Nutanix超融合之架构设计.docx

Nutanix超融合之架构设计超融合平台针对于超融合的概念有着不同的理解，因为组件不同(虚拟化、网络等)而理解不同。然而，核心的概念如下:天然地将两个或多个组件组合到一个独立的单元 中。在这里，“天然”是一个关键词。为了更加有效率，组件一定是天然地整合在一起， 而不是简单地捆绑在一起。对于 Nutanix，我们天然地将计算和存储融合到设备的单一节点中 。这就真正意味着天然地将两个或多个组件整合在一个独立的、 可容易扩展的单元中。其优势在于:1.独立单元的扩展2.本地I/O处理3.消除传统计算/存储的竖井式结构，融合它们在一起目前Nutanix超融合产品有两种形态： 1、捆绑式的硬件 + 软件设备（Nutanix NX系列、Dell XC系列及联想HX系列），2、纯软件模式（Nutanix on UCS等）一般来说，从硬件形态看，是在 2U 的占用空间中放置 2 个节点或 4 个节点。每个节点都运行一个符合行业标准的虚拟机监控程序（当前是 ESXi、KVM、Hyper-V, XenServer在目前版本是Tech-Preview）和 Nutanix 控制器 VM (CVM)。Nutanix CVM 将运行 Nutanix 软件，并为虚拟机监控程序的所有 I/O 操作和该主机上运行的所有 VM 提供服务。凭借虚拟机监控程序的功能，利用 Intel VT-d 将管理 SSD 和 HDD 设备的 SCSI 控制器直接传递到 CVM。下面是典型节点的逻辑表现形式的一个示例：从软件定义的角度来看，一般来说，软件定义的智能化是在通用的、商品化的硬件之上通过运行软件来实现核心的逻辑，而这些逻辑之前用专有的硬件编程方式实现(例如 ASIC/FPGA 等)。对于 Nutanix 而言，是将传统的存储逻辑(例如 RAID，去重，压缩，纠删码等)采用软件方式去 实现，这些软件运行在标准的 x86 硬件上的 Nutanix 控制虚拟机(Controller Virtual Machine，即 CVM)内。那就真正意味着把关键处理逻辑从专有硬件中剥离放入到 运行在商用的硬件设备的软件之中。一组 Nutanix 节点共同构成一个分布式平台，称为 Nutanix 分布式系统框架（DSF）。对于虚拟机监控程序，DSF 看起来就像任何集中式存储阵列一样，不过所有 I/O 都在本地进行处理，以提供最高性能。下面可找到有关这些节点如何形成分布式系统的更多详细信息。以下是有关这些 Nutanix 节点如何形成 DSF系统的示例：DSF可以看作是一个分布式自治系统，涉及从传统的单一集中模式处理业务转向跨集群内的所有节点分布式处理业务。传统角度考虑问题是假设硬件是可靠的，在某种程度上是对的。然而分布式系统的核心思想是硬件终究会出问题，在一个简单的、业务不间断的方式中处理故障是关键点。这些分布式系统的设计是为了调整和修复故障，达到自恢复和自治的目地。在组件发生故障时，系统 将透明地处理和修复故障，并持续按照预期运行。将会醒用户知晓故障的存在， 但不会作为一个紧急事件被提出来，任何一种修复(如:替代一个失效的节点)都可 以按照管理员事先设定好的计划表去自动化的处理。另外一种方式是重建而不需要替换，一个主数据节点被随机选举出来，当其故障后新的主数据节点会被选举出来， 利用 MapReduce 的概念来分配任务的处理。因此DSF可实现:分配的角色和任务到系统内的所有节点利用MapReduce等机制执行分布式任务处理当需要一个新的主数据节点时，采用选举机制优势在于:解决了单点故障(SPOF)分布式业务负载，消除任何瓶颈Nutanix超融合群集组件Nutanix 平台由以下高级组件组成：Medusa关键角色：分布式元数据存储描述：Medusa 基于经过重大修改的 Apache Cassandra，以一种环式分布方式存储和管理所有群集元数据。利用 Paxos 算法来保证严格一致性。该服务在群集中的每个节点上运行。Zeus关键角色：群集配置管理器描述：Zeus 将存储所有群集配置（包括主机、IP、状态等）并且基于 Apache Zookeeper。该服务在群集中的三个节点上运行，其中一个被选举为领导节点。领导节点会接收所有请求并将其转发给对等节点。如果领导节点没有响应，则会自动选举一个新的领导节点。Stargate关键角色：数据 I/O 管理器描述：Stargate 负责所有数据管理和 I/O 操作，并且是虚拟机监控程序的主要界面（经由 NFS、iSCSI 或 SMB）。该服务在群集中的每个节点上运行，以便为已本地化的 I/O 提供服务。Curator关键角色：映射化简群集的管理和清理描述：管理者将负责整个群集中任务的管理和分配，包括磁盘平衡、主动清理和许多其他项目。管理者在每个节点上运