內容導讀

傳統架構的擴容往往難度高且風險大，主要受制於集中式儲存。超融合（HCI）將計算虛擬化和分散式儲存進行一體化融合部署，與傳統的“虛擬化+集中式儲存”模式相比，不僅精簡了裝置層級和數量，簡化了配置管理步驟，良好的彈性帶來的按需投資能力也成為使用者選擇超融合的重要因素之一。

相比於業內大部分超融合產品，SmartX 超融合為使用者提供了更加彈性、靈活的擴容選擇。作為“軟硬體解耦”技術路線的堅定實踐者，SmartX 的超融合軟體適用於主流品牌的伺服器，且支援多種主流硬體的相容。特別是對於由通用機械盤或 SSD 構成的儲存資源池，SmartX 的儲存管理和 I/O 加速技術表現得更為靈活，允許使用者以更大自由度選擇伺服器和相關裝置元件進行擴容。 SmartX 超融合提供了以下資源擴容方式：

線上 新增節點內的儲存裝置。

儲存擴容的顆粒度細化，即便只增加 1 塊 HDD 或 SSD，也能被順利融入整體資源池。
採用冷、熱資料自動分層模式下，快取層和資料層可分別擴容，支援線上新增、替換儲存裝置。
對於採用全閃盤的叢集，支援“不分層”模式，提高高效能儲存裝置的利用率，所有 SSD 均可線上新增和替換。
擴容後的資料儲存在不影響業務的情況下自動均衡，無需人工干預。

在叢集內 線上 添加節點擴充套件計算和儲存資源。

同一叢集內，支援由不同品牌、不同型號和不同儲存配置的伺服器組成資源池。
擴容後的資料儲存在不影響業務的情況下自動均衡，無需人工干預。

透過多叢集管理平臺 CloudTower 實現更大範圍的資源池建設和統一管理。

以下，將詳細介紹對叢集中的儲存資源進行擴容時的要求和注意事項。

SmartX 超融合儲存資源配置和擴容方式

SmartX 超融合叢集中，每臺伺服器對本地盤（HDD 和/或 SSD）配置的最低要求如下：

叢集中應包含至少 3 臺如上表配置的伺服器，這是最小規模的超融合叢集。如果在 SmartX 超融合叢集中需要更多儲存和快取容量，可以有以下幾種擴容方式：

1.增加節點上的資料盤和快取盤

在叢集的任一節點上新增任一塊硬碟作為資料盤，該硬碟的容量都將被加入叢集的儲存資源池。

允許每個節點上存在不同容量的硬碟、允許叢集上存在硬碟總容量不同的節點，SmartX 分散式儲存技術可以智慧調節各個節點、每個資料盤上的儲存量，以達到節點和硬碟上的儲存量平衡。
出於儲存效能考慮，推薦各個節點上所有資料盤使用同樣效能的產品（比如：同為 7200 RPM 的機械盤）。
推薦各個節點上所有用作快取的 SSD 也使用具有同等效能和耐久度的產品（比如：同為 IOPS=50,000 且 DWPD=3 ）。

在完全基於新購硬體搭建的叢集上，很容易做到所有伺服器節點上使用型號和容量完全一致的硬碟。但實際情況是，很多使用者需要在已有叢集上進行擴容，或利用舊伺服器重新搭建叢集。這就不太容易在所有節點上實現硬碟的完全一致性。 SmartX 透過自研的儲存管理和排程技術，可以彌補節點上的硬碟型號和容量的差異化，在硬碟資源層面上實現“異構”。

新增節點上的資料盤時，需要注意以下三點：

SmartX 超融合叢集中，每節點所有資料盤之和不能超過 80 TB。
快取盤與資料盤的容量比例不應低於 10%——如果增加了資料層硬碟的總量，則有可能需要相應地新增/替換快取盤。
單節點最多支援的快取層總容量為 16 TB。

在每節點上的快取盤和資料盤都有冗餘保護的情況下，可透過管理介面的配合操作，進行逐盤線上替換，不會導致儲存的資料丟失或服務中斷。

2.在叢集內增加節點數量

在已有的超融合叢集內新增更多伺服器節點，則可以同時增加叢集內部的 CPU、記憶體和儲存資源。或者，如果單伺服器節點內部的硬碟已經無法繼續擴容，也可以透過在叢集中增加節點的方式來進行擴容。

如果同一叢集內的伺服器型號及元件能夠做到完全一致，當然會具有更好的效能和可維護性。但很多使用者在對已有叢集擴容時已經無法購買到原有的伺服器或元件型號，不得不考慮在叢集中混用各種伺服器的可能性。如前所述，SmartX 超融合在自動化智慧平衡各個節點、各個硬碟的儲存資源方面可以提供有效的方法，因此可以支援將不同型號和配置的伺服器組成“異構”叢集。

對新加入叢集的伺服器，如果不能與叢集中現有節點保持完全一致的配置，至少應符合以下要求：

必須與原有伺服器採用同樣的 CPU 架構，但不強制要求使用同樣品牌的伺服器。
所有相關元件必須符合 SmartX 硬體相容列表的要求。
節點上本地儲存裝置（HDD 和/或 SSD）組成結構（“全閃”或“混合”、“分層”或“不分層”）應與現有叢集內的伺服器保持一致，但不要求使用同樣的型號和容量的儲存裝置。

注：SmartX 支援的 CPU 品牌為：Intel、AMD、鯤鵬、海光。SmartX 支援的主流伺服器品牌為：戴爾、聯想、超微、惠普、華為、神州數碼、浪潮、新華三、中科可控、超聚變。

使用者可以不斷向叢集內新增新的伺服器硬體來擴充叢集規模。新伺服器硬體往往具備更高的效能和容量密度。

3.多叢集統一管理和虛擬機器遷移

SmartX 超融合軟體 SMTX OS 單叢集最大支援 255 個節點，最大儲存裸容量 6PiB。但在單叢集中配置很多節點和儲存資源，勢必會增加管理複雜度；而且使用者往往希望基於業務的型別劃分不同資源池或希望控制叢集規模，降低單叢集內多節點同時出現故障的風險，那麼擴充套件為多叢集是很好的選擇。多個超融合叢集可以透過 SmartX 管理平臺 CloudTower 進行統一管理，實現可持續橫向擴充套件，來提供更大的資源池，而不受單一叢集節點數限制。

CloudTower 可以在一個集中的管理體系內，透過分叢集管理，縮小每個叢集進行維護操作時的影響範圍，實現叢集服務水平的提升。

虛擬機器可以在 CloudTower 2.0 統一管理的多個叢集之間進行遷移。在不同場景下，可以提供熱遷移、分段遷移、冷遷移三種模式，詳見《 SmartX 釋出管理平臺 CloudTower 2.0 版本》。

不同超融合廠商的擴容方式對比

不同超融合廠商的技術體系和具體實現方式不同，在進行超融合叢集擴容時，面臨的選型和限制也不相同。下表對比了 SmartX 與 VMware 在超融合叢集擴容方面的異同：

（點選檢視大圖）

對比小結：

vSAN 叢集中的伺服器節點如果不滿足盤組一致性、節點一致性要求，會導致叢集整體 I/O 效能下降嚴重，因此 vSAN 叢集設計都是以硬體一致性為前提；雖然叢集可以短時間內執行在不一致的硬體配置上，但無法以此支援生產級的效能和可靠性。
基於 SmartX 超融合構建的叢集則為使用者提供了多樣化儲存擴容的選項，並且得到了實際生產環境的驗證。

靈活擴容背後的 SmartX 分散式儲存技術

SmartX 超融合的彈性靈活擴容，很大程度上來源於 SmartX 分散式儲存技術的實現機制。它基於自主研發的分散式檔案系統 LSM，將伺服器上本地硬碟（ SSD + HDD）資源進行池化。虛擬化儲存資源池透過 SmartX 研發的後設資料元件進行管理，後設資料記錄了叢集所有節點本地硬碟資源的資訊，使得超融合叢集中的儲存資源調配可以做到更加細粒度、更加精確的控制。這種控制的優勢一方面體現在效能方面，另一方面體現在叢集的靈活性，如副本分配策略的調整、副本存放位置的選擇、資料儲存以及 I/O 訪問本地化、節點間資料平衡的控制等。

這些特點加強了超融合伺服器上的儲存資源的靈活性，提高了對不同伺服器節點、不同硬碟容量的綜合排程能力。叢集規模只需 3 個節點起步，IT 運維人員可以在工作時間插入和新增新硬碟，即可完成儲存資源的擴充套件；也可以在不停機的情況下新增伺服器節點，同步擴充套件計算與儲存資源，後臺將自動地完成資源的池化和平衡，使得資源可以實現“即插即用”。

使用者案例

目前，已有越來越多的使用者，在實際部署環境中充分利用 SmartX 超融合的靈活擴充套件能力，不僅實現了資源池的按需投資和擴充套件，同時透過靈活的選擇獲得最優的方案配置。

以五礦期貨某超融合資源池的硬體擴容與替換為例，從最開始的 4 節點純軟體（基於 SmartX 原生虛擬化 ELF）逐步擴容到 10 節點，先後使用過的伺服器型別包括超微四子星、PowerEdge R740xd、PowerEdge R730 。在整個過程中，五礦期貨在保障業務“0”中斷的情況下，在叢集擴容的同時完成了對部分伺服器的升級替換。五礦期貨的 5 個資料資料中心內的 7 個叢集，也透過 CloudTower 實現了跨地域統一資源管理。可閱讀《五礦期貨超融合硬體平滑升級與多資料中心管理實戰》瞭解詳情。

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