問答專欄Q & A COLUMN
以下內容轉載至IT168：《如何提高超融合基礎設施的資源配置效率》，原文作者George Crump。
今天，IT專業人員使用兩種主要方法來提高下一代HCI環境在提供計算、網絡和存儲資源方面的效率。
方法1：節點更少，更強大
第一個方法是將功能更強大、容量更大的節點與可以利用它們的HCI軟件集成在一起。第一代HCI往往會出于性能和可用性的原因而首選高節點數的集群，在這種情況下，使用更強大節點的HCI環境，可以使總節點數保持最少。盡管這些功能更強的單節點成本更高，但是一般會降低總支出，因為節點數更少，同時也只需要更少的網絡基礎架構和更簡單的管理。在大多數情況下，6個以上功能更強的節點的群集可以勝過16節點的更弱硬件群集。
這些更強大的節點可以像第一代HCI一樣橫向擴展，并且也可以縱向擴展以確保每個節點在添加另一個節點之前都能充分利用。IT管理者可以以最少的配置購買節點，并根據需要增加計算能力和存儲容量。這些節點的內部擴展意味著HCI軟件的存儲組件還必須以不同的方式實現資源管理和數據保護，因為每個節點可能具有不同的配置。
當節點配置了全NVMe閃存和高內核數CPU時，這種設計下的節點負載能力最好，因為這樣每個節點可以支持幾十個虛擬機，并可能交付數百萬個IOPS。由于具有高基線性能，HCI集群可以同時支持各種工作負載，并使組織能夠對以前只考慮裸機的工作負載實現虛擬化。
HCI軟件還需要充分利用所有NVMe 閃存環境，將數據直接提供給每個節點上運行的虛擬機(VM)。使用NVMe時，任何需要網絡訪問數據的I/O都可能會抵消掉NVMe的很多性能優勢。甚至數據保護策略也必須優化。HCI供應商需要重新考慮HCI集群中的典型的擦除編碼技術，數據保護應該利用更簡單的復制技術，更高級的擦除編碼或HCI軟件應該從超聚合集群中卸載。
與第一代HCI相比，功能更強大的節點策略提供了更簡單的資源配置，因為需要管理的節點更少，而且可以在環境中運行更多的工作負載。它甚至有可能成為整個數據中心的單一環境，在同一接口下統一所有供應任務。
這種提供計算和存儲的策略還提高了效率，通過向HCI的基本橫向擴展技術增加縱向擴展能力。在添加額外的節點，可以通過向每個節點添加額外的計算和容量進行擴展。這種方法不僅更有效，而且可以平滑購買曲線。
從成本效率的角度來看，使用更強大節點的方法不僅通過需要更少的服務器來降低總的硬件獲取成本，而且還提高了授權效率，因為大多數HCI供應商都是根據節點和內核的數量來授權軟件的。雖然這一方法會訪問大量的內核，但是由于使用了NVMe，就能夠用更少的內核做更多的事情。最后，由于節點的減少，網絡基礎設施的需求也降低了。因此，組織需要購買交換機和網絡接口卡就更少，從而進一步降低成本。
方法2：混合超融合基礎設施
HCI被認為比其他數據中心基礎設施方法更簡單的一個原因是它將計算、存儲和網絡整合到一個單層中。整合的一個優點是，HCI軟件可以確保與虛擬機相關的數據直接存儲在虛擬機運行的節點上。這種對數據的直接訪問消除了網絡對存儲I/O性能的影響，但它確實限制了HCI供應商在調用分層策略之前每個節點可以存儲的數據量。分層或緩存在HCI環境中是有問題的，因為它必須跨節點集群進行，這會增加所有I/O的網絡流量，并危及存儲性能。混合工作負載的能力也處于危險之中，因為要求容量的工作負載可能會迫使HCI分層或緩存軟件卸載存儲密集型工作負載所需的數據。
第一代超融合的一個替代方案是采用一種更混合的存儲資源配置方法，將共享存儲與HCI結合使用。其中的挑戰在于如何使用共享存儲，在不會重新將復雜性引入到流程中的前提下。在混合模式中，所有節點都使用共享存儲池來卸載舊的數據，因此每個節點中的內部非池化存儲專用于該節點上的VM。如果非池化層是NVMe閃存驅動器，那么這些VM的存儲I/O將非常高。
共享存儲池使商品節點的規格變小，其配置主要關注于將計算能力交付給它們所支持的VM。在這種體系結構中，HCI軟件將所有新的或修改的數據存儲在I/O發生的節點中，然后將其復制到共享存儲區域。所有的數據保護，比如RAID或擦除編碼，都是在共享存儲區域執行的，這就減輕了節點分配數據保護所需的計算開銷，使計算能力更加關注VM性能。
當VM請求較舊的非緩存數據時，節點只需要訪問共享存儲區域，因此共享存儲區域的性能不高，這進一步降低了成本。共享存儲區域通常可使用：全閃存，用于緩存丟失的潛在性能下降可能影響VM環境的情況；也可使用HDD，用于緩存丟失的影響可以忽略不計的情況。
這種混合方法使HCI資源供應比第一代HCI更有效。IT人員只在需要響應更多計算能力需求時(通常是由于新應用程序)向集群添加節點。當它必須響應更多容量的請求時，提供更多存儲只需要擴展單個共享存儲區域。最好的結果應該是負載運行在具有非常高的CPU利用率水平的節點上，而不會產生過多的存儲容量。
由于大多數HCI擴展是為了增加容量而不是計算能力，所以大多數數據中心會發現混合HCI往往需要更少的節點。
在更強節點和混合模式之間進行選擇
當比較這兩個方法時，與第一代HCI相比，它們都極大地提高了計算和存儲供應效率。更強節點概念可以與現有的管理程序和HCI軟件協同工作，但是需要定制的、專門構建的節點。另外一方面，混合模型可以與更傳統的現成服務器硬件一起工作，但是需要對管理程序軟件進行一些定制。從本質上講，混合供應商會將他們提供的存儲軟件組件替換為一個更智能的組件，該組件從節點卸載非活動數據并實現數據保護。
這兩種資源供應方法的目標都是減少總體節點數，并提供改進的存儲I/O性能，從而降低總體基礎設施成本。每個方法還應該能夠支持多種工作負載。混合模式為更多節點的集群帶來了效率，而更強節點消除了集群擴展的大部分需求，IT部門需要根據自身業務規模進行確定。
原文作者：George Crump
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