數據中心融合的過去、現在和未來
2020-12-03 09:05:00 來源:本站 瀏覽:164

數據中心融合的出現是為了克服傳統基礎設施和存儲的局限性,其目的是尋找更好地集成構成IT基礎設施的離散組件的方法。從那時起,數據中心融合技術得到了更多的改進和發展。

企業需要了解融合基礎設施(CI)、超融合基礎設施(HCI)、分離式超融合基礎設施(dHCI)或可組合的分離基礎設施(CDI)是否適合其運營環境和工作負載,以及數據中心融合技術如何繼續發展。

數據中心的融合可以追溯到十年多前,在當時引入了融合基礎設施(CI)理念,這提供了一種基于硬件的預配置服務,簡化了數據中心基礎設施的部署和維護。

超融合基礎設施(HCI)建立在融合基礎設施(CI)基礎上,通過提供基于軟件的預配置產品,進一步簡化了IT運營。其次是可組合的分離基礎設施(CDI),它結合了這兩種融合設施的要素,以提供更大的靈活性以及對自動化和編排的集成支持。

融合基礎設施(CI)、超融合基礎設施(HCI)和可組合的分離基礎設施(CDI)這三個基礎設施代表了當今數據中心融合的主要方法。但是,由于數據中心供應商在定義和分類產品方面并不同,因此每種融合基礎設施類型之間的界限有時會變得模糊。

隨著混合云的發展趨勢,這一點變得更加明顯。盡管如此,這三種融合的基礎設施都有一個共同的目標:解決傳統數據中心面臨的挑戰并提高效率。

什么是融合數據中心?

傳統的基礎設施由獨立的組件組成,這些組件通常來自多個供應商,并在各自的孤島中運行。應用程序交付通常基于多層策略,部署和配置設備以支持特定的工作負載。盡管這種方法提供了很大的靈活性,但維護成本高昂且復雜,并且存在持續的兼容性和集成問題。

即便如此,傳統的基礎設施仍然能夠很好地滿足工作負載需求,直到現代應用程序出現,這些應用程序更加復雜、動態和資源密集。它們不僅需要更大的靈活性和可擴展性,而且可以分散在不同的地理位置,從而使傳統架構比以往任何時候都更加繁瑣。

數據中心融合解決了傳統基礎設施和多層架構的許多局限性,這些局限性將使維護變得越來越困難,成本也越來越高。融合可以幫助簡化IT運營,更好地利用數據中心資源,并降低部署和管理基礎設施的成本。每個融合基礎設施(無論是CI、HCI還是CDI)都在不同程度上集成了計算、存儲和網絡資源,以應對現代應用程序的挑戰。

在融合系統中,雖然每個資源對于工作負載交付都是必不可少的,但驅動基礎設施的是存儲、應用程序及其數據。融合存儲有助于解決傳統系統(如NAS、SAN和DAS)固有的局限性。這些系統是固定的,很難更改,或者部署和管理復雜,與其他傳統基礎設施一樣,也存在許多相同的缺點。

數據中心融合有望提供易于部署和管理的存儲,融合基礎設施(CI)、超融合基礎設施(HCI)和可組合的分離基礎設施(CDI)將各自采用不同的方法。

融合基礎設施(CI)

融合基礎設施將服務器、存儲和網絡資源捆綁到一個基于機架的交鑰匙設備中,可解決傳統基礎設施帶來的許多兼容性和管理難題。該設備針對特定的工作負載進行了高度設計和優化,有助于降低部署風險并更好地利用資源。

融合基礎設施(CI)設備可以支持HDD硬盤、SSD硬盤或兩者的組合,并具有獨立于其他資源擴展存儲的能力。管理員通過集中的業務流程控制臺管理基礎設施組件。

借助融合基礎設施(CI)設備,組織可以獲得經過預認證、預配置的系統,該系統比傳統基礎設施更易于獲取、部署和管理。該基礎設施是作為一個單一的標準化平臺來實現的,其中的組件已經過驗證,可以無縫地相互協作。這有助于提高數據中心的效率、減少開銷和降低成本。此外,集中化的接口意味著對單個組件可用的管理接口的依賴性更小。

不過,融合基礎設施還具有傳統基礎設施的一些局限性。例如,它缺乏當今許多應用程序所需的敏捷性和動態功能。因為融合基礎設施(CI)設備是基于硬件的,而不是基于軟件的產品,所以它不提供軟件定義的基礎設施所提供的靈活性和簡化的管理。融合基礎設施(CI)設備還會遇到與其他數據中心系統的互操作性問題,并導致供應商鎖定。

即便如此,融合基礎設施仍然是傳統基礎設施的主要替代方案,供應商提供的融合基礎設施(CI)產品比以往任何時候都更健壯、功能更豐富。例如,Dell EMC   PowerOne系統提供零中間層服務器基礎設施,可支持數千個節點和數PB的存儲,同時提供操作分析和監控。思科公司提供一系列功能強大的融合基礎設施(CI)系統,其中包括一個自動化部署和管理操作的生命周期管理平臺Cisco  Intersight。

超融合基礎設施(HCI)

數據中心融合的下一步發展是以超融合基礎設施(HCI)的形式出現的,它通過添加將計算、存儲和網絡組件組合到托管資源池中的軟件定義層來擴展融合基礎設施。超融合基礎設施(HCI)增加了組件之間的緊密集成,并提供了更高級別的抽象和自動化,以進一步簡化部署和管理。每個節點虛擬化計算資源,并為在所有節點上池化存儲提供了基礎,從而無需物理SAN或NAS。

超融合基礎設施(HCI)產品由針對特定工作負載進行了預配置和優化的自包含節點組成。與傳統的融合基礎設施(CI)相比,這種構建塊結構以及抽象的物理組件使部署和擴展資源更加容易,從而實現了更快的操作、更大的敏捷性和更低的復雜性。此外,許多超融合基礎設施(HCI)設備還包含內置數據和災難恢復保護。

與此同時,超融合基礎設施(HCI)也面臨一些挑戰。例如,許多超融合基礎設施(HCI)系統在同一節點中結合了計算和存儲資源。擴展這些系統的唯一方法是完整添加節點,這可能導致計算資源或存儲資源的超額配置。此外,超融合基礎設施(HCI)通常已針對特定的工作負載進行了預配置,從而限制了其支持特殊應用程序的靈活性。同樣,與融合基礎設施(CI)一樣,很難避免供應商對超融合基礎設施(HCI)的鎖定。

但是事實證明,超融合基礎設施(HCI)很受用戶歡迎,尤其是隨著供應商繼續改進其系統并解決超融合基礎設施(HCI)的局限性時。分離式超融合基礎設施(dHCI)就是一個例子,它可以將物理計算和存儲資源分離到各個節點中,以提供更靈活的擴展選項。例如,HPE公司提供其Nimble  Storage dHCI產品,該產品基于HPE ProLiant服務器和HPE   Nimble存儲構建。因為它是dHCI產品,所以用戶可以獨立擴展服務器和存儲。

超融合供應商也在進行改進,以幫助滿足需要高性能系統的關鍵任務工作負載的需求。例如,思科公司的HyperFlex All NVMe系統支持Intel QLC  NVMe SSD和Intel Optane DC   SSD,它們可提供更高的IOPS和更低的延遲。思科超融合基礎設施(HCI)系統還提供了HyperFlex加速引擎,用于減輕CPU的運營負擔,從而有助于進一步降低延遲,同時提高虛擬機密度。

可組合的分離基礎設施(CDI)

數據中心融合發展的下一階段是可組合的分離基礎設施(CDI)。它結合了融合基礎設施(CI)和超融合基礎設施(HCI)的優點,然后對其進行了擴展以提供完全由軟件驅動的環境。可組合的分離基礎設施(CDI)將計算、存儲和網絡資源抽象化,并將它們作為服務提供,可以動態組成和重新組合以滿足不斷變化的應用程序需求。該基礎設施還提供了一個全面的管理API,管理員和開發人員可以使用它們來供應資源以及編排和自動化操作。

可組合的分離基礎設施(CDI)比融合基礎設施(CI)或超融合基礎設施(HCI)更有效地使用資源,并且可以更好地適應各種變化的工作負載。例如,原始的融合基礎設施(CI)系統和超融合基礎設施(HCI)系統只能運行虛擬化的工作負載。現在,許多較新的系統都支持容器。但是,只有可組合的分離基礎設施(CDI)才能在虛擬機、容器和裸機上運行應用程序,并也更適合容納現代應用程序。其全面的API簡化了管理并簡化了操作,從而消除了其他基礎設施所帶來的許多部署和優化開銷。

另一方面,可組合的分離基礎設施(CDI)是一種新興技術,缺乏行業標準,甚至缺乏可組合性含義的通用定義。可組合的供應商自行構建可組合的分離基礎設施(CDI)產品,每個產品都遵循一套獨特的規則。這不僅增加了供應商鎖定的風險,而且如果組織部署來自多個供應商的可組合的分離基礎設施(CDI)產品,則可能導致供應商產品之間的互操作性問題。

在許多方面,可組合性仍然是一種愿景,還有很長的路要走。但是供應商正在努力并取得重要進展。例如,HPE公司現在同時提供其Synergy和可組合機架平臺,該平臺提供了軟件定義的可組合系統,該系統將組件分解為邏輯資源池,以提供靈活的部署環境。HPE公司最近將其Primera存儲平臺集成到了兩個可組合的分離基礎設施(CDI)系統中,為它們提供了針對目標任務關鍵型企業工作負載的全閃存存儲陣列。

選擇融合產品

在確定融合系統之前,IT團隊應確定需要支持哪些應用程序和工作負載以及它們對性能、數據存儲、數據保護和未來擴展的要求。

融合基礎設施(CI)設備通常面向大型企業,并針對特定的應用程序或工作負載進行配置。最初,超融合基礎設施(HCI)更側重于希望實施VDI的中小型企業,但隨著各種規模的企業轉向超融合基礎設施(HCI)來支持各種工作負載,這種情況已經發生了變化。

組織使用融合基礎設施(CI)和超融合基礎設施(HCI)的原因很多,其中包括服務器虛擬化、數據庫系統、業務應用程序以及測試和開發。即便如此,超融合基礎設施(HCI)更適合于邊緣環境、IT資源有限的小型組織以及希望簡化復雜場景(如VDI或混合應用程序)的公司。

支持現代工作負載、使用DevOps方法或需要高度應用程序靈活性的組織可能會轉向可組合的基礎設施,尤其是在裸機上運行應用程序的情況下。可組合的分離基礎設施(CDI)的自動化功能還可以幫助IT團隊簡化其運營,API使他們能夠與第三方管理工具集成。可組合的分解基礎設施(CDI)可以使人工智能和機器學習等工作負載受益,這些工作負載可能需要動態資源分配以支持多種處理操作和數據波動。

組織也不需要選擇一種類型的基礎設施來滿足所有的工作負載需求。例如,他們可能會在其數據中心實施融合基礎設施(CI)系統,并將超融合基礎設施(HCI)產品部署到邊緣位置,因為這些產品的管理支出較少,并且可以遠程管理。在某些情況下,IT團隊甚至可能堅持使用傳統的基礎設施,以盡可能精確地保持對其系統的完全控制。

當需要購買數據中心融合系統時,企業根據基礎設施類型有多種選擇。他們可以通過諸如HPE  GreenLake這樣的程序購買或租賃設備,該程序可以像云計算一樣提供IaaS。

另一個選擇是DIY方法,其中IT部門購買必要的軟件和硬件,并自行組裝系統——可能遵循指定使用哪些組件以及如何配置這些組件的參考架構。

數據中心融合的前景如何?

毫無疑問,當今現代工作負載的復雜性將繼續推動供應商生產融合的數據中心系統,這些系統可提供更多的功能、更大的靈活性,并簡化部署和管理。與此同時,邊緣部署可能會繼續增長,從而進一步提高超融合基礎設施(HCI)的普及率。

自動化也將成為融合系統的一個更重要的組成部分,使用戶更容易部署工作負載和管理其環境。隨著自動化的發展,更大的智能將融合人工智能、機器學習和其他先進技術,以更好地利用資源,提高性能,并在潛在問題變得嚴重之前識別并解決這些問題。隨著智能技術的發展,將出現先進的方法來主動解決安全和合規性問題,以免造成無法彌補的損失。

潛在的顛覆者是滲透到數據中心的云計算托管公司。例如,AWS   Outposts提供了一項完全托管的服務,該服務將AWS基礎設施、服務、工具和API擴展到內部部署環境中。可能要花幾年的時間才能感受到這一服務的影響。但是隨著對混合云的日益重視,組織將繼續尋找最便宜、最有效的方法來容納他們的應用程序。這些類似云計算的服務可能太誘人了。

現代混合云是否會取代融合系統?

AWS  Outposts將AWS基礎設施擴展到內部部署設施,其中包括數據中心、主機托管設施和邊緣環境。亞馬遜公司提供了硬件基礎設施以及AWS服務、工具和API,以提供與AWS云平臺完全集成的混合產品。

AWS提供基礎設施,對其進行設置,并繼續通過監視、修補和更新組件來管理和支持它。通過這種方式,客戶可以完全專注于使用AWS服務構建和運行其應用程序。

微軟也不甘示弱推出了Azure Stack,谷歌公司也推出了Google Cloud Anthos,這是類似的服務,但有一些區別。例如,Azure  Stack支持無服務器工作負載,而Anthos支持多云方案。AWS Outposts都不提供這些支持。Azure  Stack和Anthos也具有不同的硬件要求和服務模型。

盡管存在差異,但這三種服務背后的原則是相同的:將其云平臺擴展到客戶的內部部署空間。

通過這樣的程序,組織可以獲得類似云計算的服務,從而消除了其他基礎設施產品帶來的許多麻煩,同時獲得了隨時可用的混合云環境。當然,在這種環境下存在局限性,供應商鎖定已達到新的高度。但是,對于許多人來說,其入門的簡便性使這種模型非常誘人。

采用本地混合云服務的好處聽起來很像超融合基礎設施(HCI)等融合系統,尤其是那些通過基于消費的計劃(如HPE  GreenLake)提供的服務。實際上,許多供應商現在都提供基于消費的程序,其中許多包含融合系統。

在硬件供應商和云計算提供商的要求下,他們也提供了內部部署的基礎設施產品,這就帶來了一個問題,即一旦塵埃落定,融合系統將何去何從。可以想象它們將會并存,最后將傳統基礎設施完全淘汰,同時提供更多選擇來滿足未來工作量的需求。

毫無疑問,許多組織會拒絕將更多的空間讓給云計算。而在另一方面,已經投資于云平臺的客戶可能會喜歡這種服務提供的一致性。

基礎設施技術(如果沒有其他方面)是動態且靈活的,并且正在以前所未有的速度發展。在五年之后,數據中心的融合、超融合和可組合性之類的術語可能毫無意義。組織仍然需要一種易于部署和配置并且可以適應未來應用程序的基礎設施。

隨著云計算提供商的不斷努力,融合系統將會變得更加敏捷、強大、緊湊。與此同時,分離式超融合基礎設施(dHCI)及其對智能和自動化的不斷增長的支持表明,這些系統之間的界限將會繼續模糊。

在將來,傳統基礎設施可能仍然存在一席之地,盡管隨著工作負載的動態變化和IT預算的不斷縮減,其作用可能會減小。在另一方面,這為將來更多的創新技術提供了更多的發展空間。


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