超融合领衔新一代存储

上个月发生在IT行业的一桩并购曾让不少人大跌眼镜。10月12日，戴尔宣布将以每股33.15美元的价格收购EMC，交易总价670亿美元，成为迄今为止IT市场最大规模的并购交易。不少人刚听说这则消息时，下意识地以为是EMC收购戴尔。因为论业界知名度、公司规模，EMC都在戴尔之上，如果论在企业级市场的经验，戴尔更得拜EMC为师。然而，事情的结果是戴尔成功收购了巨头EMC。

这一收购的背后除了资本层面的角力，我们还可以读出存储行业发展的大趋势。EMC是传统存储势力的代表，在存储行业的龙头地位迄今为止无人能够动摇。然而，面临的挑战也是显而易见的，越来越多的企业开始采用云存储和云计算，选择在昂贵的软硬件升级上烧钱的越来越少。与此同时，新一代存储高举分布式存储、软件定义、超融合等新概念，借着SSD成长之势快速发展壮大，从中小企业入手逐步进入高端存储市场，对传统存储构成不小的威胁。

实际上，在不少激进者的眼中，存储行业正处于转折之中或者说新旧势力的交替过程中，传统存储势力逐渐式微，新势力正伴随云计算迅速崛起。这其中，上升势头正猛的超融合无疑担当了领头羊的作用。今年以来，惠普、戴尔、华为以及VMware各大厂商纷纷超融合设备，而在中国市场深信服、青云等也都了类似产品，就是这一市场前景看好的佐证。

传统存储系统的困境

传统存储系统是昂贵的，特别是SAN所代表的高端存储，最贵也是其最容易被人诟病的地方。由于高端存储大都采用专用的硬件和专用的存储网络，使得存储在企业IT总投资中一直是不可忽视的一部分。以VDI项目为例，在存储和网络上的相关投资可能占到总投资的一半以上。而超融合架构正是以大幅降低投资成本作为切入点，很快在VDI市场站稳了脚跟。

高端存储的贵当然是有贵的道理。存储是一个高技术含量的领域，为了保证存储系统高可靠和高可用，涉及的技术众多，厂商的投入巨大。其中，有硬件方面的也有软件方面的。在硬件方面就包括担纲存储核心的控制器，如SAS控制器、FC控制器、以太网控制器等。在传统存储系统中对底层存储介质硬盘的管理也是一个投入很大的工作。众所周知，存储系统一般会指定专用硬盘，与普通硬盘相比，存储系统中的硬盘价格经常要高出不少，其最主要的原因不是这些硬件有多特殊，而是出于管理、性能等要求，存储厂商会对指定硬盘进行专门分析，因为这些硬盘的行为会影响上层的错误处理。当然，这种分析和处理是需要代价的。

而传统存储各种数据管理软件的开发也绝对是高技术含量，快照、克隆、镜像、精简配置、远程复制、压缩、重删以及现在流行的双活数据中心等等一个都不能少，少了一个可能就没有了投标的资格，而每一个都非常考验厂商的技术实力。

当然，所有这些研发成本投入最终都要用户来承担。不过，一直以来用户都默默忍受，为什么现在不行了？因为随着互联网爆发式增长，与几年前相比，今天的企业业务发生了很大变化，其IT环境相应地也发生了很多变化。比如，市场竞争压力加大、企业业务不断变化，这就使得IT环境面临很大的不确定性，特别是需求变化大，要求企业IT后台具有高度灵活性。另外，除了传统业务之外，一些新的业务，如大数据分析等，因为要处理海量数据，给后台的存储系统带来很大压力。然而，面对这些新兴业务传统存储尤其不擅长，成本高昂不提，更重要的是可扩展性不够、运维复杂，性能瓶颈频频出现，使得用户对传统存储开始说“不”。 中国惠普企业集团服务器产品部产品市场总监温洁

而SSD的普及加速了用户逃离传统存储。根据IDC的市场数据，今年全球SSD销量已经超过机械硬盘达到3.05EB了，到2016年会达到8EB，2018年则是19EB，每年都有50%以上的增长量。SSD带来的不仅仅是机械硬盘难望其项背的IOPS值，更有低功耗的特点，在横向拓展上也拥有更大的空间。而传统存储中由于要兼顾磁盘、磁带等无法充分发挥SSD的性能，反而还会因为兼容、系统规划复杂而造成了成本提升和管理难度加大。

在传统存储身陷困境之时，软件定义存储、Server SAN、超融合架构等新概念纷纷崛起，其中尤以超融合架构最为引人注目。

超融合崛起

超融合架构正变得越来越流行，因为它提供了一种更高效的存储方式，让存储贴近计算，从而大幅改善用户体验。由于超融合将硬件和软件整合到一个设备，并同时提供网络、计算和存储等多种功能，在大幅降低投资的同时简化了管理和运维，并且高度可扩展，从而受到了市场的认可。比如，在私有云环境中部署虚拟桌面基础架构（VDI），或建立大规模计算集群，目前都已有超融合的成功案例。当然，超融合不只是适用于这些场景，它能支持众多其他的虚拟化和非虚拟化应用。

实际上，超融合系统正在成为越来越多的软件定义数据中心的基本构建模块，而且专家们认为超融合的市场现在才刚刚开始，十分看好其未来。IDC预测，超融合市场2014年是3.7亿美元，2019年将达到39亿美元。另有市场研究机构估计，超融合系统目前的市场是5亿美元，但在未来几年它将快速增长到数百万亿美元。

为什么超融合基础设施有这样的市场潜力？技术的演进使然。在超融合出现之前，IT部门会给针对虚拟化和非虚拟化的工作负载单独设计和配置基础设施，网络、存储和计算分别单独设计，归属不同部门管理和运维。比如，存储区域网络（SAN）通常是单独的一个网络，运行在专有的硬件中，这些硬件与运行虚拟机的服务器是不同的硬件（VM），服务器透过专用网络设备来访问SAN。然而，这几年这些独立的系统正在慢慢趋于整合，原因当然各种各样，其中包括：

闪存变得越来越便宜，更灵活，也更被人认可。它提供了更高的性能和更低的读/写延迟。大部分的超融合产品从一开始就以闪存作为其存储解决方案，要么选用全闪存作为RAM缓存来提高性能，要么采用闪存与传统的磁存储组成混合阵列。

硬件日益便宜，虚拟化管理软件更专业，它更容易部署和操作超融合系统。管理这类设备不再需要专业技能。在超融合系统中存储、网络和计算等各种资源集成到一起成为一体机，能支持更多的虚拟机。根据需要这些一体机还可以扩展组成大规模的集群系统。这些设备大多是2U机架，可以方便地根据需要处理的虚拟化工作负载量动态添加。这些服务器占用更少的机架空间，可以更有效地利用电力，非常有利于降低功耗和冷却成本。

出于经济压力和敏捷性等需要，越来越多的数据中心正在向云迈进。数据中心需要更好的解决方案来解决一些大工作量负载如何使用虚拟化的问题。在这方面，谷歌、亚马逊和推特已经建设探索多年，今年很多企业的IT部门也开始使用它们的一些方法，超融合就是其中之一。

软件定义的数据中心其本质就是实现运营的高度灵活。根据负载快速匹配合适的计算和存储资源非常重要。多少年来，IT部门习惯于根据应用的类型和使用模式来采购和配置IT设备和基础设施。而软件定义的资源不必升级或改变的硬件就可以支持新的功能和带宽。

更好的分析和自动化工具可以计算工作负载所需资源。这些工具提供准实时信息，从而使得管理运营更灵活、响应更快速。

从融合架构到超融合架构

谈到超融合架构很容易想到前几年流行的融合架构。市场上被大多数人熟知的甲骨文的Exadata一体机就是融合架构的代表，除了甲骨文之外，VCE和惠普都是融合架构的主要倡导者。

众所周知，传统的IT基础设施是由网络、存储、系统管理和软件构成，不同设备和系统由不同的人来管理。但在过去的十年中，随着虚拟化技术日益流行并俨然成为数据中心中的标配，这一切正在悄悄发生变化，网络、存储和服务器紧密地绑定在一起，并趋于融合。融合架构就是这一趋势的具体体现，融合架构的本质就是将计算、存储、网络紧密集成，并附加上相关的管理软件，作为一个整体交付给客户，一体机是这种集成设备的主要表现形式。其一般针对专门的应用场景进行过预配置和优化，因此运维非常简单。

尽管融合架构中也有软件，但融合架构的本质是硬件的集成，这也是超融合架构与融合架构最大的区别。超融合的核心是软件，也就是软件定义的架构。根据超融合架构的主要厂商Nutanix关于超融合的解释，超融合系统将核心存储、计算和存储网络功能集成到单一软件解决方案或设备中。具体而言，超融合系统将存储和计算功能集成到一个单一节点（或节点集群，每个节点都提供计算和存储功能），除此之外，所有超融合系统都具有以下功能：

1. 分布式文件系统或其他可以担任数据组织、管理和接入平台的对象存储;

2.其管理程序除了提供硬件抽象层之外还提供工作负载连接、管理和容器化。此外，管理程序承载着基本的管理软件，可管理平台，也可用于启动服务器硬件。

3.以太网交换机（可选）提供可扩展的高可用。不过，这里的交换和联网不是用于连接计算与存储层，而是为存储和计算栈提供高可用性和弹。

超融合是融合架构的细分

“超融合是融合系统细分出来的市场，产生的原因是客户需求和技术发展的不断演变，因为很多客户希望用一种带有内置存储的分布式计算节点，来实现一些以前用专用存储实现的应用。”中国惠普有限公司企业集团服务器产品部产品市场总监温洁告诉记者。

她认为超融合的核心理念是借助软件定义存储的产品通过内置磁盘的分布式计算节点，实现以前通过专用存储实现的应用，从而在成本上实现了极大的节约： 不再需要部署高级复杂的存储系统，帮客户改善了整个成本结构。

当然，坊间关于超融合架构与融合系统还有一个比较简单的分别方法。在一个融合的基础设施，每个组件中都是一个可以独立的部分组件，可以单独使用，比如服务器可以被分离用作服务器，存储部分也可以分开用作存储。而在超融合的基础设施，核心技术是软件定义，在本质上其功能是通过技术集成实现，并不能被分解成单独的组件，也就是说，独立后并不能完成现在的功能。

以桌面虚拟化（VDI）为例，在非融合架构中，物理服务器上运行着虚拟化管理程序，它负责管理在这台服务器上创建的每个虚拟机（VM）。这些物理机和虚拟机上所有的数据存储在直连存储（DAS）、网络附加存储（NAS）或者存储区域网络（SAN）上。而在一个融合体系结构中，存储直接与物理服务器相连。为了保证高性能，通常会用闪存作为存储介质，或者全部用闪存，也可以部分用闪存――这部分闪存用作磁盘的缓存。

在超融合架构中由一个服务器负责存储控制器的功能，它运行在集群中的每个节点，用以保证可扩展性和弹性。市场上的几个主要供应商如Nutanix、SimpliVity以及 VMware等提供的解决方案都是这种架构。以Nutanix为例，存储控制器原本是SAN存储系统中的一个组成部分，但在Nutanix的系统它成为了Hypervisor层的一个软件服务，为每个虚拟机提供存储服务。这种软件定义存储的方式把集群中所有服务器中的本地存储集中起来配置为一个单一的存储池。为了保证最快的响应时间，那些需要保持本地的数据可以存储在本地，而不经常使用的数据则可以存储在有多余存储容量的其他服务器上。

软件定义存储是核心

如上所述，在超融合架构中存储服务替代了传统存储系统中存储控制的能力，从而实现了存储管理的高度灵活，并降低了管理成本。这里的存储服务正是软件定义存储的核心功能之一，而超融合架构是软件定义存储的具体实现。

作为软件定义数据中心的一部分，软件定义存储与软件定义网络、软件定义安全、软件定义计算共同构成了软件定义的数据中心。软件定义数据中心的提出者VMware对软件定义的数据中心有过理想化的描述，在一个软件定义数据中心中存储、网络连接、安全和可用性都高度抽象、池化和自动化，整个数据中心由软件自动控制，而软件定义存储就承担了其中存储服务的功能。

具体而言，软件定义存储负责根据请求自动分配应用所需的存储资源，而无需人工干预，从而将存储管理员从枯燥重复的建卷、映射卷等简单工作中抽身出来，转向定制策略这类更高级的工作。可以说，目前市场上大部分的超融合架构都是基于软件定义存储扩展而来，它们运行在各个节点上，聚合各个节点中的存储形成一个共享存储池，供集群中的所有虚拟机访问。

还以VMware去年推出的超融合架构EVO：RAIL/RACK为例，其核心正是软件定义存储解决方案VSAN。VSAN的最大价值就是能把服务器内部的存储资源聚合起来成为一个资源池，进行统一调度，并依靠软件自身来解决备份和可靠性问题。它摒弃了专用存储网络，正因为不需要专门的共享存储系统，因而大大降低了存储成本。

从某种程度上说，软件定义存储正是超融合降低存储成本的关键。由于在超融合基础设施中原本由存储控制器完成的功能成为了一项软件服务，而不像SAN或NAS需要昂贵的硬件。同时，和存储控制器在SAN和NAS环境中所做的一样，虚拟机管理程序以同样的方式和存储服务进行通信，而无需重新配置存储，从此IT部门无需再配置LUN、卷或者读写权限组，这就极大地简化了存储管理功能。

值得一提的是，超融合架构并非一定要购买一体化的设备，尽管这是当下市场的主流，用户自己也是可以DIY的，前提是企业技术能力够用的话。实际上，对于那些希望利用现有的硬件来实现超融合基础设施，也有厂商提供类似融合基础设施这样的解决方案，可以用以集成现有服务器、存储和网络设备，再加上软件定义技术来实现超融合。Atlantis就提供这样的解决方案。它提供了一种软件定义的存储系统，可以将直接连接存储（DAS）转变为混合阵列，从而提高可以共享存储的虚拟机数量，来有效地创建一个超融合基础设施。Atlantis的解决方案的核心是Atlantis USX――这是一个驻留在虚拟机和存储基础设施之间的软件平台。VMware的VSAN也大体属于这一类。

不止适用于VDI

目前，市场上关于超融合系统解决方案很多，应用场景也很多，不过，大部分都集中于VDI场景，因此VDI也被认为是最适宜超融合系统的应用场景。这是因为VDI具有一个非常鲜明的特点：不同用户的桌面之间的相关度很少，基本上计算只需要访问本地的存储资源即可，而一旦采用SSD应用体验改善非常明显。同时，由于不用专用存储，在投资上的节约非常显著。因此，在很多新的VDI项目大量采用超融合设备，根据Nuntanix的说法，大约60%的应用场景集中于VDI。

不过，也不要把超融合系统完全限定于VDI。Nuntanix中国区总经理黄莺就告诉记者，“目前超融合架构最大的障碍还是虚拟化，只要是实现了虚拟化的数据中心，Nutanix都可以适用。”

她介绍说，在Nutanix的客户案例中，国外最大的客户达到600个节点，政府行业也有上千节点，应用场景覆盖多个领域，而不单是VDI。比如，中国的深航货运就是非VDI的应用，深航货运采用服务器虚拟化，跑oracel数据库，规模在20～30个节点，90%的应用跑在Nutanix平台上。

目前，超融合在节省总体投资、简化运营、高度可扩展等方面的优势已经得到认可。不过，在真正部署超融合项目时还有些值得注意之处。其一，目前超融合架构的项目基本都是新建的项目，很少有现有系统的升级改造。这是因为超融合采用不同于传统IT架构的架构，比如一般不兼容传统存储，这也成为超融合在普及过程中面临的一个挑战。因此如果企业要部署超融合设备，如何和现有基础设施整合、进行统一管理是需要考虑的问题。还有，超融合项目还有一点值得注意，就是如果试点方案证明不成功，硬件也不能解耦用作他用。

另外，虽然超融合架构中硬件是中立和开放的，可以极大地降低采购和维护成本。然而，因为在超融合基础设施中，软件是一个非常重要的组成部分，因此初始投资也可能会很高。

目前，有很多公司提供融合基础设施解决方案（包括零部件和系统），用户有充分的选择余地。不过，在超融合市场厂商主要以初创公司为主，即使在这个行业名声最大的Nutanix也不过成立于2009年，因此，对于关键任务工作要交给这些公司充分测试是必要的。

当然，并不是所有提供超高融合产品的公司都是初创公司，也有一些早已成名的大公司提供超融合的解决方案，比如惠普、VMware以及EMC、NetApp、思科等。其中，VMware的情形有点独特，因为EVO：RACK和EVO：RAIL，严格地说还不是一个完整的解决方案，其底层还需要合作伙伴的硬件。为了保证方案的可行性，VMware采用认证的办法，这些认证的厂商包括惠普、富士通、浪潮等，用户如果要选择超融合产品可以直接通过它的这些认证合作伙伴。

另外，有必要提醒的是，企业要建立超融合架构的环境并不仅仅是更换一些设备，它需要以一种完全不同的方式来看待企业的基础设施，同时，对IT工作人员也有不同的技能要求。 戴尔大中华区存储总经理李海平

快速成长的超融合市场

超融合系统市场正在迅速成长。虽然传统的存储基础设施供应商仍然保持最大的市场份额，但软件定义和超融合存储供应商后来居上，在细分市场增长很快，成为市场的新锐力量，反过来又威胁传统存储厂商的市场。IDC的报告指出，2015年超融合系统销售（包括硬件和软件）将翻番，超过8亿美元，从2014到2019其年增长率将近60%。在过去的一年里，已经有大量的产品，大量风险资本投向初创公司，数十家企业进入这个市场，他们中不乏知名存储和软件管理供应商。

顺便提一句，IDC将超融合系统定义为那些包含分布式文件系统或对象存储以及虚拟机管理程序（Hypervisor）的集成系统，它们通常还带有以太网交换机，尽管这可以根据具体目的可选的。这个市场的领导者包括Nutanix的虚拟计算平台（Virtual Computing Platform）和SimpliVity的OmniCube和OmniStack存储设备。它们占据了超融合基础设施市场的绝大多数份额。除这两家之外，还有一些传统存储设备商值得注意，比如戴尔和惠普。虽然是超融合市场的后来者，但是它们都因为能在超融合系统提供很多附件的管理工具，也成为这个市场的重要力量。

另外，EMC和VMware也是超融合市场的两个不可小觑的玩家。EMC专门针对这个市场收购了一家名为ScaleIO的厂商――它提供一个纯软件的针对超融合市场的解决方案。VMware在去年推出了VSAN和EVO：RAIL/RACK，前者将vSphere管理软件的能力扩展到管理虚拟的存储资源，而后者则是完全针对超融合市场而来，起配为4个节点，每个安装有VMware的ESXi，与冗余的存储、交换和网络相连。

中国市场尽管在超融合的采购上落后欧美，但市场同样热闹，除了上面提到的Nuntanix、惠普、戴尔、VMware之外，也有很多本地厂商推出了自己的产品。比如华为依托其FusionStorage推出的FusionCube 6000就是一款超融合系统，国内的超融合厂商天玑数据的Pridata也是一款分布式超融合产品。此外，深信服、锐捷、青云等也都宣布推出了自己的超融合一体机。

颠覆还是补充？

如今，超融合架构是以颠覆者形式出现在市场上，在相关厂商的宣传中也不乏这类字眼。那么，超融合究竟将对传统存储市场带来什么影响？

“对传统存储市场的影响是显而易见的，特别是高端存储，会直接带来采购量的减少。” 戴尔大中华区存储总经理李海平告诉记者，超融合架构会呈现加速发展态势，未来存储与服务器将会是一体的，因此纯存储厂商将会越来越困难，而同时拥有服务器和存储在市场竞争中将占有优势。“没有服务器就没有未来。”他说。

他介绍说，戴尔存储目前有两大关注重点，一个是闪存，另一个就是超融合，并为此早早进行战略布局，其中去年和Nutanix签署合作协议，推出XC系列超融合设备就是这一指导思想下的产物，而今年以来XC系列取得了非常好的销售业绩。

值得一提的是，戴尔并不是超融合市场领头羊的Nutanix唯一合作者，不久前联想也宣布与Nutanix建立战略合作伙伴关系，共同致力于开发、推广与销售搭载Nutanix软件的联想全新超融合设备产品家族。

业内专家也指出，不能指望超融合取代传统存储或者取代融合系统，一统天下，未来很长时间传统的磁盘阵列所代表的高端存储依然会存在，只是其应用的规模会逐渐下降。中国惠普有限公司企业集团服务器产品部产品市场总监温洁就对关于超融合将取代融合系统的说法不认可。她认为，未来在融合系统的产品线下，传统的融合系统和超融合系统将并行存在、并行增长，只是复合增长率有些不同之处，后者可能会更高些。

但也有观点认为，就长远来看，超融合和传统存储会走到一起。中国惠普有限公司企业集团存储事业部产品市场总监徐润安就持这种观点。

在惠普内部，将传统存储和超融合设备分别称为系统定义存储和软件定义存储。他认为，系统定义存储发展了这么多年，技术有了长足进步，并衍生出闪存等新技术，以满足可靠性、可用性、性能。而另一边，随着软件定义势力逐步增强，这两者在未来某一天会融合到一起。

“不过，这个将来是三年、五年还是十年？现在还无法下定论。但是从厂商的角度而言，我们现在的解决方案能够满足用户在各种不同应用场景下的所有需求，并确保用户的数据、用户的业务在不同场景下的无缝迁移和流动。”徐润安说。