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作者 | 采葑

责编 | 阿秃

近年来超融合在国内迎来快速增长，根据IDC最新发布的报告，2019上半年中国超融合市场增长率达56.7%，大幅超越去年同期。Gartner发布的最新报告，到2023年我国超融合市场依旧保持23%的快速增长。超融合覆盖范围正在进一步扩大，不仅服务的客户在向大规模企业扩张，应用场景也从服务器虚拟化、VDI扩展到数据库、私有云等关键业务。

随着5G时代边缘计算数据中心的兴起，超融合市场正在迎来更大的发展空间。Gartner预测，2023年35%以上的超融合产品将应用在边缘计算领域。一起来了解一下超融合和边缘计算吧！

01

 超融合的起源与内涵

随着云技术和虚拟化技术的发展，网络服务的构建有了新的思路和方案。2013 年的 vmware 大会上提出 VSAN 技术，其主要概念是在虚拟化集群中安装闪存和硬盘来构造存储层。VSAN 技术配置具有足够磁盘插槽和存储控制器的 VSAN主机，形成可扩展的分布式存储架构，生成易于管理的共享存储源。在 VSAN 技术的基础上诞生了超融合架构的概念。

超融合架构是新一代横向扩展的软件定义架构，它由整合了 CPU、内存、存储、网络和虚拟化软件平台的通用硬件单元组成，没有固定的中心节点。它的核心概念包括线性的横向扩展、计算能力和存储能力相融合、服务器端采用高速闪存作为存储介质。超融合架构打破了传统的服务器、网络和存储的孤立界线，实现一个统一的HCI形态。

02

 超融合是什么？

 

超融合的“超”指“虚拟化”，“超融合”的英文为 Hyper-Converged。可以看到，超融合架构虽然有一个“超”字，但其并不是什么神秘的概念，也并非“超级”的意思，而是与英文Hypervisor 中的 Hyper 相对应，是虚拟化的意思，对应着虚拟化这一计算架构。

超融合架构最核心的改变是存储，而这一概念的最初推动者也都是来自于互联网背景的存储初创厂商。底层采用标准化的 x86  硬件平台，上层采用软件定义的方式，将计算、存储、网络等资源集成在一起，既简化了部署，又提高了运维效率。即超融合是通过软件定义技术构建大规模数据中心的启发，结合虚拟化技术和企业 IT 的场景，为企业实现可扩展的 IT 基础架构。

 

“超融合架构”是指在同一套单元设备（x86服务器）中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括缓存加速、重复数据删除、在线数据压缩、备份软件、快照技术等元素，而多节点可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（scale-out），形成统一的资源池。

可以理解超融合是一种基于硬件之上，操作系统之下的中间件，是软件定义数据中心（SDDC）的架构，也是一种新兴的数据中心基础设施解决方案。超融合的技术核心是利用分布式文件系统（NDFS）来替代传统的SAN和NAS存储和昂贵的装用SAN交换机构建的存储网络，将虚拟化计算和存储高度整合到一个平台。目前业界普遍的认为，软件定义的分布式存储层和虚拟化计算是超融合架构的最小集，一般都具有以下通用核心组件：

 

（1）基于X86服务器架构的分布式存储。在服务器虚拟化的基础上，通过部署存储虚拟设备的方式，对本地存储资源进行虚拟化，再经集群整合成资源池，为虚拟机提供存储服务。

 

（2）高速网络。超融合使用万兆以太网，为分布式计算和存储集群提供可扩展和高可用性的网络通道。

 

（3）统一管理平台。虚拟化计算和存储在同一个平台进行管理，管理员在同一套平台下进行性能、容量的监控，问题排查等运维工作。

 

通过超融合架构融合了计算、存储和网络等资源，创建一个整体化的资源池，从而实现存储的共享，并且通过存储的冗余功能，实现高可用性。

看懂超融合了吗？

 

03

 “汉堡”与超融合

上面说了那么多，可能还是不懂，举生活中常见的“汉堡”来解释一下超融合吧！

我们知道，以往数据中心的计算、存储和网络各自都是独立的，而超融合系统打破了这一局面。在超融合中，计算与存储两者以合二为一，再通过软件定义的形式将它们打通，构成了我们常见的超融合一体机。

 

 

上面这段话如果用汉堡来比喻，是这样▼

在汉堡中，上下两层面包就是计算与存储，中间的夹心就是软件定义和各种服务。这三者作为一个整体紧密协作，为企业和运维人员带来了很多好处——

快速部署

正常一顿饭，淘米煮饭、洗菜、烧菜，道道工序必不可少，非得懂个十八般武艺不可。而制作汉堡，两片面包加上蔬菜、奶酪和一块午餐肉，10分钟搞定，都不用开火。正如超融合系统，从开机到 VM 调配只需十几分钟，业务快速上线不是梦。

易于扩展

没有什么是一个汉堡吃不饱的，如果有，那就来个巨无霸！

超融合可以从小规模起步，随着业务量增长，按需扩展即可，性能随规模线性提升！

简便运维

汉堡制作方便，后续清理也方便，吃完了不用洗碗，省时又省力。正如超融合在一个系统界面下实现所有硬件设备、资源、功能的统一管理，出了故障不用逐一排查，系统一扫简单明了，大大节约了运维人员的工作量。

说到这儿，你可能好奇：“为什么把软件定义和各种服务当成夹心，计算和存储不可以？”

这样排列当然是有理由的，因为夹心作为汉堡的灵魂，直接决定了汉堡的好吃与否。就像超融合的计算和存储，都是基于标准的X86架构下生产的通用硬件，而软件定义和各种服务才是各家厂商比拼实力的地方。

 

04

 超融合优缺点

 

超融合优点

传统 IT 架构化分为很多系统和团队，比如存储、服务器、网络。其中存储团队负责采购、扩充、支持存储设备，维护存储系统，和存储厂商打交道。服务器和网络团队也是一样的做法。而融合系统就是把其中的两级或者更多系统通过预制合成为 1 个。VCE和 HP 提供这种融合系统，用软件把存储、计算、网络整合起来。VCE = VMware + Cisco + EMC，支持Hyper-V和KVM等管理程序。融合系统只能是通过不同组件来组合，而超融合系统更进一步做成了模块化设计，各种组件还可以扩展。

 

超融合缺点

没办法自己升级系统模组内部的组件，比如加 CPU、硬盘，只能继续增加一个新的模组。比如存储比较缺，但是 CPU 是够的，但还得买个模组加进来补充存储，CPU 就多余了。当然自己搭建内部模组就不会有这个问题。旧有系统和新系统的整合不便。比如服务器部门买了超融合系统，就相当于把自己的预算花在了存储上，而存储部门也不想因为买了超融合系统而帮计算部门管理计算资源。

 

05

 边缘计算呼唤超融合

边缘计算（edge computing）是指一种在网络边缘进行计算的新型计算模式，其对数据的处理主要包括两部分：其一是下行的云服务，其二是上行的万物互联服务。其中，边缘计算当中的“边缘”是一个相对的概念，主要是指从数据源到云计算中心路径之间的任意计算、存储以及网络相关资源。

万物互联时代产生海量数据导致计算处理能力前移，我们发现最迫切的需求是处理能力和存储资源，而且需求量很大，当然还需要数据分析工具，将软件和数据推送到边缘的工具，以及跨边缘与集中式云联合起来的方法，甚至需要在边缘本身处的机器学习。这一切的一切都清晰地指出，边缘需要一些更加强大的基础架构能力。

 

我们认为，超融合适合边缘计算有以下三个理由：

 

• 满足新边缘节点的定位

 

– 边缘计算让计算靠近数据，数据处理应用，分析应用软件都将部署到边缘，超融合可以为边缘节点提供更强大的性能和存储空间。

– HCI完全虚拟化的广泛兼容应用软件，拥有合理存储能力、计算能力和弹性扩展能力，可以满足更多系统搭载的需求。

 

• 满足边缘计算的受限环境

 

– 边缘的工作环境条件低于IDC，空间，能耗，维护便利性都不乐观。

– 精简型HCI更小尺寸，占用空间小，功耗更低，散热要求更低，模块化快速部署能力，远程管理能力。

• 大幅提升中的性价比

 

– 边缘计算规模大，大批量的采购场景中，性价比必须考虑。

– HCI的硬件正变得更强劲，价格同时也在下降。

 

同时，超融合架构相比传统系统，是一个“预处理”好的模块化基础架构，省掉很多逐个项目设计部署的工作，而以最适合应用程序的标准化形式创建一致的范例和环境来运行工作负载。如今许多边缘工作负载都在Linux或VM上运行，基本可以无缝迁移到超融合基础架构。

 

而关于超融合产品在边缘计算里出现的形态，目前看和普通的超融合产品还是有所区别的。目前超融合集中部署的情况还是比较多，很多都部署在大型企业用户IDC或者云服务商IDC里。而针对边缘的使用场景，更合理的形态是精简加固型硬件平台，具有小尺寸，低能耗，高可维护性和安全性的特点，同时还具有其他附加特性，如GPS/加密/自毁等标准产品上不会出现的功能。同时它必须具有完整系统的兼容性，具有相对完整的OS平台，能够搭载大多数的基础数据分析平台。 

06

 展望

Gartner预测到2022年，所有企业将有75％全面展开边缘计算战略。在未来两年边缘计算大行其道的时刻，我们相信超融合基础架构能够帮助大家应对在这一全新领域要解决的许多新挑战，一些刚性需求诸如小尺寸，低能耗，极简部署，易于管理和维护性等能够得到满足，有力支持边缘计算发展。

参考文献：

 

[1] 郭涛.超融合就是这么简单 [J].中国计算机报.

[2] 钱朝阳.浅谈超融合基础架构 [J].网络与信息工程.

[3] 于耳.一种基于vSAN的分布式存储系统构建和应用 [J].中国教育信息化

[4] 戴尔.老妈问我什么是超融合 [M].

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