技術專欄

為什麼超融合架構是企業首選的IT系統?5大優勢取代傳統IT機房

2020/11/17

超融合架構

IT機房是各家企業不可或缺的資料管理中心,不僅可儲存顧客資料、交易紀錄,提供應用系統讓員工進行作業、維護營運,更需保存公司重要機密資料。然而建置傳統IT機房需要大量成本與空間,由於科技技術發展突破、超融合架構技術問世,相較於傳統IT架構,超融合架構技術擁有4大優勢,可以幫助企業簡化管理流程,降低建置與維護成本,因此成為未來的主流IT架構。

 

超融合架構(HCI)是什麼?

超融合架構(Hyper Converge Infrastructure,HCI)是軟體定義的統一系統,融合運算、儲存、網路及管理等資料中心元素的IT基礎架構。採用X86伺服器的分散式儲存,且將分散式儲存與計算虛擬化部署在同一伺服器硬體內,取代了複雜、昂貴的傳統基礎架構。企業使用超融合架構,可從成長初期一路伴隨公司規模成長,擴充伺服器的節點數量,並在不同節點中執行軟體,統一操作所有維運功能,擁有卓越效能及靈活彈性的特性。

超融合架構的運作方式

超融合架構是由4個軟體元件所組成:

  1. 儲存虛擬化
  2. 運算虛擬化
  3. 網路虛擬化
  4. 進階自動化管理功能 

虛擬化軟體會將底層資源進行抽象化處理、建立集區,然後將資源動態配置給位於虛擬機或容器中執行的應用程式,並以符合應用程式的原則為依據進行設定,因而不需要邏輯單元編號及磁區等複雜結構,簡化管理方式。

實現超融合架構的4個關鍵技術

1.分散式儲存架構

其實分散式儲存架構早已於2003年問世,透過資料切割,將龐大的資訊量分散儲存在網路上多個獨立裝置中,放置於X86伺服器,構建出一套方便擴充套件,是穩定性非常高的儲存資源池。

2.固態硬碟SSD

隨著固態硬碟SSD出現,使用快閃記憶體儲存資料,傳輸速度加快、使電腦效能大幅提升。SSD更具備重量輕、耗能低、安靜、防震等優點,對儲存架構的發展影響非常巨大。

傳統HDD機械硬碟的4K隨機讀取效能只有300,而SSD的隨機效能可高達上萬,高出兩個量級,因此不像傳統三層式架構需要為儲存系統準備額外的架機空間,讓儲存和計算節點集一身 更容易管理,是超融合架構的重要關鍵。

更多關於SSD的介紹,歡迎參考:【SAN vs NAS】企業儲存架構怎麼選?一篇了解儲存設備種類

3.虛擬化應用

實現超融合架構技術的另一個關鍵技術是虛擬化,藉由虛擬化技術,可將分散式儲存或是儲存虛擬化方案有效利用,才可真正做到集存儲和運算於x86 Server一身的物理硬體共存。

4.中央處理器CPU

隨著CPU發展越來越進步,效能越強且製造成本越低,足夠的效能可以同時解決計算和儲存要求。

 

傳統架構、融合架構與超融合架構比較

過去企業的IT機房多為傳統三層式架構,無論企業規模大小,IT機房都是由個別獨立的運算器、儲存裝置、網路硬體設備組成,且皆採用三層式架構:包含運算資源的伺服器,儲存資源的磁碟陣列或NAS,及連結網路的區域網路(LAN)與儲存區域網路(SAN)設備等。

Solutions 超融合 傳統三層式
設計理念 簡化架構、管理資訊透明、資源集中 多產品組合、多GUI、多資源孤島
外觀特點 大幅節省機櫃空間、電力、冷卻、線路配置 多機櫃空間站用、複雜線路
效能延展性 隨Scale Out節點而增加 受制於Controller,無法有效延伸性能
效能躍進 大SSD容量快取 只能依賴儲存控制器上的小快取
擴充問題 擴充時真正無停機,運算及儲存同時10分鐘內等級 擴充時可能要停機,運算及儲存以天為單位
精簡部署 短時間可完成部署
不需每層的專業人員協調時間
需每層的專業人員協調時間,互相配合
Trouble Shooting 單一化、集中資訊、日誌 產品組合,不容易找出是哪一層的問題
功能未來性 透過雲管工具、從私有雲延伸混合雲 多GUI,架構缺延彈性及靈活性
IOPS
效能&延遲表現
極佳 依中、高階儲存設備成本而定

比起傳統架構,超融合架構擁有的4大優點

HCI系統

1.IT效率更高、管理方便

超融合架構可排除手動流程,不需再仰賴IT團隊中的專人獨立管理,只需透過採用融合式的IT團隊,便能同時監控和管理資源,改善儲存功能,並且 IT 資源會以可動態配置的儲存集區形式呈現,提供符合系統所需的容量、效能和保護。

2.降低成本、減少硬體空間,且可儲存更多資料

超融合架構只需使用X86伺服器,就能以垂直或水平方向擴充架構,不需架設專用網路,可減少資金支出,後續也可以直接增加容量,不需增加硬體配置,更不會造成系統中斷。藉由超融合架構,企業可視自身需求建構相應規模的資料中心,避免不必要的系統支出。

3.強大擴充能力,適合中小型企業

超融合架構可以快速回應業務需求,短短數小時內就便可完成硬體設定,且在幾分鐘內就能上線運作,建立工作負載,提高關聯式資料庫等關鍵業務應用程式的效能。

4.維護簡單

由於超融合架構的容錯能力高、數據丟失風險低、對業務影響的時間短,加上恢復速度快且自動化程度高等優勢,系統維護比傳統架構來得簡單。

管理上簡單方便、硬體成本與佔用空間少,加上靈活的擴充能力,適合發展中的中小型企業,可視業務需求,擴增系統規模。
 

如何運用超融合架構?3步驟打造HCI系統

運用超融合架構需搭配雲端,由內部到外部共有3步驟結合私有雲、公有雲及混合雲等應用:

1.建立私有雲:

在內部的部署環境中建置雲端基礎架構,不僅可降低成本,還能掌握更多控制權,增加企業在部署新應用的彈性跟敏捷性,並且可間接提高安全性。

相關解決方案 : VMwareRed HatDell TechnologiesCiscoIBM

2.連結至公有雲:

選擇連結超融合架構廠商提供的公有雲,加快部署速度,同時縮短基礎架構的管理時間。

相關解決方案 : VMware、Azure Stack、IBM

3.採用混合雲:

使用混合雲管理各資料中心、公有雲,以及邊緣環境中的各種虛擬機與容器應用程式。

相關解決方案 : VMwareRed HatAWS、Google、Dell TechnologiesIBM

 

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