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Nutanix 超融合平台技术原理Nutanix身处于超融合基础架构（Hyper-Converged Infrastructure，或简称“HCI”）领域的领导地位，IDC数据2014年显示，其目前的市场占有率为52%，占据了HCI市场的半壁江山。图IDC 年全球超融合市场在Gartner于2015年8月必威体育精装版给出的集成基础设施魔力象限中，Nutanix处于领导者象限，且技术前景远好于其他公司。图4.2 Gartner全球集成系统市场Nutanix的创始人正是创建谷歌分布式系统的那些人，该公司为企业数据中心提供云环境中常见的可扩展性、可用性、简单性和高性能。下图显示了传统数据中心与谷歌数据中心的外观差异。大多数云提供商实施的是所谓的软件定义数据中心。在传统的数据中心，当管理员需要更多存储器时，便购买存储器；当需要更多计算能力时，便购买服务器；当需要安全性时，便购买防火墙；诸如此类。而在软件定义数据中心，你只有服务器：当你需要更多存储容量时，便调用存储服务；当你需要更多计算能力时，同样的服务器便为你调出各种应用程序；当你需要其它基础设施服务时，便可按照自己的需要调用和停用各种服务。因此，在软件定义数据中心，硬件不再是至关重要的组件，数据中心的所有事项均在软件层进行控制和界定，因此能够实现前所未有的简便性、可扩展性和自动化。图传统数据中心对比谷歌数据中心Nutanix架构和软件定义存储Nutanix将融合基础设施、横向扩展架构和软件定义存储的各种优势结合在一起，可提供极佳的数据中心虚拟化体验，而其成本仅为传统服务器和存储器的一小部分。每一台Nutanix服务器均包含CPU、内存、网络、SSD或闪存、以及HDD存储功能。Nutanix存储控制器是一台虚拟机，运行于每台服务器上，可将本地存储转换成为共享存储。Nutanix完整集群中的所有可用存储均作为单一的文件系统提供，称为Nutanix分布式文件系统。图Nutanix计算存储完整架构尽管没有专门的SAN或NAS，Nutanix仍然能够无缝提供高可用性、DRS和容错等企业虚拟化功能。为了将性能最大化，Nutanix存储控制器将特定虚拟机的所有数据保存在同一服务器上，从而将时延最小化，而将SSD闪存的优势最大化。图4Nutanix软件定义型存储控制器数据保护目前，Nutanix 平台使用复制因子 (RF) 来确保节点或磁盘发生故障时数据的冗余和可用性。如“架构设计”部分所述，OpLog 充当一个临时区域，将传入的写入吸收到低延迟的 SSD 层。将数据写入本地 OpLog 时，在被主机确认 (Ack) 为成功写入之前，数据将会同步复制到另外的一个或两个 Nutanix CVM 的 OpLog 中（取决于 RF）。这将确保数据存在于至少两个独立的位置，且具有容错能力。所有节点均参与 OpLog 复制以避免出现任何“热节点”并确保扩展时的线性性能。然后，将数据异步排出到隐式维持 RF 的盘区存储中。之后在节点或磁盘出现故障的情况下，会将数据在群集中的所有节点之间重新复制以维持 RF。下面我们将展示此过程的逻辑表现形式的一个示例：数据位置作为一个融合的（计算+存储）平台，I/O 和数据位置对与 Nutanix 有关的群集和 VM 性能至关重要。如前面 I/O 路径中所述，所有读取/写入 IO 均由本地控制器 VM (CVM) 提供服务，本地控制器 VM 位于邻近常规 VM 的每个虚拟机监控程序中。在 CVM 的控制下，VM 的数据将在本地由 CVM 提供服务并且位于本地磁盘中。当 VM 从一个虚拟机监控程序节点移动到另一个时（或发生 HA 事件时），必威体育精装版迁移的 VM 的数据将由现在的本地 CVM 提供服务。在读取旧数据（存储在现在的远程节点/CVM 上）时，I/O 将由本地 CVM 转发到远程 CVM。所有写入 I/O 将立即在本地出现。NDFS 会检测到 I/O 从另一节点出现，并在后台将数据迁移到本地，现在将允许在本地为所有读取 I/O 提供服务。为了不泛洪网络，只在读取时迁移数据。下面我们将展示数据在虚拟机监控程序的节点之间移动时如何“跟随”VM 的一个示例：可伸缩元数据元数据是任何智能系统的核心，对文件系统或存储阵列而言甚至更为重要。就 NDFS 而言，一些关键结构对于它的成功至关重要：它必须时刻保持正确（又称“严格一致性”），它必须可伸缩，而且它必须能够大规模执行。如前面架构部分所述，NDFS 使用“环式”结构作为键值存储，键值存储将存储重要元数据及其他平台数据（如状态等）。为了确保元数据的可用性和冗余，在奇数节点（如3、5 等）之间使用 RF。当元数据写入或更新时，写入或更新的行将被写入环中的一个节点，然后复制到 n 个对等节点中（其中 n 取决于群集大小）。大部分节点必须同意，然后