NUTANI超融合数据中心方案建议书.docx
最文件仅供参考已改成WOrd文本便利更改赠人玫瑰，手留余香。NUTA.NIX.超融合数据中心方案建议书I名目1.11.21.32.12.22.2.12.2.22.2.32.2.42.32.3.12.3.22.3.32.3.42.3.52.3.61需求分析1.1 现状和需求为供给高性能，高牢靠性，高扩展性的云平台架构，打算承受一代的超融合架构建设云平台，供给计算和存储的资源。1.2 数据中心进展趋势回忆数据中心的进展，可以分为3个阶段。1990年月，称为客户端效劳器时代，特点是数据中心以小型机支撑业务系统为主，各系统独立建设，不同系统之间相互隔离，后来消灭了SAN存储，实现了不同系统之间的数据共享。2000千年开头，X86效劳器开头渐渐普及,效劳器虚拟化的兴起，使得SAN/NAS存储称为数据中心虚拟化的标准配置。虚拟化时代数据中心效劳器资源可以横向扩展，但是SAN存储不能横向扩展，只能纵向升级，不能适应虚拟化对性能的要求。2010年后进入了云时代，企业需要建立云数据中心，效劳资源和存储资源都需要资源池化，传统的SAN存储架构已经不能适应云时代的数据中心'要求，需要承受软件定义的方式来构建存储资源池，需要支持多种Hypervisor,企业私有云需要能够和公有云对接。客户端-服务器时代I饺"1990年代云时代2000年代2010年之后图Ll数据中心进展趋势据WikiBon的争论推测，传统SAN/NAS存储的销售额呈现明显下滑的趋势，市场份额渐渐被近期兴起的超融合架构/ServerSAN取代，将来五年，超融合架构的市场份额会超过传统SAN/NAS存储,十年后,SAN/NAS的市场占有份额会降到10%以下。未来5到10年新一代数据中心基础架构朝着软件定义和超融合方向发展，全球最大存储厂商EMC将自己卖掉也印证了传统SAN/NAS存储下滑的态势。TraditionalEnterpriseStorage,HyperscaleServerSAN&EnterpriseServerSANRevenueProjections2012>2027$70,000SGO4OOO传统存储市场趋势S0.000$40.000$)0.000$20,000Enterprne Serwr SANStor*<YrMMionjI fntefprMor*c (SAN. NAS DAS)$10.000SOarC M6on StrVW SM WiMrcA 20f4超融合市场趋箝OverallGrowthofEnterprise(ServrSAN&Traditional)&HyperscaleStorageisassumedto8(CAGR)4.2%图L2存储进展趋势1. 3超融合与传统架构选择超融合根底架构Hyper-ConVergedInfrastructure,或简称"HQ"是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和效劳器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素,而多套单元设备可以通过网络聚合起来,实现模块化的无筵横向扩展scale-out),形成统一的资源池。HCI是实现"软件定义数据中心的终极技术途径。HCI类似Google.Facebook等互联网数据中心的大规模根底架构模式，可以为数据中心带来最优的效率、敏捷性、规模、本捌口数据保护。使用计算存储超融合的一体化平台，替代了传统的效劳器加集中存储的架构，使得整个架构更清楚简洁。数据中心4.0臼臼臼臼臼臼臼臼El臼臼臼i；1,INDFS集群图1.3超融合架构示意图下表列举了使用超融合架构计算+存储和传统数据中心三层架构效劳器+光纤交换机+存储的比照：性能尽可目它供给不地吞吐Y开l三用SSD保证应用IO需求。不存在性能瓶颈UT以简迂的在隼雄中搜1加书占以扩随看访IRJ集中存幡任厂效分器越来越多，性能瓶颈将日益凸显横向扩展l<JkABJ011I>t=JM展集群规模和性能Tm'八吊；升一司*VI-Ti-大R三QK由于架构限制，无法实现横向扩展高可用性RJ以圆12田U本的万式自2取步两个节点同时故障，并且硬件故障时数据重建速度快，性能几乎不受影响而忙J才0声贷=三7'J卜通过raid技术实现高可用性，但面对硬件故障时，性能下降严峻。南f“11雄傅uPU/iEj*TUlEjIRJ/Ativ7N11KaJC内置容灾功能，支持同步和异步容h11iJAl/ui皮JLl内置容灾灾需要额外配置和购置，实施本钱l超融合架构传统数据中心根底架构安装酉遭开箱即用的部署方式,只需30分钟即可完成安装配置需要预备大量安装实施前的信息收集和整理工作，并且由专人进展安装部署，最少需要2天时间治理维护统一WEB界面治理，维护便利无需配置LUN、卷、Raid组需要特地存储治理软件，配置简单。需要厂商支持。空间占用型HJ侬榔口乐啊2UI也百区乂力M曾和存储4节点。使用修统架构.母口2路效力,器至少占用IU,另加存储空间。2超融合方案设计一代数据中心建设包含众多信息化应用的实施，与此相对应，机房效劳器和存储设备也必将大量使用，并且随着后期应用扩大和效劳扩容，效劳器和存储设备的投入必定越来越浩大。一方面，治理硬件根底设施的压力和本钱会不断增大；另一方面，由于应用的多样性，效劳器和存储难于有效整合，效劳器的资源使用都远低于其实际的处理力量，计算力量和存储容量难以充分利用。实施虚拟化/云计算数据中心，可以有效整合效劳器及存储资源，形成计算资源池，依据一代数据中心各项应用的实际需要动态安排计算资源，最大效率的利用现有效劳器及存储设备，并对数据中心硬件设备进展有效治理和监控。超融合数据中心方案建议书I2.1设计原则在方案设计中我们将遵循以下总体原则：以业务需求为导向技术架构最终是为业务效劳的，因此技术架构的设计肯定要以业务的需求为导向，充分考虑三助能需求,例如系统的重要程度、安全要求、业务连续性等。遵循互联网标准业务系统都是面对互联网和物联网业务，因此架构体系要遵循互联网数据中心设用口建设标准，吸取互联网架构的优势。提高资源利用率现已经部署了大量的效劳器，资源使用率低是较突出的一个问题，因此在工程中，提高资源利用率成为一个重要的任务。动态扩展性在IT进展趋势中，动态根底架构已经成为IT根底架构的进展方向。使IT根底架构成为一个动态、敏捷、具有弹性的IT根底架构，同时在IT实时地运营过程可进展敏捷的资源动态调整。资源扩展要表达在计算资源和存储资源的同时扩展。分布式一切应用系统的高可用性是保障效劳等级的重要因素，在架构设计中应当以软件定义为主，借助软件的分布式架构满足高可用性要求，实现系统架构和平台架构的无单点故障、无单点瓶颈问题，保障T弋的业务系统强健性。安全性在系统设计中，安全性是一个格外重要的问题。在架构中需要考虑到虚拟化架构内外部的安全,包括数据安全等问题，以保证整个系统长期安全稳定的运行。2. 2方案设计3. 2.1计算资源基于Nutanix架构的模块化数据中心由NutanixBlock（区块）和NutanixNode（节点）组成。以下图2.2为标准的TBlock（区块）设备，仅占用2个机架单元（2U高）。而每台标准的NutanixBlock（区块）设备均含有四个独立的NUtaniX节点，每个Node（节点）都是一立的x86效劳器。却能够供给4台标准2路InteICPU的×86效劳器和最大48TB存储容量。图2J:NutanixBlock(Et)和Node布点)Nutanix的计算资源池是通过x86效劳器虚拟化来实现的,可以支持VMwarevSpheresMicrosoftHyper-V及NutanixAcropolis平台供给的KVM等Hypervisor,如图2.3。在虚拟化Hypervisor层形成计算资源池，为业务系统的虚拟机供给不同的效劳质量和力量，包括了高可用(HighAvailability).容错(FaUltTolerant),在线迁移(LiveMigration/vMotion)x资源动态负载均衡(DistributedResourceSChedUlerj等虚拟化的特性。同时,Nutanix可以支持业务虚拟机在不同的Hypervisor之前进展迁移，也就是V2V的力量，例如从vSphere迁移到KVM等。-.'<<f-"-人。；。SSDsHDDsSSDsHDDsSSDsHDDs图2.2超融合架构计算资源池/86效劳器虚拟化2.2.2存储资源Nutanix供给的分布式文件系统NDFS）可以将一组集群内的节点组成一个统一的分布式存储平台。NDFS对于x86虚拟化平台软件而言就是一个集中的共享式存储，与彳王可其他集中式存储阵列一样工作，且供给更为简洁便捷的存储治理，无需像传统集中存储那样再配置LUN、卷、或者Raid组。Tierl工作负载 （运行在所有节点上）NutanixControllerVM（运行在每一个书点上）Acropolis App Mobility FabricVmWare NLnANI Cmk>w VmWdrC NLnANlMkw*vmware NLAM C F MrmonBK M HkJ wr-V 皿 *Si fv一“-i.二=SharingStoragePool分布式存储架构1.智标分层，以虚拟机为中心化的管理机制,快赚，克冷，压缗/去击/本地读耳/分居春灾/自再恢宜图2.3Nutanix分布式存储架构和功能Nutanix分布式存储架构不仅同样供给传统存储的力量外，还供给更多的力量。针对于虚拟化方面供给快照、克隆等机制，数据层实现本地优先访问、存储分层等性能机制，对数据进展压缩和去重提高存储可用容量，借助两份以上冗余数据供给存储的牢靠性,增加或削减节点数据分布会自动平台,当节点宕机或磁盘损坏后具备数据自恢复力量等。Nutanix每个节点供给两种磁盘，标准配置为1-2块SSD,容量从480GB到1.6TB；4块SATA的HDD,容量为ITB和2TB（局部型号节点供给4TB和6TB的HDD）o图2.4分布式存储系统规律架构NDFS被设计成为格外动态的平台，可以适用于不同工作负载的应用，并且允许混合节点类型：例如将计算密集型节点和存储密集型节点混合在一个集群中。对于集群内部磁盘容量大小不同的，确保数据全都的分布格外重要。NDFS有自带的称为磁盘平衡的技术，用来确保数据全都的分布在集群内部各节点上。磁盘平衡功能与各节点的本地磁盘利用率和内置的NDFSILM数据生命周期治理一同工作。它的目标是使得全部节点的磁盘利用率大致相等。另外，Nutanix节点通过ILM实现SSD和HDD的数据热分层。简洁而言，磁盘的热分层时实现在集群内全部节点的SSD和
