生產級 VMware 虛擬化方案替換路線與評估

本文轉載自中國金融電腦，並有少量修改。全文約五千字，閱讀大概需要 8 分鐘。

背景

隨著國內信創轉型的落地發展，越來越多使用者開始聚焦各個 IT 層級發力，“VMware 替換”是其中之一，且已出現各行業領域使用者從 VMware 遷移轉型的實際案例。與此同時，使用者對架構轉型的需求仍舊十分強烈，在從傳統架構到分散式架構的轉型中，如果能同時實現 VMware 虛擬化的替換，自然是一舉兩得。而且，最近出現的 VMware 對俄停服事件，更是加劇了使用者尋求“VMware 替換”的步伐。

目前市場上已出現許多替換 VMware 的方案，尤其是在替換 vSphere 上選擇頗多，但使用者的痛點問題依然沒有得到解決。 VMware 的替換方案不能僅僅停留在能支援虛擬桌面、開發測試等一般業務上，還需具備能執行在生產環境、承載生產業務的能力，才能解決真正的問題。

本文將分析 VMware 虛擬化替換的典型路線和廠商，以及實現生產級方案替代所需要評估的各大要點，為廣大使用者提供方案選型時的一些參考。

替換 VMware 為核心的基礎設施從何入手

如果將應用的核心精煉抽象為工作負載和資料，那麼虛擬化應用的核心就是 Hypervisor 和儲存。VMware 的 vSphere 作為最成熟的 Hypervisor，無論在國外或是國內的虛擬化市場都佔據著舉足輕重的地位。這也是為什麼在面臨“停服”風險時，必須首先考慮用什麼樣的技術和產品可以支撐 vSphere 留下的空白。與應用工作負載關聯最緊密的是資料，而資料的載體是儲存。 將應用從 vSphere 虛擬化遷移到其他系統上的同時，必須保持資料的完整和一致，那麼是否要同時更換儲存產品，也是要與替換 Hypervisor 同步考慮的問題。

因此，首先要確定這兩部分的替換方式和方法， 儘量使得現有應用可以平滑遷移到新的虛擬化系統和儲存上（Replatforming ）； 再以新的虛擬化和儲存為核心考察其他元件的替代產品，分階段、分步驟完成所選全部產品元件在生產環境的整合。

其次，如果現有應用環境中正在使用的 VMware 元件不僅僅是 vSphere 和 vSAN ，那麼進行元件對位替換的複雜度和工作量就會大大增加，而替換效果也難以預期。我們從計算、儲存、管理、災備、網路等各個方面，對需要考慮的因素進行了梳理，並將要點概況在下圖中，供讀者參考。

元件級替換要考慮哪些方面

可能讀者覺得上圖太過複雜。這也正反映出對使用中的幾種、十幾種相關軟硬體進行逐一評估和替換操作的難度。如果換一個思路，不是在元件級進行逐一替換，而是採用私有云或專屬雲方式整體替換現有 VMware 環境，也是應當被考慮的方式。那就不僅僅是對基礎設施層進行重建（Replatforming）了，還需要做應用和資料的遷移，很大可能需要重構應用（Rearchitecting）。

可選技術路線：元件級對位替換或整體重構

下文中，我們對可能性比較高的國產化、信創化替換技術路線進行了分析。無論採用哪種技術路線、哪種方案和產品對現有 VMware 環境進行替換，都不能 100% 保證在功能特性和使用體驗方面的完全一致。因此，最終的替換決策必然是在認真評估後做出的主動調整：放棄部分非核心、不必要的功能，或透過應用層、架構層的改造以達到同樣的效果。

可用於 VMware 替換的技術路線

1、聚焦替換 vSphere 併兼顧儲存

虛擬化基礎設施的核心是 Hypervisor 和儲存。

首先，從 Hypervisor 技術和產品角度考慮：有可能用於填補 vSphere 空白的國內虛擬化產品都是基於 KVM 進行的開發。我們從 IDC 釋出的“2020 年中國軟體定義計算市場份額”中看到，有潛力成為 vSphere 虛擬化產品替代者的，是榜單上的華為、新華三、浪潮。2022 年 Gartner “Market Guide for Server Virtualization” 中則僅提到了華為和深信服。

注：阿里雲的虛擬化作業系統不單獨提供。

注：IDC 定義的“軟體定義計算”市場（Software-Defined Compute）主要包括虛擬化軟體、雲系統軟體（以 OpenStack 和 CloudStack 為代表的對抽象化的伺服器資源進行編排和控制，構建成雲基礎架構的軟體）和容器基礎架構軟體（包括容器引擎、編排系統以及倉庫等）。

再考慮虛擬化環境中使用的儲存：在國內使用者的 vSphere 部署中，大部分採用了集中式 SAN 儲存與之配合。那麼，替換 vSphere 的方案，也必須包含對集中式 SAN 儲存部分的考慮。比如，既有 SAN 儲存產品是否為國外品牌？是否在 vSphere 替換的同時，將 SAN 儲存也替換為國內自主研發的、符合信創要求的產品？

2021 年上半年的 IDC 報告列出的中國企業級外接儲存市場排名前三的華為、新華三和浪潮，採用的都是全自研的儲存產品。在 vSphere 的國內部署中，已經有很大部分使用者採用了這些國產儲存產品，以國產儲存替代國外同類產品，並不存在障礙。對於這一部分使用者， 首先考慮選擇成熟的 KVM 虛擬化軟體作為 vSphere 的替代者。虛擬化與儲存之間透過 iSCSI、NFS 等標準介面連線，這就為保留現有國產集中儲存、並逐步將非國產儲存產品進行替換創造了條件 。

針對這個方案需要注意的兩點是：

1. 雖然目前國內 IT 廠商具備了自主研發中端儲存的實力，但之前大多基於 x86 平臺，並非符合信創要求的產品。而基於海光、鯤鵬、飛騰等國產 CPU 的硬體，則需要全新的設計。 從“國產儲存”到“信創儲存”，整個產品的成熟和迭代週期會比較長。

2. 由於 SAN 儲存系統的複雜性，應對企業數字化業務快速增長的彈性需求已經捉襟見肘，目前 SAN 儲存的分散式和軟體定義轉型也已經是大勢所趨。這時也 可以選擇支援 vSphere 虛擬化的國內超融合廠商，先完成儲存部分的轉型和替換，再逐步實現對 vSphere 的替換。

2、置換為超融合 HCI

在虛擬化和儲存的改造過程中，有些使用者也有可能將“虛擬機器與外接儲存分離部署”的方式替換為更加簡單、彈性敏捷的超融合（HCI）方式。在這個領域，IDC 2021 年排名靠前的國產自主研發的超融合產品分別來自華為、新華三、深信服、浪潮和 SmartX，其中 SmartX 作為唯一獨立的超融合廠商，在金融行業超融合軟體市場佔有率排名第一， 以良好的口碑被 IDC 評價為“在金融行業得到青睞”。

從 SmartX 等廠商的金融行業案例可以看到， 對於現有基礎架構為 vSphere + SAN 儲存的使用者，將其替換為國產超融合方案已經得到生產環境的驗證 。同時，選擇國產自主研發的超融合產品不僅意味著實現 VMware 替換，更能 實現從傳統架構到分散式架構和軟體定義方式的轉型——簡化了虛擬化計算和儲存的層次結構，落地容易，彈性很好，按需擴充套件（通常 3 個節點起步），風險更低。

超融合架構除了具備軟體定義和分散式架構帶來的優勢，因為 包含了虛擬化、儲存這兩個核心元件，可以同時實現虛擬化層和儲存層的信創替代。從信創角度看， 國產超融合方案普遍基於標準的信創伺服器，實現了軟硬體的解耦，可以快速地適配 。隨著信創產品的不斷升級，標準化的伺服器和軟體也都可以快速迭代。同時，分散式的架構透過軟體方式解決系統冗餘問題，還能提升整個資源池的效能，減少了信創 CPU 在效能上目前的不足。

3、轉向整體私有云方案

國內的整體私有云解決方案大部分以 OpenStack 為基本技術棧進行開發。OpenStack 基於大量開源專案組成，並經過各個廠商的商業開發，形成了多種商用雲方案。OpenStack 全面的雲方案可以同時管理 IaaS 層的資源池（伺服器、儲存和網路），將不再需要分別從計算、儲存或網路的角度考慮對 VMware 的替換路線圖，而是從整體“私有云”維度進行重建。

根據 IDC 2021 年釋出的軟體定義計算軟體市場半年跟蹤報告，華為、新華三、浪潮、EasyStack 和九州雲，在主要體現 OpenStack 技術路線的“雲系統軟體”分類中排名前五。

基於開源 OpenStack 方案的一個優勢是，可以快速從社群獲得最新的功能。在 OpenStack 社群貢獻度排行榜上，國內雲企業近年來也名列前茅。

不過目前基於 Openstack、Ceph 構建的私有云方案，由於 模組眾多、商用化程度有限、穩定性欠佳，因而大部分部署在開發測試環境，不能實現對使用者架構的真正統一，沒有真正達到使用者雲化轉型的預期效果，在熱度過後，理性使用者已經開始更加謹慎地選擇類似的架構。

4、依託公有云技術棧的專屬雲

專屬雲（Dedicated Cloud）是以公有云為基礎，面向特定行業、特殊需求的雲客戶，提供全棧資源池的專屬解決方案。專屬雲客戶可以選擇在公有云上獨佔機架、伺服器和網路，透過基礎設施隔離獲得資源的專屬使用權和安全性，但專屬雲的建設和運維仍交由公有云提供商承擔。專屬雲打消了國內使用者對公有云資源共享模式帶來的安全合規、資料私密性等一系列顧慮，也在規模化部署、快速交付和集中運維方面享有了公有云深厚技術底蘊帶來的福利。國內的主要公有云服務商都可以提供專屬雲服務，通常面向規模較大的國企、央企、集團公司、金融等行業。

由於專屬雲所依賴的公有云技術在管理平面的開銷較大， 起步即要求幾十個節點（管理節點的要求）。這導致專屬雲的首次投入佔比大，而且普通使用者往往不具備運維這種規模的雲平臺的能力 。除了大型客戶以外，其他客戶很難承受其巨大的投入和運維壓力。

生產級替換評估要點

以上給出的幾種對 VMware 進行替換、升級的方式方法，也要根據不同行業、不同規模的企業使用者的具體情況進行適用程度分析和選擇。但無論哪種行業、何等規模的替換，都必須以“符合生產級要求”作為方案的核心評估準則。

替換方案的核心要求是“生產級”：如果選擇的替換方案在效能、可靠性、安全性和支援力度方面不能達到“生產級”標準，那麼為了替換而替換將對業務帶來直接影響，得不償失。

替換的可行之路是“取捨”：針對方案中的“生產核心”相關元件和功能，必須以最嚴格的要求衡量可用的替代產品和方案；而對於非生產核心相關部分，可以暫不替換，或者選擇接受現在還不那麼完美的自主研發方案。

對“生產級替換”的評估條件包括但不限於：

1、生產級穩定性、效能和實際案例

新方案必須具備在生產環境實際部署的案例，以及在真實生產中證明的穩定性和效能指標。前述國內主要的 IT 解決方案或雲運營商的產品和系統已經在國內客戶獲得了普遍的應用。企業和單位使用者需要根據本行業特點和本企業應用規模，在眾多方案案例中選擇最匹配的作為參考，從而建立對替換效果的準確預期。同時，在產品評估時更應該針對業務連續性和資料可靠性相關的能力，以及實際生產業務承載能力（而不是廠商“標稱”效能）進行評估。

2、開放性和相容性

VMware 已經形成了一個開放的生態系統，很多場景中，使用者僅僅使用了 vSphere 作為虛擬化系統，其餘元件都來自 VMware 生態圈的其他廠商，也有很多國內的軟硬體產品與 vSphere 相容共生。在國產化、自主研發和信創環境下，提高開放性和相容性，有助於促進原有配合 vSphere 的產品和方案快速轉向與國產虛擬化和雲端計算平臺的合作共贏。

3、信創適配狀況、自主研發能力、本地服務能力

在“停服”風險背景下選擇用於替換 VMware 的產品和方案，必然要考慮到新方案的自主可控程度，與國內的“信創”生態環境的適配程度，既要考慮現有信創硬體與軟體之間的適配，也要考慮提供商的自主研發實力，確保產品和方案的長期路線圖可以適應信創生態系統的不斷髮展。

不僅是產品和方案本身，被選中的新方案提供者是否具備足夠的技術服務能力，是否可以協助終端使用者完成遷移並穩定運維，也是一項重要的考慮因素。特別是，與具有成熟生態的商業方案相比，當前很多信創產品和方案僅能由原廠進行實施和維護，原廠服務人員的技術能力就成為了重要的影響因素。

結語

我們以上提供的僅僅是分析思路，希望能夠對每個企業、單位、組織，在選擇最適合自身特點的替換方案時有所幫助。

附：SmartX 超融合信創方案概述

基於 SmartX 超融合的信創雲基礎設施解決方案，包含了虛擬化、分散式儲存、網路與安全等核心元件，具備 金融生產環境驗證的“生產就緒”能力、核心元件的完全自主可控、充分適配及最佳化的信創生態、精簡的架構與靈活的擴容，可幫助使用者同時實現基礎架構的雲化轉型和信創轉型。

其中，SmartX 自主研發的分散式儲存，具備金融級的穩定性與可靠性，可以與 VMware vSphere 整合成超融合方案，讓使用者從儲存層開始實現對 VMware 的逐步替換。

同時，該方案為使用者提供 SmartX 原生虛擬化 ELF，基於 KVM 開發，結合底層分散式儲存實現效能深度最佳化，已在金融行業大量應用，並且有支援生產業務 Oracle RAC 資料庫的部署案例。

此外，該方案適配海光、鯤鵬、飛騰等國產 CPU，並已在諸多金融案例落地。

券商生產級信創雲案例

銀行生產級信創雲案例

金融行業信創代表客戶

參考資料

1. Gartner, “Market Guide for Server Virtualization”, Published 7 February 2022

2. Gartner, “Market Share: IT Services, Worldwide, 2021”, Published 8 April 2022

3. IDC, “China SDS and HCI Market Overview 2021Q4”, 2022 年 4 月

4. IDC, “Worldwide Software-Defined Compute Software Market Shares 2020”, 2021 年 6 月

5. IDC,《中國企業級外部儲存市場季度跟蹤報告，2021年第二季度》，2021 年 10 月

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