开源超融合架构(东数西算已启动，超融合中国市场，下一代谁主沉浮？)

Posted 2023-05-25

篇首语：愿所行皆坦途，愿所求皆如愿。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了开源超融合架构(东数西算已启动，超融合中国市场，下一代谁主沉浮？)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

开源超融合架构(东数西算已启动，超融合中国市场，下一代谁主沉浮？)

本文是《中智观察》“企业数字服务供需市场”转型升级之跨界融合篇，对于云基础设施交付，超融合是首选，对于中小型企业到大型企业，如何变身即成为超融合的关键。本文从谁将会成为中国市场超融合的大赢家开始发问，对下一代超融合技术如何更加前瞻适应软硬件的发展提出自己的基于市场的观点，在红海的超融合市场，能否找到新蓝海？请看文中条分缕析。

——海比研究院

2022年1月28日

以前，搭建一个云应用环境，可能需要用户分别购买计算、存储、网络设备，配置管理软件。这样不但麻烦，系统利用率，而且成本居高不下。

现在，超融合一体机HCI经过近10年的发展，开始走向成熟，帮助用户解决云平台建设上的这些困惑。

超融合市场出现了难得的市场规模、增长速度双高。新冠疫情并没有减缓2020年超融合市场的增长，HCI市场规模从前一年的60亿美元增至78亿美元。

IDC的数据显示，到2025年，HCI市场预计将增长到惊人的271亿美元。IDC预测，中国HCI市场将在未来5年保持18.5%的年复合增长率。

超融合HCI市场的“几大”变迁，企业绝对不能忽略。

超融合架构已经超过了传统架构，成为云化基础设施最主要的一种交付模式。一体化的架构解决了大量传统用户中面临的交付、运维和性能问题。

另外，超融合所承载的应用不断延伸，从传统认知的中小企业，发展到大中型企业和数据中心。现在越来越多的行业基础应用的交付模式变成了超融合。

一、随遇而安：云基础设施交付，首选超融合

Gartner的报告认为，超融合架构已经超过了传统参考架构，成为云化基础设施最主要的一种交付模式。

云计算的交付模式中，一种是传统参考架构模式，就是交换机+服务器+存储+虚拟化软件，来构建小型私有云的整体架构。

传统建设方式是计算、存储、网络、基础软件分层建设，这种方式的优势是各层互相解耦，独立扩展，独立采购。

存在的问题是规划复杂，在建设之初，就要规划好未来3~5年的业务需求，设计好存算网的配比；运维复杂，需要多支专业的运维队伍；问题定界复杂，涉及跨层的问题定界，不同的厂商会互相推诿。

另一种是超融合一体机的一体化交付模式，一体化的架构解决了大量传统用户面临的交付、运维和性能问题。

现在，大多数云服务都在超融合的数据中心设备中运行，主要因为其速度足以满足数十亿用户的7x24全天候的需求。

四大原因促使超融合作为“私有云”的主要交付形式。

ZStack超融合技术专家商文说，超融合作为“私有云”的主要交付形式，将取代传统的架构。

一大原因是软件定义数据中心大势所趋。已经延续了20多年的外置存储架构和产品，暴露了扩展性差、灵活性差、成本高等问题，而且计算与存储分离架构使得服务器与存储设备的管理需要在多个不同的管理界面切换，每隔3~5年硬件设备更新换代会带来数据迁移运维负担。

通过超融合计算，网络和存储整合到一个系统平台中，统一集中管理界面，采用开放标准硬件，简化设备管理，性能和容量无缝横向扩展。

最根本的还是降低成本。传统架构封闭的技术体系、专用的硬件设备、高昂的人力成本，给后期运维带来了过多的压力。超融合通过将虚拟化平台、x86服务器、分布式存储、网络设备、运维运营管理平台等合为一体，大大简化了IT结构，有效降低运维的成本。

Wikibon的研究报告显示，超融合架构占传统架构总成本的66%，其中三年的运维成本下降了36%，交付周期下降70%。

第三则是性能提升。传统架构性能与扩展性都受限于集中式存储系统控制器性能。而以ZStack一体机为代表的新一代超融合架构采用分布式存储系统，在每个节点配置SSD缓存，三节点可支持高达10W+iops能力，并通过增加节点实现存储系统性能与容量的横向扩展。

传统架构通常采用单点共享存储，如果存储系统发生故障，整个业务系统就无法工作。而超融合架构采用分布式存储，单个节点发生故障，整个业务系统可以快速恢复正常运行。

第四，降低管理复杂度。传统架构中，计算、存储、网络、虚拟化平台的管理存在多个管理界面，资源的调配和回收需要在不同的界面上来回切换完成，出现故障时需要多家厂商提供技术支持来解决。

超融合架构，通过软件定义的方式实现计算、存储、网络、应用管理界面的统一，出现故障时只需由单一厂商提供技术支持。

二、蝉蜕龙变：中小到大型企业，如何塑新身

IDC认为，超融合的用户主要从中小企业向大型企业与数据中心发展。

早期超融合较多的应用于中小型数据中心，其原因在于中小企业对于成本更加敏感，对于资本性支出CAPEX和经营性支出OPEX的节省更为在意。

另外，中小企业的主流业务负载如VDI、办公OA等的性能和可靠性要求不高，超融合基础设施基本能满足要求。

但是业界主流的超融合厂商开始进军中大型数据中心，如国内的浪潮、深信服、ZStack、华为等均开始推出面向中大型企业的数据中心解决方案。

信服云首席营销专家任建昀认为，这个观点与深信服在最近2~3年的客户实践中得到的结论是一致的。越来越多的行业客户采用软件定义的技术进行云数据中心的建设，而超融合则是软件定义数据中心的最佳落地实践。

在数字化转型的推进下，IT基础设施云化已经成为行业客户的共识，数据中心IT基础设施云化最关键是要更加的敏捷高效、安全、可靠。

基于超融合的软件定义基础架构，首先包括了软件定义的计算、存储、网络和安全等资源，这样的软件定义的架构好处是分布式，可以平滑演进，像搭积木一样就把自己的基础设施搭上去，这是云化数据中心的基石。

其次，在此基础之上可以生产出融合了人工智能、大数据、云计算等平台，由此构建一个满足数字化转型要求的基础服务中台。

满足大型企业需求，中国超融合需要更多的优势。

大型企业的数字化转型已逐步向深水区，而超融合作为数据中心、云计算的基础设施，必须跟着市场需求与技术发展趋势而不断演进架构、功能与性能，才能更好地满足大型企业的需求。

任建昀介绍说，信服云从产品能力、服务创新以及技术生态构建三方面来提升在超融合的市场竞争力。

通过网络连通域、延伸集群等技术，进一步扩大超融合资源池的规模能力，满足大型企业对计算存储容量的需求。同时，在产品稳定性、性能、业务连续性以及业务承载多样化等能力进一步提升，为大型企业提供一个优质产品。

深信服XaaS（一切皆服务）模式创新，能更好地满足大型企业对于技术多样化、服务化的需求，逐步将深信服基于超融合构建的线下产品和服务能力，转到线上交付模式，提供托管云的服务。

构建技术生态，推出超融合适配国产服务器、芯片、操作系统、开源K8s平台以及DevOps工具链的场景技术生态解决方案，满足大型央国企的、金融行业中大型企业需求。

三、扪心自问：软件和硬件技术，融合下一代

新一代的超融合发展的三个发展阶段分别解决了软件定义存储、软件定义网络和管理重构三大技术问题。

商文介绍说，第一阶段在虚拟计算平台引入分布式存储系统，用分布式存储系统替换集中式存储设备和FC-SAN设备，一方面降低硬件投入成本，另一方面解决集中式存储系统扩容和性能瓶颈问题。

第二阶段，将网络虚拟化功能融合到平台内部，用软件定义网络的思想实现网络功能虚拟化和替换专用网络设备，一方面解决网络资源（或服务）交付速度较慢、需跨部门协调的问题；另一方面解决不同用户（或租户）在共享平台上的网络资源隔离问题。

第三阶段，将多个管理控制台整合为一，通过统一的管理服务器硬件、计算虚拟化、分布式存储、网络等资源，实现在单个管理平面下资源的运营与运维，一方面降低IT管理人员的运维复杂度，另一方面解决资源在开发测试、投产环节是否可以快速敏捷的问题。

超融合架构就是软件定义数据中心的一种实践，技术发展的方向就是“软件定义数据中心”，即“软件核心化，硬件标准化”。

硬件技术的突破带来软件技术的更新。例如，比如存储介质的变化，从机械硬盘（延迟小于10-100ms）到闪存盘（延迟<100微秒），再到傲腾闪存技术（延迟<10微秒）、傲腾持久内存技术（延迟<1微秒），新的存储介质会导致存储软件系统更新迭代。

再如新的存储通信协议引入，SATA、SAS、NVMe、NVMeOver TCP 等由于存储通信协议发生变化，也会导致存储软件系统的更新迭代。

软件层面，“多云战略”带来混合云趋势。如何在私有云与私有云、私有云与公有云之间构建一座桥梁，让客户在屏蔽多家公共云之间差异的同时，又可以享受到不同业务负载在云间迁移或部署的便捷性？

超融合管理要面向公有云延伸，在单一管理平台上既可以满足稳态业务的管理诉求，又可以满足敏态业务的管理诉求。

“K8S+容器”带来技术栈重构，现阶段多用于承载新型“互联网+”类应用，面对访问量不可预测、访问量有朝夕现象的问题，开发、测试、上线采用DevOps，强调敏捷性。

目前超融合通过虚拟机的方式来承载，但是K8s在网络、存储方面都有自身的实现机制，这部分和超融合相互重叠。从公共云实践看，虚拟机和容器是共存互补的关系，虚拟机相对厚重，但是隔离性好、更安全、生态健全、运维流程体系完善。

容器轻量化、容易打包分发，但是隔离性相对差、运维体系流程不完善，K8s+容器给超融合架构带来的影响还有待观察。

四、谁主沉浮：中国市场超融合，引领大赢家

从国内外的市场来看，市场上有20多家超融合一体的供应商。对于供应商可以有不同的分类方法，从市场份额来看，可以分为两类：

一类是市场份额较高，引领市场发展的两大企业，包括VMware和Nutanix。

根据Statista的数据，到2021年中期，VMware拥有HCI基础架构市场约39%的份额，独占鳌头。Nutanix则拥有23.4%的份额。

VMware公司的 vSAN（虚拟存储区域网络）是一个HCI软件包，使用户能够选择最能满足其环境、性能和预算需求的部署。通过其vSAN，“基础架构与业务一起增长”。VMwarevSAN 使用基于对象的存储体系结构，其中每个对象表示基础虚拟机（VM）中的一个数据块。

vSphere群集是VMwarevSAN的主要管理单元。用户可以将 vSphere集群创建为全闪存集群或混合vSAN。

成立于2009年Nutanix以其卓越的性能和相对容易的安装和维护而闻名于世，更不用说其用户界面的高度直观质量了。与其最具战略意义的合作伙伴VMware一样，用户可以围绕自己的用例构建部署。拥有VMware支持是一个巨大的卖点。

另一类是引领国内市场发展的超融合企业。

因为加入超融合的企业来自不同的领域，如硬件企业、软件企业、安全企业、混合云企业等，我们选择来自不同领域的超融合典型企业。

在中国服务器市场占比第一位置的浪潮，其超融合InCloudRail产品拥有众多新特性，如高密度，采用三层托盘设计，保留充分空间整合计算资源，集高硬盘密度、高计算密度、高应用密度于一体，支持按需分配、灵活扩容。

实现了高性能，内置RDMA传输通道与存储协议卸载，提供下一代NVMe-oF分布式块存储解决方案，搭载SmartFlow智能网卡加速SDN网络性能，为客户云化应用提供充沛性能保障。

最主要的是实现真正的一体化，包括软件与硬件一体化设计与开发，产线预装与一体化交付，整合解决方案能力更强，支持私有云、边缘云等场景一体化方案建设。

自2016年Dell-EMC合并以来，DellEMC一直拥有VMware，这让其超融合产品VxRail更具竞争力。这是一个完全集成、预配置和预先测试的超融合基础架构系统，可协调计算、内存和存储资源，以满足最终用户工作负载的确切要求。

以网络安全业务起家的深信服在超融合产品技术的研发创新上，始终坚持自主可信。2022年，主要围绕着云安全融合、国产化融合、云原生融合、以及智能运维AIOPS融合等方向进行创新。

深信服将安全产品的能力以软件定义的形式，内嵌到超融合产品中；让所承载的业务具备“原生”的安全防护能力，将全面支持基于K8S构建的云原生生态，并推动智能运维。深信服超融合产品目前已经具备在x86和ARM两种架构上构建“一云多芯”资源池，实现统一管理、异地容灾等能力，未来将继续加大国产服务器、国产CPU芯片的适配与应用创新的投入。

来自混合云供应商的ZStack自研的ZStackCube超融合一体机是业内首家具备云平台全部功能，支持云平台同步演进、同步升级，且升级过程无感知、业务不中断的超融合产品。

在实际应用中，ZStackCube让复杂的云计算技术在一体机中实现开箱即用、一键迁移、VPC网络、多租户自服务和无缝升级等多种功能，为用户提供更先进、更成熟、更稳定的上云体验。

华为HCI产品FusionCube具有内置的分布式存储引擎，可实现计算和数据存储的深度融合。华为表示，FusionCube支持所有数据库和虚拟化软件。

浪潮数据超融合产品线总经理庞慷宇说，快速增长的超融合一体机市场已经从几年前的蓝海市场演变为一片红海市场，正在由未知市场转为已知市场。

在超融合未知市场中，很多新兴厂商可能会占据一定优势；但在已知市场中，具有软硬件一体化优势、拥有供应链优势的厂商，将会有更大的作为。

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本文作者系海比研究院·赵满满

开源超融合架构(​东数西算已启动，超融合中国市场，下一代谁主沉浮？)

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一、随遇而安：云基础设施交付，首选超融合

二、蝉蜕龙变：中小到大型企业，如何塑新身

三、扪心自问：软件和硬件技术，融合下一代

四、谁主沉浮：中国市场超融合，引领大赢家

开源超融合架构(东数西算已启动，超融合中国市场，下一代谁主沉浮？)

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