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超融合基礎參考架構(Nutanix)

作者:運維法拉令

傳統基礎架構具有獨立的存儲、存儲網絡和伺服器,但不能很好地滿足企業應用日益增長的需求或現代業務的快節奏要求。傳統基礎架構所形成的孤島往往會對變革和進步構成阻礙,使得從訂購到部署再到管理的整個過程中,每一步都變得更加複雜。新的業務計劃往往需要多個團隊的支援,是以必須提前 3 到5 年對 IT 需求進行預測規劃。大多數 IT 團隊知道,這種預測很大程度上不過是猜測而已,幾乎不可能得到正确結果。此外,供應商鎖定和不斷增加的許可成本,讓預算不堪重負。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

當今的企業 IT 團隊在探索提供本地 IT 服務的各種途徑,尋找可實作 Amazon Web Services(AWS)、Microsoft Azure 和Google Cloud 等公有雲服務速度和營運效率的方法。

從網絡巨頭擷取靈感,超融合基礎架構(HCI)将使用本地連接配接儲存設備(旋轉磁盤或閃存)的通用資料中心伺服器硬體與智能軟體相結合,以消除傳統基礎架構存在的常見痛點。

Nutanix 提供綜合的企業雲平台,彌合傳統基礎架構和公有雲服務之間的巨大差距。該解決方案提供即用式基礎架構,內建了伺服器、存儲和虛拟化功能以及端到端系統管理和營運管理功能。企業可在數分鐘内完成基礎架構部署,并将工作重心轉移到為業務提供支援的應用上。

什麼是超融合基礎架構?超融合基礎架構将使用本地連接配接存儲資源的通用資料中心硬體與智能軟體相結合,建立靈活的建構塊,取代由獨立伺服器、存儲網絡和存儲陣列組成的傳統基礎架構。超融合是企業雲的基本構件。本書概述了 Nutanix 超融合解決方案,并具體說明了利用各項特性和功能為各種規模企業建構快速、高度可擴充、高效資料中心解決方案的過程。

Nutanix 融合了整個資料中心堆棧,包括計算、存儲、存儲網絡和虛拟化。Nutanix 企業雲作業系統運作于最先進的行業标準伺服器上,使企業能夠從小規模起步并一次擴充一個節點,進而取代複雜且昂貴的傳統基礎架構。每個伺服器(也稱為節點)包括基于 Intel 的 x86 或帶有閃存 SSD 和 HDD 的 IBM Power 硬體。運作于各伺服器節點上的 Nutanix 軟體,在叢集中間配置設定各項操作功能,進而實作卓越的性能和恢複能力。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

單個 Nutanix 叢集可以擴充到其所在虛拟化管理程式叢集的規模。提供不同的硬體平台來滿足計算和存儲等不同的工作負載需求。Nutanix 軟體不受硬體限制,可在戴爾、聯想、Cisco UCS 和 HPE ProLiant 等廠商的硬體上運作,也可在 Nutanix 硬體上運作。

硬體平台配置通過獨立擴充各種資源(CPU、RAM 或存儲)可适應任何工作負載,且可配置或不配置 GPU 圖形加速。所有節點都包含閃存以優化存儲性能,且全閃存節點可為所有企業應用實作最大 I/O 吞吐量和最小延遲。

Nutanix叢集中所有節點都運作虛拟化管理程式(VMware ESXi、Microsoft Hyper-V、Citrix Hypervisor 或原生 Nutanix 虛拟化管理程式、AHV),Nutanix 軟體作為控制器虛拟機(CVM)運作于叢集中各節點上。CVM 包括 Prism 管理功能和 Acropolis 資料平面功能。大多數 HCI 解決方案由兩個基本元件組成:資料平面和管理平面。

Acropolis 是一個分布式資料平面,适用于虛拟機或基于容器的應用,可運作于提供企業存儲和虛拟化服務的叢集節點上。

Prism 是一個分布式管理平面,使用進階資料分析和啟發式方法來簡化和合理化常見工作流程,進而無需為伺服器、存儲網絡、存儲和虛拟化提供單獨的管了解決方案。這套功能可以滿足超融合基礎架構中的應用和業務需求,無需依賴外部服務。換句話說,您可以在 Nutanix HCI 上建構完整的資料中心。

Acropolis 分布式存儲架構可簡化虛拟環境下的存儲和資料管理。DSF 彙集 Nutanix 叢集的閃存和硬碟驅動存儲,并将其作為資料存儲導出到虛拟化層,實作與 iSCSI、NFS 和 SMB 共享,進而消除了對 SAN 和 NAS 解決方案的需求。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

Nutanix 平台具有容錯能力,無單點故障或性能瓶頸之虞。通過可調備援,各 Nutanix 容器配置有兩個或三個複制因子(RF)。RF = 2 可確定始終保留兩個資料副本,進而使叢集能夠在單節點或驅動器發生故障時繼續運作。當 RF 設定為 3(RF = 3)時,叢集中将保留三個資料副本,進而確定兩個副本同時發生故障時依然保持恢複能力。在大多數情況下,RF = 2被認為是最佳實踐。

自動磁盤平衡可確定資料在整個叢集中均勻分布。Nutanix 叢集中的任何節點均可利用叢集中的存儲資源,無需采用耗時且易錯的手動平衡。自動磁盤平衡可對不斷變化的工作負載做出反應,并允許異構節點接入單一叢集中。一旦使用率達到設定門檻值,磁盤平衡功能就會使節點之間保持一緻。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

Nutanix AHV 是一種虛拟化解決方案,旨在與整個 Nutanix 平台完美配合,這意味着無需額外配置或管理即可獲得最佳的應用性能。AHV 還包括 AHV Turbo,這是一種虛拟化管理程式I/O 增強功能,旨在利用新一代超低延遲儲存設備,如 NVMe 或 3D Xpoint。憑借 AHV turbo 和資料位置,即便是最苛刻的應用,也可保證獲得所需的性能。

Nutanix 系統包含糾删編碼技術的創新實作方法 —— Nutanix EC-X——不但可提供恢複能力,而且還将可用容量提高 75%。EC-X 降低了複制因子(RF)的容量成本,同時不會損害任何恢複能力方面的優勢,也不會影響寫入性能。

EC-X 在不同節點上編碼一條資料塊,并計算奇偶校驗。如果磁盤或節點發生故障,則使用奇偶校驗來計算任何丢失的資料塊。DSF 使用擴充區組作為資料塊,并且條帶中的每個資料塊必須位于不同的節點上,并且屬于不同的虛拟磁盤。根據所需承受的故障數量,配置條帶中的資料和奇偶校驗塊的數量。

Nutanix 提供 VM 級原生內建的資料保護和連續可用性。有多種選項可用于滿足不同應用的恢複點目标(RPO)和恢複時間目标(RTO)。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

Nutanix 可以建立無限的基于中繼資料的本地快照(具有VM 級和應用級一緻性),并可立即恢複資料,以滿足各種備份和資料保護要求。基于中繼資料的快照所需磁盤開銷最少,并可確定高性能恢複。DSF 利用以虛拟機為中心的快照,提供生産級資料保護,且不會犧牲性能。Nutanix 采用重定向寫入算法,可顯著提高快照的系統效率。

Nutanix Prism 提供了一種簡單的方法來端到端地管理 Nutanix 環境。Prism 将企業雲管理的多個方面整合到單一的消費級産品中,IT 管理者隻需點選數下即可管理基礎架構和虛拟化,讀取營運分析并解決問題。正如 Acropolis 為提高性能和彈性建立涵蓋整個叢集的資料平面,Nutanix Prism 也為管理和營運智能建立了相同的彈性。Prism 包含兩個元件:叢集級别的 Prism Element 和用于多叢集管理和分析的 Prism Central。

超融合基礎參考架構(Nutanix)

除了裝置友好型的 HTML5 Prism 接口外,所有管理功能全部通過綜合 API、PowerShell 和指令行界面(CLI)公開,以友善實作內建和自動化。

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