(nèi)存的處理后，發(fā)到PCIe BUS，經(jīng)過HBA卡，到達(dá)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的I/O通路，到達(dá)磁盤陣列控制器，經(jīng)過磁盤陣列控制器后端接口，到達(dá)磁盤柜，然后最終到達(dá)磁盤，完成寫入。

讀操作：請求到達(dá)存儲層后，經(jīng)歷一系列路徑，返回結(jié)果的過程。

因此，分立式架構(gòu)支持計算虛擬化從而部署業(yè)務(wù)應(yīng)用的模式下，計算到存儲經(jīng)過的I/O通路太長，虛擬化性能受到極大影響。

在互聯(lián)網(wǎng)+和工業(yè)4.0的時代，在逐步實現(xiàn)IT資源云化時，通過傳統(tǒng)的分立式架構(gòu)支撐計算虛擬化時，一些I/O能力需求較強(qiáng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用無法很好地運(yùn)行于虛擬化平臺之上，究其原因正如上述架構(gòu)分析，計算到存儲的訪問路徑過長，因此I/O性能無法保障。虛擬化架構(gòu)和高I/O性能這兩者的碰撞讓聯(lián)想在運(yùn)化過程中不斷去探索IT基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)的轉(zhuǎn)型，用一種更合適的架構(gòu)來支撐云化，提供更強(qiáng)勁的虛擬化I/O性能。

1.2如何減少應(yīng)用部署周期

分立架構(gòu)模式下，軟硬件要單獨(dú)采購和部署，應(yīng)用的上線部署流程長，業(yè)務(wù)部門需要新上業(yè)務(wù)應(yīng)用，一般需要如下流程：

（1）向IT部門提出申請；
（2）IT部門做建設(shè)規(guī)劃，需要通過業(yè)務(wù)量預(yù)估確定建設(shè)規(guī)模；
（3）選擇技術(shù)架構(gòu)；
（4）確定軟硬件選型，通常以峰值性能來滿足需求，同時要規(guī)避軟硬件的兼容性問題；
（5）向上級申報預(yù)算；
（6）完成購買流程，包括招投標(biāo)流程；
（7）客戶或集成商協(xié)調(diào)不同廠家設(shè)備到貨；
（8）硬件軟件系統(tǒng)部署調(diào)試；
（9）業(yè)務(wù)系統(tǒng)試運(yùn)行并上線。

整個過程中，審批復(fù)雜，效率低下，隨著信息化建設(shè)加速和互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，業(yè)務(wù)需求驅(qū)動業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)具備短期部署上線的能力，因此，原有基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)難以適應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速部署的要求，建設(shè)及擴(kuò)容周期冗長。

1.3如何能真正實現(xiàn)按需的IT基礎(chǔ)設(shè)施投入

隨著信息化建設(shè)的不斷深化，互聯(lián)網(wǎng)也在不斷發(fā)展，越來越多的面向公眾服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用上線，其業(yè)務(wù)其訪問量有明顯的波峰波谷，而且業(yè)務(wù)發(fā)展規(guī)模難以預(yù)測，基礎(chǔ)設(shè)施投入的量難以估計。如果過分估計了業(yè)務(wù)發(fā)展的量，那么會相應(yīng)的購買更多的物理設(shè)備以支撐業(yè)務(wù)，但是業(yè)務(wù)達(dá)不到規(guī)劃時的預(yù)期，那么大量硬件投資被浪費(fèi)；如果對業(yè)務(wù)發(fā)展的量估計不足，那么經(jīng)歷了長時間建設(shè)流程后建成的支撐平臺一上線即面臨資源不足的窘境，并不能充分支持業(yè)務(wù)發(fā)展。因此，亟需一種先進(jìn)的架構(gòu)，能夠具備彈性的基礎(chǔ)資源支撐能力。

1.4如何全面提高系統(tǒng)資源利用率

早期的IT建設(shè)以業(yè)務(wù)系統(tǒng)為中心，依據(jù)不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)各自獨(dú)立建設(shè)其IT資源支撐平臺，各個系統(tǒng)各自獨(dú)立，形成信息化的煙囪架構(gòu)。由于各業(yè)務(wù)系統(tǒng)或部門都各自占用服務(wù)器和存儲資源，造成了硬件資源的條塊分割，無法彈性調(diào)度和靈活配置，硬件資源的利用率不高，往往只有5%到15%，一方面造成了成本居高不下，另一方面也造成了大量的資源浪費(fèi)。計算虛擬化的架構(gòu)下，大大提升了服務(wù)器的利用率，但是由于差異化存儲設(shè)備的存在，計算層資源利用率的提升僅僅實現(xiàn)了系統(tǒng)整體資源利用率提升的一部分，還需要有更好的架構(gòu)來實現(xiàn)系統(tǒng)整體的資源利用率的提升。

1.5如何讓系統(tǒng)實現(xiàn)水平線性的擴(kuò)展

通過傳統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)時，無論承載的計算的服務(wù)器如何部署，底層用于承載數(shù)據(jù)的存儲采用共享存儲，一般為SAN或者NAS，其擴(kuò)展性為垂直的擴(kuò)展性，在擴(kuò)展時通過增加擴(kuò)展存儲單元來增加容量，但是受限于其控制單元的有限擴(kuò)展性，未來隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長，數(shù)據(jù)量大量增加，系統(tǒng)會面臨性能逐步降低的風(fēng)險，而且單點的共享存儲架構(gòu)會面臨存儲設(shè)備宕機(jī)系統(tǒng)即癱瘓的風(fēng)險，因此，亟需一種能夠水平線性擴(kuò)展的架構(gòu)來支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用，即Scale out的系統(tǒng)架構(gòu)。

1.6如何降低系統(tǒng)后期運(yùn)維難度和成本

分立架構(gòu)模式下，由于計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)層面需要購買不同的設(shè)備，各設(shè)備的復(fù)雜度差異較大，就存儲層而言，存在不同架構(gòu)的存儲設(shè)備，各設(shè)備的運(yùn)維都需要專業(yè)的技術(shù)人員來運(yùn)維，不同設(shè)備的管理方式各不相同，隨著IT的發(fā)展，設(shè)備復(fù)雜度會越來越大，管理成本也會越來越高，無論是部署新業(yè)務(wù)系統(tǒng)，還是進(jìn)行現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的升級和遷移，或者進(jìn)行數(shù)據(jù)中心機(jī)房擴(kuò)容，都面臨著運(yùn)維難度大以及由此帶來的運(yùn)維成本過高的問題。如果基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)能否大大簡化，運(yùn)維只需要維護(hù)種類很少的通用型硬件設(shè)備，并且有統(tǒng)一的可視化的管理界面來對架構(gòu)整體進(jìn)行管控，那么運(yùn)維的難度和整體擁有成本就會大大降低。

因此，隨著虛擬化及云計算技術(shù)發(fā)展到當(dāng)下階段，設(shè)備利用率和系統(tǒng)彈性等問題已經(jīng)被很好解決的前提下，上述新挑戰(zhàn)成為困擾整體架構(gòu)優(yōu)化提升的關(guān)鍵點，這也是超融合架構(gòu)產(chǎn)生的激發(fā)因素，而且隨著技術(shù)積累和不斷地踐行新技術(shù)從小范圍驗證到大范圍使用的途徑，基礎(chǔ)設(shè)施層架構(gòu)正在不斷的用超融合架構(gòu)來實現(xiàn)替代。

方案概述

聯(lián)想ThinkCloud AIO超融合虛擬化一體機(jī)，是基于超融合設(shè)計，采用極具創(chuàng)新的超融合架構(gòu)，將計算與存儲高度集成，并構(gòu)建云管理平臺的一站式解決方案；是一款真正的將軟件，硬件、管理、超級融合的云基礎(chǔ)設(shè)施一體機(jī)，為用戶提供一個高度簡化的一站式基礎(chǔ)設(shè)施云平臺，不僅可以使得業(yè)務(wù)部署上線從周縮短到天，而且與企業(yè)應(yīng)用軟件與中間件/數(shù)據(jù)庫軟件完全解耦，打破傳統(tǒng)分離架構(gòu)的IO瓶頸，數(shù)倍提升企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用的性能。

ThinkCloud AIO作為一體化私有云基礎(chǔ)架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)組件，為客戶整合企業(yè)計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一管理等資源快速構(gòu)建企業(yè)云，提供了全新的IT模型和服務(wù)體驗：聯(lián)想ThinkCloud AIO系列方案是基于"快速實施，快速部署"設(shè)計，給于客戶提供1小時快速交付云平臺的設(shè)想，讓客戶徹底擺脫了構(gòu)建云平臺時復(fù)雜的設(shè)計、安裝、部署等過程。聯(lián)想ThinkCloud AIO集成串聯(lián)多臺服務(wù)器，可水平擴(kuò)展云平臺計算與存儲資源的規(guī)模，讓云平臺具備高可用、高性能、易管理、低碳等核心優(yōu)勢。

聯(lián)想超融合架構(gòu)定義：以軟件為中心的新型IT基礎(chǔ)架構(gòu)，以x86服務(wù)器作為基礎(chǔ)單元，由聯(lián)想進(jìn)行軟硬件集成、優(yōu)化和預(yù)裝，在每一個節(jié)點內(nèi)緊密集成計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、虛擬化和其他技術(shù)，通過統(tǒng)一界面對集成于其中的軟硬件資源進(jìn)行管理，實現(xiàn)管理簡化，解決軟硬件兼容性，可橫向線性擴(kuò)展，可實現(xiàn)一體化交付，整體在邏輯上類似于一個"盒子"。

方案特性

X86服務(wù)器上的超級融合

超融合架構(gòu)整合了計算和存儲，在整個架構(gòu)中去除了傳統(tǒng)架構(gòu)的磁盤陣列部分，由X86服務(wù)器提供架構(gòu)的硬件支撐平臺，比之融合架構(gòu)實現(xiàn)計算和存儲更深度的融合

軟件提供所有智能

超融合架構(gòu)作為一個基礎(chǔ)架構(gòu)，其硬件支撐平臺就是X86服務(wù)器，每一層都離不開軟件定義，因此所有智能的實現(xiàn)都依賴于軟件，系統(tǒng)更加智能化。

以虛擬化為中心的全面優(yōu)化

傳統(tǒng)架構(gòu)的著眼點在于在物理硬件形態(tài)之上部署業(yè)務(wù)應(yīng)用，而超融合架構(gòu)的著眼點就是虛擬化，很多軟件智能以及軟件核心算法的著眼點就在虛擬化，整體架構(gòu)設(shè)計以虛擬化為中心，提升虛擬化的性能、提升虛擬化的可用性，等等。

分布式處理一切，無瓶頸無熱點

從存儲到計算，架構(gòu)設(shè)計始終遵循分布式原理，每個節(jié)點功能地位對等，分布式處理一切，避免單點瓶頸，大大提升系統(tǒng)并行處理能力和可用性。

自我修復(fù)系統(tǒng)

超融合架構(gòu)的一切智能皆由軟件定義，因此，同樣也具備自修復(fù)功能，即出現(xiàn)節(jié)點損壞的情形下，系統(tǒng)會實現(xiàn)自動識別、自動隔離以及節(jié)點修復(fù)后的自動數(shù)據(jù)恢復(fù)和數(shù)據(jù)負(fù)載均衡等。

架構(gòu)簡化，快速部署

超融合架構(gòu)的基本組成為X86服務(wù)器加上軟件智能，整個架構(gòu)呈扁平化，相比之傳統(tǒng)架構(gòu)少了存儲網(wǎng)絡(luò)層和存儲設(shè)備層，更為簡化。超融合架構(gòu)的部署時間可以減少到1天之內(nèi)，基于超融合架構(gòu)部署云計算平臺從而構(gòu)建超融合云，可以實現(xiàn)30分鐘的超融合私有云快速部署，從而大幅降低客戶部署時間和成本。

[返回]