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[技术手册] 浅尝超融合之Nutanix(上)介绍篇

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匿名
匿名  发表于 2016-7-8 21:38:24 |阅读模式

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什么是超融合

什么是流行?什么是火爆?对于一门IT技术来说就是,你要是没听过或者不了解,都会不好意思出门跟人聊天…而现今的超融合,就是这样一门技术。

超融合是超融合基础架构(HCI:Hyper-Converged Infrastructure)的简称。只要谈起Infra,那么必然就会牵扯到数据中心(DC)。是,超融合的准则是软件定义一切,是实现SDDC(软件定义数据中心)的终极技术路径。

如今绝大多数的数据中心基础架构的层次划分很清晰,对于物理架构分层,大概可以分为以太网络层服务器层光纤网络层集中存储层

超融合基础架构,主要基于分布式存储等技术来压缩传统SAN架构的服务器层、光纤网络层和存储层为一层,融合的这一层具体如何称呼我还不清楚,暂且称之为超融合层吧。超融合层的设备从物理层面来讲具备计算、网络(主要是存储网络)和存储功能。如下图:

HCI.jpg

就像在我们喜欢在吃汉堡之前习惯性的压一下,那样一口下去才能享受到整个汉堡的口感。

举这个么比较亲民(Low)的例子主要是为了说明,超融合基础架构是从纵向进行压缩(融合)的,免去了复杂的SAN网络,朋友们再也不用担心光纤线的标签掉了之后,满机房开地板去找线了…另外,完美的综合布线,一般只能在别人家的机房里看到,自己家的光交后面基本都跟瀑布一样…

当然超融合基础架构带来最大的利益远不止是这点,高IOPS和虚拟化支持等才是超融合的核心功能。

什么是Nutanix


提起超融合,免不了提到Nutanix。Nutanix的横空出世就好像海贼王里进入伟大航路后半段的超新星们一样,其风头之强、劲道之猛,已然开始威胁传统四皇的地位了。这里还需要介绍另一位超新星,那就是Docker了(请允许我为了我钟爱的Docker扯远了一点…)

就个人认知,Nutanix是一家基于软件来提供软硬件一体化超融合解决方案的公司,全球超融合技术的领跑者。目前全球市场份额占有率是第一,中国市场第三。

Nutanix的超融合软硬件解决方案到底能做什么,如下图:
Nutanix_Architecture02.jpg

Nutanix提供了基于硬件层面的物理基础设施(Nutanix超融合服务器)和基于软件层面的虚拟基础设施(Nutanix AHV虚拟化)的一体化解决方案,实现从硬件层面融合计算、网络和存储层到软件层面的多种虚拟化平台支持的全面覆盖。看到这里就应该可以理解为啥四皇得担心了吧,个人觉得至少那些做服务器、做虚拟化、做光交和做存储的厂家或多或少的会受到一定的冲击。

Nutanix物理架构

视频介绍:

视频:Nutanix NX-1050 / NX-3050 / NX-3060 系列硬件概述>

从视频中可以看到,Nutanix的硬件设备就是一台基于x86平台的2U机架式服务器。含有:
NODE: 每台Nutanix服务器可支持1到4个节点。
SSD: 每节点可支持一到两块400或800GB的固态硬盘,最大支持6400GB。
HDD: 每节点可支持一到四块1TB的机械硬盘,最大支持16TB。
CPU: 每节点可支持一到两颗Intel CPU,最大支持64核。
MEM: 每节点可支持64到512GB内存,最大可支持2TB。
SATADOM: 每节点必须含有一块64GB的SATA接口的固态硬盘,预装客户所选择虚拟化类型的Hypervisor。有VMWare的ESXi,Microsoft的Hyper-V和Nutanix自家基于KVM的AHV三种可选。
NIC: 每节点含有两块10GB以太网卡(用于NDFS),两块1GB以太网卡(用于应用)。
Other: 每节点含有一个VGA接口,一个IPMI接口,4个USB接口。整机2个电源模块,4个风扇。

聊到这里,朋友们会不会觉得…
“你特么逗我玩儿呢?一台只能插4个刀片的x86服务器加几块固态硬盘就特么成超融合了?”
如果真有人这么想的话,在此我只能大大的给个赞,懂行的!

不过不知道大家是否喜欢看美国大片,很多超级英雄上刀山下火海,使尽浑身解数最终为了得到的可能仅仅就是一块巴掌大的芯片,要是被恶势力得到这块重要的芯片,咱们地球就要毁灭了…这种狗血剧情真的不占少数。

回到这里,还记得上面介绍的SATADOM吗?他就是整个Nutanix超融合解决方案的“芯”脏,是软件定义一切的基石,是化腐朽为神奇的艺术!

Nutanix逻辑架构

视频介绍:

视频:Nutanix是如何工作的

虚拟存储控制器、Nutanix分布式文件系统、基于NFS的存储池、无需配置LUN、Volume和Raid、数据本地存储和读写、跨节点的数据复制、冷热点数据在SSD和HDD间的切换、VM的高可用、分布式软件集群架构、无上限且无需停机的横向扩展、虚拟桌面、私有云、大数据、数据容灾等等…

会不会特别屌?

而所有的这些功能,全部都由预装在SATADOM这块“小芯片”里的系统和软件来完成,真正的软件定义一切。
如果你选择的是VMWare虚拟化,那么SATADOM里面就预装ESXi;
如果你选择的是Hyper-V虚拟化,那么SATADOM里面就预装Windows;
如果你选择的是Nutanix的虚拟化,那么SATADOM里面就预装NutanixOS。

对于NOS,根据个人分析和理解,他是Nutanix通过CentOS 7.x来定制化出来的一种的操作系统,并使用KVM作为Hypervisor,再通过对两者的定制做出来AHV(Acropolis Hypervisor),实现Nutanix自家的虚拟化解决方案。

视频中屡次看到的CVM(Controller Virtual Machine),每个节点必须都需要一个CVM,CVM也是一台虚拟机,可以理解为System VM,而非User VM。
用Nutanix,他就是AHV(KVM)的虚拟机;
用VMware,他就是ESXi的虚拟机;
用Windows,他就是Hyper-V的虚拟机。

CVM作为一台虚拟机,他的功能和架构是不会随着底层到底用哪种Hypervisor来变更的,他被封装到一个小盒子(虚机)里,用哪种虚拟化,直接搬上去用就行了。从而实现Nutanix超融合解决方案对多种虚拟化类型的支持,这种跨虚拟化平台的设计,堪称智慧的结晶。

那么CVM这个小盒子里面到底有哪些东西呢?

Nutanix CVM

Nutanix_Products.jpg

CVM里面运行着Nutanix的两大产品家族: PrismAcropolis

Prism

Acropolis.jpg
Prism是一个基于Web的控制面板,为Nutanix环境的运行提供一键式的管理和接口。Nutanix环境的管理控制台,含虚拟机管理,节点管理,存储管理,升级软件等功能。

Prism包含Prism CentralPrism Element两个组件:

  • Prism Central
    为多个节点集群管理的统一接口。

  • Prism Element
    单个节点本地管理的唯一接口。

PC可以管所有,PE只能管自己。

Acropolis

Acropolis是整个Nutanix的核心,由他来负责管理和调用Hypervisor里所有的计算、网络和存储资源。

Acropolis包含NDFS,AMFAHV三大组件:

  • NDFS(Nutanix Distributed File System)
    Nutanix赖以生存的核心组件,在支持超高并发I/O的同时替代SAN和集中式存储。数据复制、容灾、去重、压缩等功能就是Nutanix分布式文件系统来完成。

  • AMF(App Mobility Fabric)
    把工作负载(虚机、存储和容器等)从Hypervisor抽象剥离出来,使得能在不同的Hypervisor之间切换和移动工作负载。可能跟之前提到的CVM无论在任何Hypervisor平台都可以运转的那种设计有关,但是具体怎么工作,本人还不够理解。

  • AHV(Acropolis Hypervisor)
    这个之前已经做过介绍,Nutanix自家基于KVM的虚拟化平台。如果使用的是VMware或者Hyper-V虚拟化的话,个人认为应该不会用到AHV。

在这里需要补充的是,每一个节点都需要运行一个CVM,那么每一个CVM里面都会有一个Prism和一个Acropolis,这么多玩意儿该怎么去管理。

  • 对于运行在每一个CVM上的Prism服务,其中一个CVM中的Prism会被选为Leader提供服务,如果Leader节点失效,那么就再到剩余的节点中再选一个Leader,保证服务的高可用。

  • 对于运行在每一个CVM上的Acropolis服务,其中一个会被选举为首选Acropolis,负责任务调度、任务执行、IP地址管理等,其余均为从属Acropolis。当集群中Master Acropolis发生故障,就在余下的Slave Acropolis服务中选举出一个新的Master Acropolis来提供服务。

以上是学习过程中个人对Nutanix超融合解决方案的理解,不为分享,只为交流。如果有朋友想深入研究,可点击下载Nutanix Bible中文版来进一步的学习。
下载Nutanix圣经

好了,浅尝到此为止,主要是本人很无脑的把自己Nutanix环境中那颗“决定地球存亡的芯片”给格式化了…然后,就没有然后了…

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发表于 2018-4-16 16:12:21 | 显示全部楼层
hhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh
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发表于 2017-5-19 14:01:29 | 显示全部楼层
写得通俗易懂,感谢分享
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发表于 2018-8-29 14:50:32 | 显示全部楼层
学习了 很不错的材料
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发表于 2016-12-31 02:16:25 | 显示全部楼层
thanks for share
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发表于 2018-1-7 22:52:42 | 显示全部楼层
感謝大大辛苦分享
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发表于 2018-1-17 12:02:22 | 显示全部楼层
感謝分享!
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发表于 2018-2-1 11:40:09 | 显示全部楼层
通俗易懂,辛苦了
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发表于 2018-2-20 19:16:19 | 显示全部楼层
通俗易懂,感谢分享
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发表于 2018-3-17 17:43:26 | 显示全部楼层
感谢分享,好文,学习。
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发表于 2018-4-4 22:47:52 | 显示全部楼层
谢谢分享!
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