超融合架构与传统三层架构对比有哪些优势

基于Open Stack搭建云服务平台只需要5步，第一步根据需求选择相关组件，选择KeyStone，Swift，Neutron，Nova这些基本组件来实现企业云服务平台的云桌面等服务。第二步⌄优化和部署系统，借助自动化部署工具例如DevStack脚本可以快速实现系统的安装。第三步，搭建私有云管理系统，目前有一些现成的管理工具可以使用，例如Pupppet这是一种用于OpenStack配置和管理的“一次编写多次部署”包的声明性语言。第四步，虚拟机管理和存储管理。第五步，系统监控，目前市面上较好的IT基础设施监控工具有SolarWinds服务器和应用程序监视器(SAM)等。Accrets国际基于OpenStack为企业提供搭建通信云服务平台服务，助力企业早日实现数字化转型。

“云、物、移、大、智”，即云计算、物联网、移动互联网、大数据、智慧城市。 

云计算是互联网的广泛普及和深度应用。它颠覆了个人计算，开创了崭新的技术领域。云计算实现了从芯片 *** 作系统、应用软件到服务产业链的垂直整合。

云计算的商业模式使得它可以快速发展。云计算提供定制化的服务，根据服务付费。 物联网突破了机器到机器的连接，是感知、传输、处理等技术高速发展的产物。

云计算是物联网和移动互联网发展的必经阶段。云计算是基础性、关键性的。 大数据有四个维度：量大，种类多，发展速度快，最后就是价值复杂，可以说处处是黄金，到处是沙子。 智能城市基于云计算和物联网等技术，以智慧推进软件测试新型城镇化，实现以人为本的创新。

应用场景：

如实业公司利用近现有的服务器为基础，通过增加内存、SSD和磁盘，并采用服务器虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化技术。

集成为一个计算、网络、存储的超融合资源池，实现内部私有云架构。简化现有IT基础架构、服务器资源利用率从40%提升到80%、降低能源消耗以及运维难度，维护时间减少了70%左右，并提高了系统的可用性、数据的安全性。

Cloud, AI, 5G, IoT等技术兴起，AI应用、AR/VR、云游戏、云手机、物联网、车联网等新型应用开始爆发，更多样化的应用会汇聚在云上，更多样化的算力会产生在云上。

不同产品的局部升级，超融合架构对IT基础架构带来的提升是全面的，以下讲逐一解释。

1、有效提升可靠性

很多企业客户对于软件定义数据中心架构的一个常见误解：x86服务器构建的系统可靠吗？虽然 x86 服务器本身存在单点故障，但超融合本身是以集群方式工作的，而且其核心-分布式存储系统首先要解决的问题就是利用多副本等技术构建具备更高可靠性的大规模系统，这些技术都是构建软件定义数据中心的核心。

不仅如此，分布式存储相对比传统集中式存储在可靠性方面还有以下诸多优势，以下给出对比：

除此以外，SmartX 、 Nutanix 、 VMware 等厂商都提供了从 data checksum 到机架感知、双活、异地备份等特性在内的企业级存储服务，以及和第三方产品整合的企业级高可用和数据保护解决方案。

2、并发性能大幅提升，IO延迟降低以下依旧以SMTX OS介绍为什么超融合架构可以提升性能并降低访问延迟。

其中，分布式架构提升了系统整体的聚合性能；SSD缓存机制提升了单节点访问性能；I/O本地化机制是超融合部署模式下才具备的优势，可以进一步降低访问延迟。需要注意的是， I/O 本地化主要是 SmartX 、 Nutanix 支持，基于 Ceph 等开源产品构建的超融合是不能支持的。

举一个具体的实际例子，由于双控成为瓶颈，HP 3PAR 8440 在8块SSD基本已经到底最大性能，但该读写性能仅使用4个 SmartX 超融合节点即可达到。

3、扩展性大幅提升如前所述，超融合架构的核心分布式存储相对于传统存储在可扩展性上有了本质的提升，包括如下特点：

其中，异构节点支持需要和厂商确认，类似SmartX可以支持，但很多厂商不提供此类支持。

4、运维难度大幅降低针对运维难度，我们可以针对整个运维的周期进行两种架构的对比：

从上图可以看出，超融合架构在整个产品运维周期中，不仅大量 *** 作被自动化，运维简单，而且时间短，效率高。可以有效降低人员要求，将 IT 人员解放出来进行更创新的活动。

5、采购成本和总拥有成本的降低在客户最关注的成本方面，服务器+超融合软件（或超融合一体机）的采购成本，相比服务器加传统中高端存储，已有较大幅度的降低。但除了采购成本，超融合在总拥有成本上有更大的优势。

一、架构和资源管理模式对比

如下以SmartX 超融合产品为例，分别给出了下超融合架构和传统架构的部署区别和资源管理模式区别。

图1 传统架构和超融合架构的部署区别图2 传统架构和超融合架构的部署与资源管理模式区别

相比传统FC SAN架构，超融合架构有了如下显著的变化：

1不再使用专有的存储硬件和网络，而是使用标准和易于维护的 x86 服务器与万兆以太网交换机；

2核心是分布式存储，每个服务器就是一个存储控制器，需要说明的是，其中每个节点都需要配置SSD盘作为缓存，缓存容量远大于传统存储的易失性内存，且多节点并发带来更强的聚合性能；

3逻辑上看，存储不再是由RAID构成的不同存储空间，而是一个统一可d性扩展的存储池，并且具备更强的扩展能力；

4分布式存储带来的另一个好处就是在统一的资源池内性能和容量都可以按需配置，而且数据可以自动均衡；

5计算虚拟化和存储部署于同一服务器节点。

二、分布式存储 + 虚拟化融合部署才是超融合架构本质

对于超融合架构，由于其独特的名称，让很多用户存在一种误解：超融合架构的核心在于融合，因此融合的功能越多越好。但通过以上架构的对比我们看到，超融合架构的变革首先是分布式存储对传统存储的替代，其他更多的优势（例如基于x86服务器构建、并发与易于扩展）都是基于这种替代而带来的。

当然，分布式存储和虚拟化这种独有的部署模式，进一步简化了用户的 IT 架构，降低了使用成本和运维难度，这些价值也大大的加速了用户对分布式存储模式的接受。

三、超融合架构会为 IT 基础架构带来哪些提升？为什么？

不同产品的局部升级，超融合架构对IT基础架构带来的提升是全面的，以下将逐一解释。

1、有效提升可靠性

很多企业客户对于软件定义数据中心架构的一个常见误解：x86服务器构建的系统可靠吗？虽然 x86 服务器本身存在单点故障，但超融合本身是以集群方式工作的，而且其核心-分布式存储系统首先要解决的问题就是利用多副本等技术构建具备更高可靠性的大规模系统，这些技术都是构建软件定义数据中心的核心。

不仅如此，分布式存储相对比传统集中式存储在可靠性方面还有以下诸多优势，以下给出对比：

除此以外，SmartX 、 Nutanix 、 VMware 等厂商都提供了从 data checksum 到机架感知、双活、异地备份等特性在内的企业级存储服务，以及和第三方产品整合的企业级高可用和数据保护解决方案。

2、并发性能大幅提升，IO延迟降低

以下依旧以SMTX OS介绍为什么超融合架构可以提升性能并降低访问延迟。

其中，分布式架构提升了系统整体的聚合性能；SSD缓存机制提升了单节点访问性能；I/O本地化机制是超融合部署模式下才具备的优势，可以进一步降低访问延迟。需要注意的是， I/O 本地化主要是 SmartX 、 Nutanix 支持，基于 Ceph 等开源产品构建的超融合是不能支持的。

举一个具体的实际例子，由于双控成为瓶颈，HP 3PAR 8440 在8块SSD基本已经到底最大性能，但该读写性能仅使用4个 SmartX 超融合节点即可达到。

3、扩展性大幅提升

如前所述，超融合架构的核心分布式存储相对于传统存储在可扩展性上有了本质的提升，包括如下特点：

其中，异构节点支持需要和厂商确认，类似SmartX可以支持，但很多厂商不提供此类支持。

4、运维难度大幅降低

针对运维难度，我们可以针对整个运维的周期进行两种架构的对比：

从上图可以看出，超融合架构在整个产品运维周期中，不仅大量 *** 作被自动化，运维简单，而且时间短，效率高。可以有效降低人员要求，将 IT 人员解放出来进行更创新的活动。

5、采购成本和总拥有成本的降低

在客户最关注的成本方面，服务器+超融合软件（或超融合一体机）的采购成本，相比服务器加传统中高端存储，已有较大幅度的降低。但除了采购成本，超融合在总拥有成本上有更大的优势。

IT基础架构是以局域网为中心，数据中心基础是以大数据为中心。

企业内网IT模型包括应用层：公司业务的技术化体现，指应用系统，比如企业的ERP，OA，CRM。基础系统层：文件、邮件、windows桌面管理、虚拟化。网络层：路由器、交换机、防火墙组成的互联网络。机房层：狭义上可以理解就是咱服务器、交换机存放的机房，广义上包括IT所有物理层面相关的设备。

数据中心是一整套复杂的设施，它不仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。计算机设备作为整个数据中心的核心部分，其发展历程决定了数据中心的发展历程；同时未来的应用需求理念，也引导了数据中心的发展方向。

首先，我们必须搞清楚什么是超融合架构

超融合基础架构（Hyper Converged Infrastructure，或简称“HCI”）是指在同一套单元设备中不仅仅具备计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且还包括备份软件、快照技术、重复数据删除、在线数据压缩等元素，而多套单元设备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。

其次，超融合概念包含三个要素

使用通用硬件，具体说就是 x86 服务器，所以如果出现专有硬件的 IT 平台的就不属于超融合;

软件定义， 即 IT 服务是通过 x86 服务器里运行的软件实现的，如：分布式存储软件实现数据存储服务；

所有的 IT 服务要在一个平台下，隶属于同一个软件栈。

再次，什么是融合架构方案

融合基础架构(Converged infrastructure)是把多个信息技术（IT）组件进行融合，组成一个单一的、优化的计算解决方案。融合基础架构解决方案的组件包括服务器，数据存储设备，网络设备和IT基础设施管理，自动化和业务流程的软件。可以理解为是一种系统集成。融合系统的扩展可以只扩充计算或存储节点，二者没有直接的相互依赖关系。

市面上将存储设备，服务器，网络交换机放在一个机柜里整体交付的融合方案（如：VCE Vblock）

最后，超融合架构与融合架构的区别？

融合架构和超融合完全不是一回事，前者更多强调软件硬件预先配置和验证好，整体交付，计算或存储相互独立；而超融合架构则更多的强调虚拟计算平台和存储融合到一起，将每台服务器里面自带的硬盘组成存储池，以虚拟化的形式提供数据中心所需要的计算、网络、安全以及存储等IT基础架构。

随着数字化经济浪潮的持续推进，以金融 科技 为引导的创新已全面崛起，金融业正结合新技术重塑IT架构、革新应用，借数字化转型赢得新机遇。尤其是证券行业，新技术的发展给证券行业带来了商业模式和业务形态的变化，促使证券公司一方面采用创新平台，不断敏捷开发各类应用，另一方面还要兼顾改造、升级现有的生产系统，使其能够更具备运行稳定可靠、高效扩展的IT能力，进而支撑业务成长。

东方证券是一家经中国证券监督管理委员会批准的综合类证券公司，提供证券、期货、资产管理、理财、投行、投资咨询及证券研究等综合金融服务的上市证券金融控股集团。同时秉承“团结 进取 务实 高效”的企业精神，致力于“成为具有行业一流核心竞争力、为客户提供综合金融服务的现代投资银行”。

东方证券信息化架构采用软件定义及d性模块化设计来重塑业务体系，同时三线并进：私有云、敏捷开发（包含容器）、大数据支撑着业务发展。利用多数据中心多集群部署实现异地容灾及数据备份，并结合系统监控和智能运维实现了运维智能化及数据可视化。

业务驱动基础架构创新升级

从2014年开始，东方证券开始使用超融合架构，从国外的知名厂商到国内厂商，东方证券在超融合节点数量上也是行业前列。随着超融合使用的深入，东方证券不仅需要超融合实现资源基础功能，还要从应用数据以及存储机制上，为业务提供更高的性能以及多样化数据冗余机制。

华云数据安超OS在东方证券进行了多轮稳定性及可靠性测试，提供了虚拟机基础资源动态分配，在数据存储上支持全闪与混闪磁盘配置，实现了自定义存储数据块大小（4K 32K）、数据副本数自定义以及机架感知等多种高级功能，在应用性能上和数据保护上都较之前都有一定提升，整个方案架构得到了客户的一致认可。

搭建超融合架构 支持业务发展

华云数据利用安超OS为其构建的超融合架构，基于2U融合服务器，提供计算存储供给和管理能力，并分集群进行部署，利用现有管理平台进行集中管控。安超OS部署在虚拟化管理程序中，能够实现各个服务器中物理存储资源集中，形成统一存储资源池进行管理。同时，安超OS提供存储池来实现以虚拟机为中心的 IT基础设施管理，从而填补了存储基础设施和虚拟化平台之间的差距，带来了架构高效灵活性和稳定性。

架构优势

数据保护的七种容错机制

华云数据安超OS在架构上采用全容错架构设计，提供端到端的容错和容灾方案。通过数据检验、网络容错、缓存容错、数据容错、节点容错、机架容错及集群容错，7个环节去解决数据容错和数据丢失的风险，实现了对数据的多重保护。

针对应用类型对数据块大小设置

块的大小或内存页的大小决定超融合数据存储上虚拟机的最小空间分配单位。超融合数据存储上通常默认页面大小为 4K。安超OS在配置过程中提供一个选项，以配置超融合集群数据存储的页面大小和部署到数据存储的虚拟机磁盘（VMDK）的默认页面大小。

数据压缩算法及副本

平台提供3种虚拟机的压缩算法以及2种数据副本。通常使用lz4来实现数据压缩，另需要更高的压缩率可选择gzip_high 或者 gzip_opt，来提升存储的利用率；磁盘的2副本与3副本的混合设置，为应用系统提供更加多样化的存储机制；

虚拟化配置策略

安超OS 的条带化策略，与虚拟机相关的虚拟磁盘的配置会带来性能提升。每个虚拟机配置多个虚拟磁盘将提高超融合集群中每个物理磁盘的利用率，从而提高总集群性能。此外，安超OS超融合在Vsphere环境中进行了优化，以实现与半虚拟SCSI控制器连接的数据虚拟磁盘。

提升IT能力 带来多重收益

凭借强大的产品自研能力以及在金融领域积累的实践经验，在此次项目中，华云数据利用安超OS全面满足东方证券敏捷业务对基础架构的需求，提供全方位一站式、全生命周期服务，7x24+360 的技术支持保障系统的连续性。

华云数据帮助东方证券提升了IT能力，实现业务变革，带来了极大的收益和价值，同时借助东方证券现有的云管理平台，实现了“一云多栈，绿色低碳”，响应金融 科技 发展规划（2022-2025）中“数字驱动、智慧为民、绿色低碳、公平普惠”为发展原则。

作为众多金融 科技 行业中的典型代表，东方证券一直以来都走在数字化转型的前沿。像此次华云数据助力东方证券搭建云平台、升级IT基础架构也是一次有力印证。对于东方证券来说，华云数据不仅为其业务数字化转型提供核心力量，还推动了证券行业数字化转型进程，引领行业金融 科技 发展。

金融数字化已经从技术革命开始转变为引领业务高质量发展与体系化服务的战略引擎。华云数据作为金融数字化转型背后坚实的力量，未来将不断 探索 、不断创新，为金融领域及证券行业提供安全合规、稳定可靠、实现快捷、极速易用、易于扩展的产品及解决方案，持续助力东方证券等金融用户引领数字化转型浪潮，保持企业竞争力及成长活力，拓展出更多的经济价值和 社会 效益。

#华云数据#

IT基础设施的技术动因包括以下几个方面：

1 硬件发展：随着计算机硬件设备性能的不断提升，如处理器、存储器、网络带宽等技术的不断进步，IT基础设施也得到了不断的升级和扩充，从而使得IT应用和服务得以更好地支持。

2 软件技术的发展：IT基础设施建设离不开软件技术的支撑，各种 *** 作系统、数据库管理系统、安全管理软件等能够更好地满足企业用户的需求，提高IT基础设施的效率和可靠性。

3 虚拟化技术：虚拟化技术可以将物理服务器上多个虚拟机实例进行隔离并运行在同一台物理服务器上。通过虚拟化可以降低 IT 基础架构的成本，并且可以更好地利用计算资源。

4 云计算：云计算是通过网络按需提供计算资源和服务，使客户能够方便快捷地获取各种 IT 服务。云计算的出现使得企业可以使用一些经济上合适、灵活性强和快速部署、扩容等优势明显的 IT 基础设施服务。

5 大数据：随着数据的不断增长，企业需要更多的存储空间和处理能力来管理和分析这些数据。因此，IT基础设施需要不断升级以适应企业不断增长的数据需求。

总之，IT基础设施发展的技术动因是多方面、复杂的，需要根据实际情况进行选择和应用。

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