透過近期的系統軟體平臺更新改版,Nutanix正將其超融合系統從原本的基礎設施平臺角色,擴展成為應用更管泛、綜合性的軟體定義中心平臺。(資料來源:iThome整理,2018年5月)

過去5年以來,我們見證了「超融合基礎架構」這個產品類型,從初生的新創產品,迅速成長為主流企業IT產品之一,也是在雲端服務的衝擊下,少數仍能持續維持高成長的IT基礎設施產品。

面對逐步邁向高峰、但競爭也日趨激烈的超融合市場,開創超融合這個領域的先驅者Nutanix,正嘗試著擴展超融合系統的內涵,透過近期的幾次系統改版,嘗試賦予超融合系統更多樣化的能力,近而成為完整的資料中心平臺。

超融合系統的典範轉移—從激烈競爭中尋求新的出路

這幾年來,超融合系統正逐步邁向全盛期,但同時也浮現了陰影。

一方面,儘管超融合系統的整體銷售額持續高成長,但本身的應用概念與技術發展卻呈現停滯,只是在原有的框架中打轉,以致各廠商的產品漸趨相似。

另一方面,超融合市場的高成長也吸引了越來越多廠商投入,除了新創廠商外,現在幾乎所有一線大廠也都有了超融合產品線,供應商已不下於20、30家,也讓這個產品領域的競爭越來越激烈。

這兩個因素共同作用下,讓超融合系統的發展有了惡化的傾向——投入的廠商與產品越來越多,但產品功能與特性卻越來越相似,最後恐不免出現成本競爭的惡性循環。

面對這樣的情況,身為超融合系統先驅者與領導者的Nutanix,正試圖藉由賦予超融合系統新的功能與內涵,來為超融合應用尋求新的出路。

檢視Nutanix這2年來對其AOS超融合軟體平臺的改版,可以發現,Nutanix正將原本以儲存為核心的超融合系統,轉型為綜合性的軟體定義資料中心。

以儲存為核心的傳統超融合

相較於由個別伺服器、網路設備搭配儲存設備構成的傳統IT基礎架構,超融合的創新在於,以結合了運算與儲存資源的節點,透過叢集架構來提供IT基礎架構服務,從而在企業IT環境中,實現與雲端環境相同的彈性組態,與Web-Scale等級的擴展能力。

而在產品層面上,超融合基礎架構其實是這幾個概念的結合——「軟體定義儲存」、「分散式儲存叢集」、「伺服器虛擬化平臺」,標準的產品型態,是「運算、儲存合一」的基礎設施套件機箱,實質上就是標準的x86伺服器,完全依靠儲存叢集與Hypervisor虛擬化平臺軟體,來運用與管理伺服器節點的運算與儲存資源,並透過堆疊更多這種標準化節點機箱組成叢集,來獲得必要的高可用性與擴展能力。

而在構成超融合系統的3大關鍵元件中——叢集儲存系統、Hypervisor平臺與x86伺服器,最關鍵的是叢集儲存系統。超融合系統所採用的Hypervisor平臺,不外是直接使用VMware vSphere、微軟Hyper-V與KVM等幾種主流平臺;在x86伺服器方面,擁有自身伺服器產品線的供應商如聯想、Dell、雲達等,是直接使用自身的伺服器,其餘則使用第3方廠商提供的白牌伺服器,彼此差異也不大。所以超融合系統真正的核心技術,也是最能區隔不同產品的關鍵,是儲存叢集軟體平臺。

然而經過幾年發展下來,各超融合產品的儲存叢集平臺功能也漸趨相似,Nutanix、VMware等領導廠商的儲存平臺,原有的功能與架構優勢已逐漸消失。

近來雖然有一些廠商試圖提供與標準型態不同的超融合產品,例如NetApp HCI的運算與儲存節點分離架構,或是HPE SimpliVity的硬體加速架構等,但還是在儲存上打轉。

邁向完整軟體定義中心的新一代超融合

Nutanix則有不同的想法,在其他廠商正在追趕Nutanix原有的超融合架構、完善儲存叢集平臺功能時,Nutanix則準備朝新的超融合產品形態發展。

面對超融合系統的儲存叢集功能已趨於成熟、難有顯著發展的情勢,Nutanix改而讓超融合系統去涵蓋更廣的應用層面,在原本的IT基礎設施資源管理功能外,再結合雲端管理與軟體定義網路功能,讓超融合擁有新的涵義。

Nutanix先在2017年初時,為其AOS軟體平臺增加了用戶端自助式自動化資源管理功能,搭配專屬Prism管理平臺的跨Hypervisor管理能力,將雲端管理平臺的功能,帶進了超融合系統。

接著在2018年初的改版中,又為AOS軟體平臺引進了初步的軟體定義網路(SDN)功能,讓其超融合系統跨足網路管理領域。

無論雲端管理還是SDN,都不是新的功能,早已有相關產品存在,但Nutanix的創新在於,是將這些功能整合在其超融合平臺中,讓超融合系統成為一個橫跨運算、儲存等基礎設施資源管理,雲端管理,以至網路管理的完整軟體定義資料中心平臺。

【儲存/管理平臺與Hypervisor的結合】Nutanix超融合平臺軟體基本架構

【Nutanix軟體平臺架構】分為扮演管理平臺角色的Prism,以及儲存平臺角色的Acropolis OS(AOS),不僅可提供儲存叢集服務,還可穿透Hypervisor層,提供VM管理與保護功能。(圖片來源/Nutanix)

在Nutanix的超融合系統軟體平臺架構中,可分為Acropolis OS(AOS)與Prsim兩部份,AOS是資料儲存平臺(或者說是資料平面Data Plane),負責提供資料儲存管理與應用程式管理,Prism則是管理平臺(或者說是控制平面Control Plane),負責提供使用者操作介面,以及政策、分析等服務。

其中AOS又分為3大部份:

(1)分散式儲存架構:以Nutanix的分散式檔案系統(NDFS)為基礎,提供具高可用性、Scale-Out擴展性,與一系列I/O加速、資料保護等進階功能的叢集儲存服務。

其中的高可用性架構,支援跨節點的3複本鏡像複製,以及Erasure Coding等2種架構;擴展能力則可支援最小3節點的叢集組態,叢集最大規模則無限制,若降低可用性要求,亦提供1或2節點的組態;進階資料服務功能則包括I/O加速的分層儲存,資料保護應用的快照、Clone與遠端複製,以及幫助縮減儲存空間的壓縮與重複資料刪除。

(2)應用移動性架構:穿透Hypervisor層,在Hypervisor、雲端環境或Nutanix節點間,提供VM、虛擬儲存裝置或Container等物件的動態遷移與轉換服務,藉此支援負載調節與災難復原等應用。

(3)Hypervisor:支援vSphere與Hyper-V兩種主流Hypervisor平臺,還內含Nutanix以CentOS KVM為基礎,自行發展的AHV這一種專屬Hypervisor。

Prism也可分為這2大部份:

(1)使用者操作介面:提供與使用者互動的操作介面,包括基於HTML 5的圖型管理介面,以及REST API、CLI命令列介面,PowerShell命令介面等。

(2)管理服務:提供狀態監控、政策設定與分析等功能。

藉由AOS與Prism的結合,可提供下列這4大面向的管理功能:

(1)提供Nutanix NX系列超融合伺服器硬體的系統管理。

(2)提供Nutanix叢集環境的管理,包括Hypervisor的資源配置,與自動化的叢集節點擴充等功能。

(3)提供穿透Hypervisor平臺、深入到VM層級的資源監控管理。

(4)基於NDFS檔案系統,提供的一系列對應到VM層級的資料服務與資料保護功能,包括本地端的跨節點鏡像、快照與Clone,搭配遠端站點的異地備援等。


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