利用分散式檔案系統(DFS),將伺服器內含的磁碟機建立為供VM使用的叢集式共享磁碟區。 (圖片來源:iThome)

超融合應用伺服器,是通用伺服器硬體、Hypervisor虛擬化平臺軟體,以及分散式儲存系統軟體等三大元件的組合。

其中,通用伺服器硬體的規格,決定了超融合應用伺服器個別節點單元的運算效能與儲存容量;而Hypervisor虛擬化平臺軟體,決定了向終端用戶交付服務的型式;至於分散式儲存系統軟體,則決定了系統的擴充能力、可用性與管理能力。

由於伺服器硬體都是市售常見規格,個別廠商的差異都不大。而Hypervisor平臺,則不外乎VMware vSphere、微軟Hyper-V與KVM等三大平臺。所以最重要、也最能展現個別廠商特色的元件是分散式儲存系統軟體。儘管如此,伺服器硬體規格與搭配的Hypervisor型式,對於用戶的導入成本與前端服務應用面向仍具決定性的影響。

 

 超融合應用伺服器規格對比 

 

所以歸納起來,機箱規格、Hypervisor支援、擴充性、儲存架構與管理機制這5個面向,便是檢視超融合應用伺服器時,最重要的參考指標,其中後3點都是由分散式儲存系統軟體的特性所決定,Hypervisor支援能力,也與分散式儲存系統軟體的部署能力有關,由此可見,分散式儲存系統在超融合應用伺服器中的關鍵核心地位。

接下來我們便以這5項指標,來檢視與比較參與我們這次採購特輯的5家廠商產品—Nutanix、Dell、HDS、HPE與大兆(Bigtrea)。

 指標1  機箱規格與款式

2U/4節點型式的多節點伺服器,是當前超融合應用伺服器產品最普遍採用的機箱型式,這種機箱可以提供最高的運算密度,不過由於每個節點過於緊緻,缺乏安裝介面卡的PCIe插槽餘裕。

所以部分廠商如Nutanix還提供了2U/雙節點或2U/單節點的機箱款式,可以提供安裝GPU卡的空間,以便支援圖型應用導向的VDI環境。

從我們這次採購特輯的廠商來看,Nutanix與Dell提供的機箱款式最多樣化,其餘廠商都只提供2U/4節點一種款式。

 指標2  Hypervisor支援能力

超融合應用伺服器能支援的Hypervisor類型,與其分散式儲存系統的部署型式有關。多數產品的分散式儲存系統是將儲存控制器以VM型式部署到Hypervisor上,構成一種虛擬化儲存應用伺服器(Virtual Storage Appliance,VSA),用來管理伺服器底層的磁碟機、並將磁碟機組成叢集儲存環境,所以只要將VSA包裝成配合不同Hypervisor的VM型式,就能搭配不同的Hypervisor運作。

唯一例外是HDS的UCP 1000,這款產品是VMware EVO:RAIL解決方案的一員,EVO:RAIL底層採用的分散式儲存系統是VMware自身的Virtual SAN,而Virtual SAN是一個內嵌於vSphere核心的元件,所以只能搭配vSphere運作,相較下,其他廠商的產品都能支援多種Hypervisor。

另外比較特別的是Nutanix,除了支援VMware vSphere、微軟Hyper-V與KVM等三大平臺外,還支援自身專屬的KVM衍生版本—Acropolis,搭配這款Hypervisor時,Nutanix可以提供更深入的管理功能。

 指標3   叢集擴充性

關於超融合應用伺服器的擴充性,要關注的是這3點:最小叢集規模、最大叢集規模,以及擴充粒度。

由於超融合系統基本上是透過節點間的資料複製,來提供叢集存取服務的可用性與資料保護能力,所有產品基本上都是採用2N+1高可用性架構,以提供負載分散、易於擴充,且損失1個節點仍能維持資料保護的能力,所以最小的叢集規模是3個節點。

至於在最大叢集規模方面,取決於底層分散式儲存系統的能力,以及廠商對產品的定位。

Nutanix的NDFS分散式檔案系統沒有叢集規模上限,Dell的XC系列也是基於Nutanix的軟體平台,同樣沒有叢集規模上限。

Bigtera產品基於的專屬VirtualStor儲存系統,亦沒有節點數量上限,至於HPE底層的StoreVirtual VSA儲存系統,允許的最大節點數量是32節點,而UDS UCP 1000底層的Virtual SAN 5.5版,支援的節點數量上限是32個。

雖然Nutanix等廠商的產品架構,沒有特定的叢集規模上限值,不過多數用戶都會關心在實際環境中,這些產品能落實到多大的叢集規模?

針對這個問題,Nutanix原廠告訴我們,在他們的用戶中,目前已有用戶達到最大200多個節點的應用規模,這樣規模等級的叢集,可以承載數以萬計的VM與VDI用戶。

至於擴充粒度則是取決於廠商的策略設定,理論上超融合應用伺服器叢集應該可以1次增加1個節點的型式來擴充,Nutanix、Dell與Bigtera都允許這樣擴充,可為用戶提供最大的彈性。

不過,HDS UCP 1000所基於的EVO:RAIL平臺,由於預設是以一次擴充一整臺2U/4節點機箱,因此,用戶的擴充負擔上,相對較重。

類似的,HPE的Hyper Converger 250,也是以一次擴充3或4節點的2U機箱為單位。

 指標 4  儲存架構

要注意的是底層分散式儲存系統的部署方式,以及提供的資料保護、儲存效率與I/O加速功能。

多數產品的分散式儲存系統,都是以VM型式的虛擬化儲存控制器部署在Hypervisor上,EVO:RAIL的Virtual SAN則是嵌在vSphere之中。

在資料保護能力方面,基本都是透過節點間I/O複製機制,來保護個別節點內的資料,前端VM寫入的資料都會被複製數份,並分散存放到叢集中所有節點上。

不過部分超融合系統廠商如Bigtera,保留了每個節點上的傳統RAID架構,可透過RAID為個別節點提供基本資料保護。

由於Hypervisor下的VM應用是存在大量重複資料的環境,也是重複資料刪除技術能夠大顯身手的環境,所以Nutanix與Bigtera的都能藉由內建的壓縮與重複資料刪除功能,大幅提供儲存空間運用效率。

為了打通從上層VM到底層磁碟間的I/O效能,超融合應用伺服器都把基於SSD的快取加速或自動層分層,作為基本功能,利用SSD來回應存取需求。

另外,分散式儲存系統也都內含了快照與遠端複製等資料服務功能,直接從超融合應用伺服器的分散式儲存系統,就能執行這些進階應用。

 指標5  管理機制

管理機制方面要注意的是管理控制臺的型式、可管理的層次與系統升級方式。

管理控制臺基本分為獨立網頁式控制臺,以及內嵌在Hypervisor控制臺的plug-in兩種型式。

我們這裡所指的管理層次,是指系統監控、資料服務等功能的層次與粒度可以達到哪個層次,HPE與Bigtera的控制臺都只能監控與管理超融合應用伺服器的儲存端,資料服務也是以儲存端的Volume為標的;Nutanix與基於EVO:RAIL的HDS則能提供精細到VM端的管理功能。

在系統升級可分為儲存叢集系統、Hypervisor與伺服器節點韌體等3個層級。目前只有Nutanix的控制臺能提供這3個層次的非破壞性升級,基於EVO:RAIL的HDS能提供Hypervisor與儲存叢集的升級,其他廠商的控制臺都只提供針對儲存叢集系統的升級。

相關報導請參考:「超融合應用伺服器採購大特輯」


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