在以往提供良好服務(wù)的“通用”數(shù)據(jù)中心架構(gòu)如今正在達到其可擴展性、性能和效率的極限，并使用統(tǒng)一的資源比率來滿足所有計算處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬要求。而對于數(shù)據(jù)密集型工作負載(例如大數(shù)據(jù)、快速數(shù)據(jù)、分析、人工智能和機器學習)而言，“一刀切”的方法不再有效。企業(yè)需要的是能夠更好地控制各種所需資源的混合功能，以便可以獨立地擴展處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬的優(yōu)化級別。其最終目標是創(chuàng)建一個靈活和可組合的基礎(chǔ)設(shè)施。

圖1當今以數(shù)據(jù)為中心的架構(gòu)

雖然超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)將計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源整合到一個虛擬化系統(tǒng)中(圖1)，但為了增加更多存儲、內(nèi)存或網(wǎng)絡(luò)，還需要配置額外的處理器。這創(chuàng)建了一種固定的構(gòu)建塊方法(每個方法包含CPU、內(nèi)存和存儲)，卻無法實現(xiàn)當今數(shù)據(jù)中心所需的靈活性和可預(yù)測的性能。因此，可組合分解基礎(chǔ)設(shè)施(CDI)正在成為一種流行的解決方案，因為它們不僅可以將融合或超融合的IT資源集成到單個集成單元中，還對其進行優(yōu)化以提高業(yè)務(wù)靈活性。

對可組合分解的基礎(chǔ)設(shè)施的需求

考慮到與通用設(shè)施相關(guān)的挑戰(zhàn)(例如固定資源比率、利用不足和過度配置等)，融合基礎(chǔ)設(shè)施(CI)的出現(xiàn)在單個系統(tǒng)中提供了預(yù)配置的硬件資源。計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)組件是離散的，并通過軟件進行管理。融合基礎(chǔ)設(shè)施(CI)已經(jīng)發(fā)展為超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)，其中所有硬件資源都是虛擬化的，提供軟件定義的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)。

雖然超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)將計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源整合到一個虛擬化系統(tǒng)中，但它們的效率有時較低。例如，可擴展性限制由處理器定義，并且通過處理器訪問資源。為了添加更多資源，例如存儲、內(nèi)存或網(wǎng)絡(luò)，超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)提供額外的處理器，即使它們不是必需的，導致數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師嘗試構(gòu)建靈活的基礎(chǔ)設(shè)施，但使用的卻是不靈活的構(gòu)建塊。

根據(jù)最近對300多家中型和大型企業(yè)IT用戶的調(diào)查，企業(yè)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施中只有45%的可用存儲容量可供配置，而且只有45%的計算時間和存儲容量得到利用。固定構(gòu)建塊方法顯示未充分利用，無法實現(xiàn)當今數(shù)據(jù)中心所需的靈活性和可預(yù)測性能。需要啟用分解的超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)模型并使其易于組合，其中基于開放式應(yīng)用程序編程接口(API)的軟件工具是未來的發(fā)展方向。

可組合分解的基礎(chǔ)設(shè)施

可組合的分解基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)據(jù)中心架構(gòu)框架，其物理計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)資源被視為服務(wù)。高密度計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)機架使用軟件創(chuàng)建虛擬應(yīng)用程序環(huán)境，該環(huán)境可實時提供應(yīng)用程序所需的任何資源，以實現(xiàn)滿足工作負載需求所需的最佳性能。它是一個新興的數(shù)據(jù)中心市場，市場復合年總增長率為58.2%(預(yù)測從2017年到2022年)。

圖2 超融合與可組合

在此基礎(chǔ)設(shè)施中(圖2)，虛擬服務(wù)器是由包含計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的獨立資源池創(chuàng)建的，而不是為超融合基礎(chǔ)設(shè)施(HCI)服務(wù)器提供的分區(qū)資源。因此，可以在軟件控制下根據(jù)需要供應(yīng)或重新供應(yīng)服務(wù)器，以適應(yīng)特定工作負載的需求，因為軟件和硬件組件緊密集成。通過組合軟件上的API，應(yīng)用程序可以請求所需的任何資源，即時提供實時服務(wù)器重新配置，無需人工干預(yù)，并向自我管理數(shù)據(jù)中心邁出一步。

超融合與可組合

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對于可組合分解基礎(chǔ)設(shè)施(CDI)同樣重要，使得計算和存儲資源可以從服務(wù)器分解，并可供其他應(yīng)用程序使用。通過結(jié)構(gòu)連接計算或存儲節(jié)點非常重要，因為它可以為資源提供多條路徑。NVMe™-over-Fabrics是可組合分解基礎(chǔ)設(shè)施(CDI)實施的領(lǐng)先網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它提供從應(yīng)用程序到可用存儲的最低的端到端延遲，使可組合分解基礎(chǔ)設(shè)施(CDI)能夠提供直接連接存儲(低延遲和高性能)的數(shù)據(jù)位置優(yōu)勢，同時通過在整個企業(yè)內(nèi)共享資源來提供靈活性和敏捷性。

Non-Volatile Memory Express™(NVMe)技術(shù)是一種簡化的高性能低延遲接口，它利用專為持久性閃存技術(shù)開發(fā)的架構(gòu)和協(xié)議集。通過NVMe-over-Fabrics規(guī)范在整個網(wǎng)絡(luò)中提供相同的性能優(yōu)勢，該標準已擴展到本地連接的服務(wù)器應(yīng)用程序之外。此規(guī)范使閃存設(shè)備能夠通過網(wǎng)絡(luò)進行通信，提供與本地連接的NVMe相同的高性能、低延遲優(yōu)勢，并且?guī)缀醪幌拗瓶梢酝ㄟ^結(jié)構(gòu)存儲共享NVMe的服務(wù)器數(shù)量或可以共享的存儲設(shè)備數(shù)量。

總結(jié)

核心和邊緣的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用程序已超出傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和體系結(jié)構(gòu)的功能，尤其是在可擴展性、性能和效率方面。由于通用基礎(chǔ)設(shè)施由統(tǒng)一的資源比率來支持，以滿足所有計算處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，因此它們不再適用于這些不同的數(shù)據(jù)密集型工作負載。隨著可組合分解基礎(chǔ)設(shè)施(CDI)的出現(xiàn)，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師、云計算服務(wù)提供商，系統(tǒng)集成商、軟件定義存儲開發(fā)商、原始設(shè)備制造(OEM)，如今可以提供更大的經(jīng)濟性、靈活性、效率和簡單性的存儲和計算服務(wù)，同時支持跨工作負載的動態(tài)服務(wù)等級協(xié)議(SLA)。