超融合資料中心如何搭建？有哪些優勢？

導語

隨著全社會數字經濟的發展，企業的數字化轉型正加速推進。這其中，佔據所有企業數量 99.8% 的中小企業，像是社會的毛細血管廣泛遍佈在各個領域，相對大企業對市場更敏感、決策更靈活。這些因素本應有利於數字化轉型，但實際上並不如此。目前中小企業正處在數字化轉型的最初級階段，真正透過數字化增加獲利的案例極少（少於 3%）。其中的原因可能有許多，但其中極為重要的一點是：數字化轉型對 IT 的依賴極大，而當中無論是資金還是技術的投入，對於中小企業來說也是不小的負擔。本文以此為背景，希望透過以下解析，幫助企業打造經濟、彈性、可靠的 IT 基礎架構，從而加速數字化轉型與業務創新。

中小企業資料中心 IT 基礎架構需求特點

基礎架構核心需求

降低成本

IT 預算通常比較緊張，甚至每年的投入也不是十分固定，因此對基礎架構建設成本極為敏感。大多數情況下企業對於基礎架構的效能、功能要求並不是太苛刻， IT 管理者更關注的是如何在滿足當前資源需求的情況下，實現最小化投入。

簡化管理

中小型資料中心通常缺乏專業的 IT 管理人員（或人數極少），複雜的 IT 設施為運維人員帶來較大壓力。基礎架構設施的使用和運維的簡易度，是重要考量之一。

空間節省

中小型資料中心使用者通常會選擇自建機房，但條件比較一般，面積較小，通風、製冷能力不充裕，甚至經常遭遇停電。也有一部分使用者選擇 IDC 託管服務，這種模式是按機架空間、電力需求等進行付費，並且由於機房是共享的，機架經常是不連續的，因此空間同樣也是比較緊張的。

快速上線

反應快、決策靈活是中小企業的優勢，因此使用者不太會接受一個新業務系統的上線需要花費好幾個月或者更長的時間。因此需要基礎架構能配合業務快速部署，投入使用。

穩定可靠

中小型資料中心使用者普遍缺乏複雜 IT 解決方案的運維經驗，更傾向使用小巧、穩定、容錯能力強、易於運維的 IT 基礎架構。

採購場景

中小企業在資訊化建設過程中，根據自身特點以及行事習慣，衍生出了幾種常見的基礎架構設施採購場景。

資源整合

由於缺乏經驗，前期建設較為隨意，導致裝置雜亂，難以管理，整體資源利用率低等問題凸顯。透過採購新的基礎架構設施和相關技術，達到整合資源、提升利用率、簡化管理的目標。

資料中心改造

由於預算緊張，使用者資料中心並不能做到定期更新硬體裝置。達到使用年限（或者效能和穩定性已明顯下降）的裝置逐漸累積，需透過資料中心改造專案對基礎架構設施進行更新。

大型/核心業務上線

由於業務發展需要，上線較為重要的新業務系統，如製造企業上線 ERP 系統、MES 系統等。這類系統對於企業正常運轉至關重要：資源需求量較大，對效能與可靠性也有一定的要求，原有資源可能無法滿足系統的要求，因此單獨立項進行採購。

基礎架構資源需求模型

一般中小企業的業務系統數量不算很多（10 個業務系統以上），因此虛擬機器的規模也不會太大，一般介於 45 VM – 150 VM 之間。常見的虛擬機器硬體配置如下：

配置	小型 VM	中型 VM	大型 VM
vCPU（core）	2	4	8
Mem（GB）	4	16	32
vDisk（GB）	50	200	500

一方面考慮到中小企業比較偏愛使用 Windows 作業系統，這樣幾乎不太可能用到小型 VM 的配置；另一方面業務系統壓力較小，配置大型 VM 的業務系統也不多。因此，綜合考慮選取中型 VM 作為資源計算的基準。按照一臺中等配置的伺服器計算，大約可以容納執行 15 臺中型 VM ，後面將以這個標準對比不同方案的特點。資源總量計算如下：

規模	vCpu(Core）	Mem(GB)	vDisk（GB）
45 VMs	180	720	9000
60 VMs	240	960	12000
75 VMs	300	1200	15000
90 VMs	360	1440	18000
105 VMs	420	1680	21000
120 VMs	480	1920	24000
135 VMs	540	2160	27000
150 VMs	600	2400	30000

市場上常見的方案

針對中小企業，基於虛擬化下的幾個常見基礎架構解決方案：

方案名稱	組成	特徵
方案 A	物理伺服器、虛擬化軟體	虛擬機器資料存放在伺服器本地硬碟，無共享儲存，虛擬機器無法支援線上遷移、HA 等業務連續性功能
方案 B	物理伺服器、集中式儲存、儲存網路交換機、虛擬化軟體	虛擬機器資料存放在集中式儲存中，透過 SAN/iSCSI 網路訪問共享儲存，虛擬機器可支援線上遷移、HA 等業務連續性功能
方案 C	物理伺服器、乙太網交換機、超融合軟體	虛擬機器與資料儲存高度融合，虛擬機器可支援線上遷移、HA 等業務連續性功能
方案 D	公有云	虛擬機器與資料都部署在公有云，極度依賴外部網路訪問

由於無共享儲存的方案（方案 A）有較多的侷限性：一旦遭遇伺服器故障，系統恢復時間（RTO）基本是以天為單位進行計算；資料可靠性難以保障，擴充套件能力也差，整體資源利用率較低。即便這種方案有成本上的優勢，但諸多的問題使得企業使用者也逐漸放棄這種方式；因此，下面分析中將不考慮這種方案（方案 A）。對於方案 C，我們以 SmartX 超融合為例，在下文中進一步與方案 B 和 方案 D 進行對比。

SmartX 面向中小型資料中心的超融合解決方案

方案組成

SMTX OS 超融合軟體

軟體許可	規模限制	虛擬化平臺支援	許可特點
SMTX OS 基礎版（推薦）	單叢集規模最大 5 節點	僅支援 SmartX 內建虛擬化平臺 ELF	軟體長期使用，服務費按年付費（初次購買至少 3 年服務），服務到期後按年續費
SMTX OS 基礎版訂閱許可	同上	同上	軟體和服務按年訂閱（至少 1 年），軟體許可非長期
SMTX OS 標準版	單叢集規模最大 16 節點	支援 SmartX 內建虛擬化軟體（ELF） or VMware ESXi	軟體長期使用，服務費按年付費（初次購買至少 3 年服務），服務到期後按年續費
SMTX OS 標準版訂閱許可	同上	同上	軟體和服務按年訂閱（至少 1 年），軟體許可非長期

SMTX Halo 超融合一體機

配置	Halo 7200L（通用型）	Halo 8100s（空間節省型）
CPU	2*Intel® Xeon® Silver 4310	Intel® Xeon® Silver 4310
Mem	256GB	256GB
SSD	2*960GB	2*960GB
HDD	5*4TB	4*2TB
NIC	2*10GbE，2*1GbE	2*10GbE，2*1GbE
OS Disk	2*240GB M.2 SSD	2*240GB M.2 SSD

乙太網交換機

配置	數量	描述
萬兆網路交換機	2	8-port 10G + 24-port 1000M 或者 16-port 10G

方案優勢分析

穩定可靠的私有云平臺

SmartX 超融合產品核心分散式儲存軟體是完全自研的，掌握核心技術。SMTX OS 超融合軟體廣泛應用在金融、製造、醫療等行業，經歷了長時間的嚴苛考驗，無論是穩定性、可靠性以及效能都非常值得信賴。它具備眾多企業級的特性：

• 掉電保護：專門的機制應對伺服器突然當機/掉電場景，保障資料可靠性；重新來電後叢集自動恢復，避免人工介入。
• 虛擬機器高可用：伺服器遭遇故障，3 分鐘內虛擬機器自動遷移到可用的伺服器上並恢復。
• 多副本冗餘保護與自動資料恢復：硬碟故障自動觸發資料恢復，更省心。
• 異常磁碟自動探測和隔離：將快要故障的硬碟自動隔離，降低故障風險。

SMTX OS 內建了 SmartX 自研虛擬化軟體 ELF（核心基於 KVM），它是一款企業級的虛擬化軟體。不少企業使用者都採用該方案 替代 VMware 虛擬化。使用 ELF 虛擬化，使用者支付無需額外的許可費用，同時享受 SmartX 提供的企業級支援和服務，確保使用者無後顧之憂。

降低 CapEx

以上文提到的中型 VM 配置作為模板，分析傳統架構（方案 B）、SmartX 超融合架構（方案 C）、公有云（方案 D）三種方案在不同規模下的 CapEx 情況。

支出明細說明：

方案名稱	支出組成
傳統架構	DELL R750 伺服器（每臺伺服器支援 15 VM）SAN 儲存裝置（參照 DELL EMC Unity 雙控混閃中低端儲存）SAN 交換機（兩臺）與光模組VMware vSphere 軟體許可及服務
SmartX 超融合	SmartX Halo 7200s 一體機（每臺伺服器支援 15 VM）10GbE 網路交換機（兩臺）與一體線纜SMTX OS 基礎版軟體許可及服務
公有云	阿里通用型虛擬機器 ecs.g5.xlarge 高效雲盤-系統盤（40GB）高效雲盤-資料盤（16GB）

為了簡化模型，以上支出只包含虛擬機器的計算、儲存及儲存網路方面的支出。

3 年期內單個虛擬機器的成本曲線：

從 3 年期的成本分析可以看到，在 45-150 VM 規模下，SmartX 超融合解決方案 1 虛擬機器/年的成本約為 2500 左右， 雖略高於公有云的解決方案，但明顯優於傳統架構，成本下降範圍為 14%~41%，平均節省 25% 以上的支出。

5 年期內單個虛擬機器的成本對比：

當使用年限擴充套件到 5 年（通常企業以 5 年為期進行資產管理），SmartX 超融合解決方案的 CapEx 是最低的，單虛擬機器成本約為 10000 左右，而公有云的成本已上漲到接近 12000 。 在 5 年場景下，SmartX 超融合虛擬機器成本相比傳統架構平均節省 25% 的支出，相比公有云方案平均節省 17% 的支出。

管理簡單

輕鬆掌控一切

• 一個介面管理完成所有工作：web 管理介面，容易上手；虛擬機器、硬體、儲存、網路統一管理。
• 擴充套件方便：插上硬碟，一個點選就能擴容儲存，自己都能做，非常便利；線上新增節點，不影響業務執行。
• 線上升級：線上滾動升級，無需停機，告別低效的加班工作。

豐富的資料保護手段

• 多副本冗餘保護，當遭遇硬碟故障，系統可自動完成資料恢復。
• 虛擬機器回收站，拒絕手滑：虛擬機器誤刪除後，可從回收站快速恢復。
• 使用快照計劃保護虛擬機器：定時執行快照，一分鐘內快速恢復虛擬機器。

告別雜亂的機房，還你“低碳”機房

撇除笨重的儲存裝置

• Halo 8100s 高密度一體機  2U 空間內整合了  4 臺伺服器，以最精簡的方式構建小型叢集，且無需單獨購買儲存裝置， 可節省 60% 機架空間。融合架構， 節省電力 25% 以上，低碳環保。

卸下沉重包袱，化零為整

• 用 CloudMove 遷移工具，將老舊伺服器及應用整體遷移至 SMTX OS 上，輕鬆淘汰過保、低效的硬體。
• 大幅減少佈線，提升網路利用率，降低資料中心管理難度。

快速就緒

• 一體機預裝超融合系統，接上電源，1 小時完成叢集部署。
• 免費的 v2v 遷移工具，輕鬆、快速完成 VMware 虛擬機器的遷移工作。

閱讀 ，進一步瞭解 SmartX 超融合。