Lenovo超融合HX系列_白皮书(中文PDF) v20

联想超融合HX系列白皮书

企业级营销

联想大客户事业部

目录

内容简介 (2)

引言 (3)

超融合基础架构 (7)

联想超融合：塑造新的格局 (12)

联想超融合HX系列：将路线映射到前沿的超融合基础架构 (13)

联想超融合HX系列：技术规格 (16)

联想超融合HX系列：System X的可靠性 (18)

联想超融合HX系列：强大的XCLarity管理工具 (24)

联想超融合HX系列：创新的超融合软件系统 (27)

联想超融合HX系列：关键技术特性 (33)

为何选择联想？ (38)

内容简介

数据中心如今站在业务的最前线，数据量爆炸性增长，客户体验无比重要，IT成为增长引擎。数据中心必须变革，以迎接新的挑战。

为克服这些IT挑战，联想推出了超融合HX系列产品，它是基于Lenovo企业级服务器平台开发的超融合系统。

联想超融合系统，软件定义的解决方案，可在数据中心基础架构的整个生命周期内，在每个方面都实现简化，从采购、部署到管理、扩展和支持。

联想超融合HX系列具备卓越的可靠性、值得信赖的安全性、广泛且可预知的扩展性，同时在管理方面得到简化，并缩短了价值实现时间（Time to Value），是所有虚拟化应用的理想选择。

引言

一、IT挑战

如今的IT基础架构仿佛一头难以驯服的猛兽。

通常的数据中心都会存在多个版本的服务器、操作系统、管理程序和存储设备，而且它们通常来自不同的供应商。IT管理员不得不心力交瘁的处理各种复杂的任务，同时还要用心维护遗留的设备。

服务器和存储虚拟化可以显著降低复杂性，但是在整个数据中心内实施虚拟化，通常需要涉及多个用户界面和大量IT知识和经验。

企业数据中心面临成本与复杂性、IT孤岛、无暇创新的难题：部署、管理和扩展数据中心变得极其昂贵和消耗时间；老旧的基础设施造成不灵活的数据孤岛，需要专门管理；IT人员忙于解决日常运维事务而错失机遇。

有数据显示：仅仅为了维持系统正常运行，企业就已经花费了70~80%的IT预算。

能否利用相同的预算管理更多的数据？

信息技术如何转化成增长动力？

新业务模式产业化转型，IT架构要随之改变，

如何从传统架构的束缚中释放潜力？

IT的投资方向，需要把握未来已知和未知的机遇。

创新的步伐需要更加敏捷，以利用已知和未知的市场变化。

二、IT基础架构演进

数据中心在过去的几十年间，已经发生翻天覆地的变化。

客户需求是推动IT基础架构演进的核心驱动力。在IT基础架构演进的过程中，每一次技术变革，都在解决资源分配和利用效率这一主要矛盾。

如何更有效的分配和利用资源？解决这个问题的思路，就是从应用的维度上，提高资源的管理粒度和资源的提供密度。

在大型机时代，相当长的时间里，MainFrame是数据中心核心业务系统的基础，大型机本身融合了CPU、内存和存储，内部冗余机制实现了高可靠性，高性能也是其关键的竞争优势。

在二十世纪六十年代，IBM System/360上出现了CP/CMS分时操作系统，CP用于创建虚拟机环境，可以为每个用户提供一个模拟的、独立的System/360系统，而CMS 则是一个轻量级、单用户的操作系统，通过在CP中运行多个CMS，允许更多的用户并发访问S/360。（经过近三十年的演进，IBM在2000年发布了z/VM，2013年，6.3版本发布）

但大型机本身的问题并没有得到彻底解决：

高昂的采购费用和维护成本；

维护极其复杂、要求专业化团队支持；

封闭系统，缺乏弹性、应用环境高度竖井化。

对于大多数的公司或者组织而言，其业务并无法充分利用大型主机的能力，在成本上也无法承担其带来的高昂的成本，这也催生了独立服务器时代的到来。

独立的服务器，尤其是IA架构的X86服务器，更灵活的CPU、内存、存储资源分配，可以通过网络自由共享和访问，适用于远比大型机更灵活的系统环境。

独立服务器具有更大的灵活性，用户可以为不同的业务类型分配不同性能的服务器，企业数据中心可以用几组独立的服务器来支撑业务的正常运行。

但独立服务器模式仍然存在问题：

对于计算和存储而言，服务器成为单点故障，通常采用HA软件实现双机高可用；

增加了竖井化的环境，将原有的大孤岛分散为多个小的数据孤岛；

随着独立服务器数量增加，资源利用率不均的问题变得尤为突出，管理维护成本直线上升。

于1998年成立（并在2004年被EMC收购）的VMware是虚拟化时代的先行者和领导者，2002年发布了面向服务器市场的VMware ESX，可以直接运行在服务器硬件上，虚拟服务器可以通过ESX访问硬件资源。

现在VMware vSphere、Microsoft Hyper-V、开源KVM是三个主要的Hypervisor 虚拟化平台。

在虚拟化时代以前，数据中心计算资源利用率比较低，资源分配的效率也很低。虚拟化的引入，使得多种不同的工作负载和操作系统，以虚拟机（VM）的形式运行在单一物理服务器之上。借助操作系统和物理硬件解耦，整合工作负载，虚拟化可以增加业务应用对于服务器硬件资源的利用率。

如今的X86虚拟化技术已经变得非常成熟且有效，借助功能丰富的高级特性，包括在线迁移、高可用、动态资源负载均衡、跨数据中心的延伸集群等，用户可以真正的实现计算资源池化和动态迁移工作负载。

但在虚拟化时代，问题仍然存在，随着数据量的爆炸性增长，企业需要更多的存储空间，而为了保证数据和可靠性和业务的连续性，对存储提出了更高的可用性要求，使得共享存储/网络存储/外置磁盘阵列得到了快速发展。

可以注意到：

虚拟机数量的快速增长导致更高的存储需求；

更多存储阵列的使用带来更多数据孤岛和管理复杂性；

虚拟机快速增长和存储负载提升，导致存储IO瓶颈；

存储配置更加复杂，存储资源冲突加剧；

虽然存储虚拟化（SVC、VPLEX）可以实现异构存储资源的整合和统一管理，SSD的普及可以帮助存储缓解IO瓶颈问题，但这远远不能解决问题。

在数据中心里面，计算资源和存储资源仍然是截然不同的两部分。

三、Web-Scale IT

综上，企业数据中心已变得极其复杂，传统架构使得基础设施的生命周期的每个阶段（购买、部署、管理、扩容）都面临挑战。

源自Facebook、Google互联网公司的Web-Scale IT，则构想了一种更好的方法来创建和管理数据中心。

典型的互联网数据中心通常包含10万台+的X86定制服务器，跨广域网，在全国各地乃至全球部署，应用测试、系统上线、软件更新极其频繁，后台有大规模的运维团队支持。

互联网思维下的数据中心设计原则是：K.I.S.S.（keep it simple and stupid），从系统设计层面消除单点故障和瓶颈，采用分布式、虚拟化、云化的软件架构，通过自动化管理、自恢复设计进行运维管理，极端关注能效、运营效率，以降低TCO。

Web-Scale IT使得这些公司能够达到前所未有的业务敏捷性、可预测的规模和较低的总体拥有成本。IT基础设施可以按照预想扩展到数千台服务器和多达ZB级的数据，并且可以持续运行而不会中断。从而使得公司可以快速的开发和发布产品，并将新产品和服务推向市场。

Web-Scale IT对数据中心技术的方方面面：从基础设施、应用设计到IT组织和处理都产生了深远的影响。

基于Web-Scale IT的基础设施，使得数据中心回归超凡的简洁性。

超融合基础架构

一、为什么超融合?

基于Web-Scale IT的超融合基础架构，可以解决传统架构面临的问题和瓶颈。帮助用户将焦点从复杂的基础架构转到管理的易用性和系统堆栈的简化。

基于Web-Scale IT的超融合基础架构与传统IT有很大的区别：

?标准的、即刻可用的X86服务器提供计算和存储资源，而不再需要单独的类似于SAN的存储资源；

?可以降低空间和能源需求，并简化基础设施的购买；

?凭借智能软件，IT环境可根据需要逐步进行小容量扩展；

?100%软件定义的，无需依赖硬件即可进行弹性扩容、性能加速或实现任何核心功能，可快速增加新的功能而无需进行硬件升级；

?可在不停机的情况下配置基础设施，以支持不同的应用需求；

?软件在整个集群中分配数据、元数据和各种操作；在数据和控制路径中没有任何瓶颈或阻碍，整个环境可无限扩展；

?专门为弹性扩展和不间断运行而创建的，可从单点故障中快速恢复，无需降低应用或数据可用性的级别；

?分布式软件隔离了故障，并使用全部资源来恢复正常工作，同时集群可保持持续运行；

?大量的自动化和全方位的REST API降低了运营成本，同时大量分析可获得有用结论，并提高数据驱动的效率，企业能以更低运营成本实现更多的功能；

那么为什么现在超融合概念得到了普遍的认同？是什么在驱动超融合的快速发展？

第一：业务创新要求IT基础架构更灵活和敏捷：传统孤立、割裂的三层架构，稳定性有余，灵活性不足；

第二：数据中心面临效率和成本的挑战：如何提高运营效率，降低总体拥有成本是所有IT人员面临的挑战；

第三：硬件资源充足：CPU性能越来越强，内存越来越来越大，HDD容量越来越高，SSD的容量不断提升，万兆以太网络逐渐普及，与此同时，硬件采购成本持续降低，单位提供的资源密度提升；

第四：软件智能走向成熟：虚拟化、、分布式、云计算技术愈加成熟，使得我们对资源管理的粒度可以做的很小，而在节点规模上可以做的很大；

二、超融合如何加速价值实现？

超融合将传统IT基础架构的事先计划、超量购买的模式转变为灵活的按需购买，将严格控制、固定供给的资源分配模式转变为敏捷的弹性供应，将传统的专用系统、特殊硬件转变为灵活定制的标准硬件节点。

超融合从三个方面加速价值实现：

?简化IT基础架构

?降低总体拥有成本，缩短价值实现时间

?实现更高的可靠性

三、什么是超融合？

超融合基础架构的概念，有不同的理解，但核心的概念表述如下：

?天然的将两个或者多个组件组合到一个独立的单元中：在一个超融合系统中，至少有两个或者两个以上的组件天然的整合在一起（而非简单的捆绑在一起或者安

装在一个机柜中）；

?采用标准的服务器硬件：不再需要专门的SAN存储；

?软件与硬件紧密结合：实现资源整合、统一管理与调配，及存储功能；

?虚拟化：与Hypervisor虚拟化层紧密结合，实现计算、存储、网络虚拟化；

总结超融合系统的四个典型特征：

?计算与存储资源融合；

?软件定义的基础架构；

?分布式的自治系统；

?线性的横向扩展；

四、超融合与融合架构、分布式存储的区别是什么？

要讨论超融合基础架构（HCI：Hyper Converged Infrastructure），则需要回溯到传统架构（Traditional）和融合基础架构（Converged Infrastructure）。

传统架构是计算、存储、网络三层分离的模式，在每一层都有典型的厂商、产品和方案，对于用户来说，在规划、部署数据中心时，需要自己（或借助第三方力量）完成数据中心的规划、并进行独立的招标采购，依靠集成商完成最终的部署。

有无可能简化这些工作？通过简化基础架构采购、集成、管理和支持，使IT 降低成本，增加速度和敏捷性，并平衡风险。这就是融合基础架构（Converged Infrastructure）的缘起。

融合基础架构汇集了不同的基础架构元素，将IT功能--包括服务器、数据存储设备、网络功能、虚拟化、管理和协调软件，以及应用程序--集成到单一的统一系统中。相比传统的数据中心方法，或称为“自建”，融合基础架构消除了缓慢、复杂、昂贵的采购和基础架构内部装配过程。此外，融合基础架构简化了系统安装后的日常管理。

通俗的说，融合基础架构是对传统架构的集成化打包和一体化交付，体现给用户的是全新的采购和交付、管理模式。但在架构内部，仍是传统的三层架构。

而超融合基础架构，是在融合基础架构上更进一步，也是更彻底的变革：

?计算和存储两种元素融合，而非服务器和存储、网络集成打包到机柜中；

?存储回归到服务器内部，而非仍需要独立的SAN存储系统；

?计算、网络、存储虚拟化，而非仅为计算虚拟化或存储虚拟化；

?在部署和扩展时，超融合为标准硬件节点组成的统一资源池，而非整机柜方式的数据孤岛；

超融合基础架构（HCI）和软件定义存储（SDS）是数据中心领域最热的两个趋势，拨开这两种技术的宣传迷雾，判断他们分别的适用场景，对用户来说尤为重要。

软件定义存储是一种数据存储方式，所有存储相关的控制工作都仅在外部软件中，而非专用的存储硬件。这个软件不是存储设备中的固件（firmware），而是在一个服务器或者操作系统或者Hypervisor的一部分。

软件定义存储的好处是将软件功能从原有的存储控制器中抽离出来，使得功能进一步得到发挥而不仅仅局限在单一设备中，，这样可以用于管理数据中心中的所有存储。

典型的软件定义存储又称为存储虚拟化，已经出现相当长的时间，如IBM Spectrum Virtualize（SVC）等产品，它们将虚拟所有的硬件资源，将其抽象为软件层以更高效的分配资源。

软件定义存储的另一种选择是与Hypervisor集成或作为其堆栈的一部分存在。如VMware开发的Virtual SAN，也就是所谓的软件定义存储层，正是作其软件堆栈的一部分存在。Hyper-V则拥有集群存储空间并且直接集成进微软的Hyper-V堆栈。以及其他第三方软件定义存储架构，Hypervisor无关的产品，如Maxta、StoreMagic等。

对于超融合基础架构来说，软件定义存储是其一个核心组成部分，实际上，很多HCI 解决方案，是经SDS方案扩展演化而来。其运行在虚拟化集群的各个节点上，聚合每个节点上的存储，形成一个共享存储池，供集群中的所有虚拟机访问。

但HCI和SDS的本质区别在于：

?SDS的交付形态仍然是存储，对外提供存储卷服务，仅仅对数据中心三层架构中的存储层进行了改造；

?HCI的交付形态是平台，是数据中心基础架构的重新定义和虚拟化环境的新型部署模式，而不是存储；

从应用维度上看，SDS仍然基于存储的视角，为上层提供存储卷服务（如块访问）；而HCI则是基于虚拟机（VM）的视角，满足应用的需求。

这也解释了，为何通常SDS都具有非常完善和存储高级功能，但只能对外提供块存储服务；而HCI在存储高级功能上并不突出，但着眼于以VM为中心的设计，使其能更好地发挥价值。

联想超融合：塑造新的格局

过去，客户在部署虚拟化环境时，通常购买服务器、虚拟化软件，SAN存储，一次性投入很大，而采用超融合架构，客户可以一个节点、两个节点的扩展，效率显著。

在超融合体系下，所有的管理都是面向虚拟化和虚拟机的管理，运维体系变得简单。

超融合的本质是虚拟化环境下的新型部署架构，有了超融合以后，服务器变身为服务于虚拟化的存储来使用，使外部存储回归服务器内部。

这是超融合所带来的产业变革，将会塑造全新的格局。

超融合，对于联想，是企业级业务的核心发展方向。

联想拥有领先的云基础架构设施，通过提供极具可靠性、软硬一体的超融合解决方案，对平台和应用层提供一站式的服务，体现技术的价值。

通过提供基于OpenStack自动化管理的超融合云一体机，超融合HX系列产品，联想具有了快速交付用户、实现内部业务全部虚拟化的能力。

联想超融合战略的目标，就是实现私有云和公有云的互联互通，将私有云、超融合经验转移，实现传统IT架构彻底云化。

联想超融合HX系列：将路线映射到前沿的超融合基础架构

为克服IT挑战，联想推出了超融合HX系列产品，它是基于联想企业级服务器平台开发的超融合系统。

超融合系统将服务器、存储和虚拟化整合到一个虚拟架构，通过单一界面在横向扩展群集内轻松进行管理。群集内不同节点上的存储和计算都被池化为一个共享的虚拟资源，从而实现更加高效的利用。

HX系列超融合系统具备卓越的可靠性、值得信赖的安全性、广泛且可预知的扩展性，同时在管理方面得到简化，并缩短了价值实现时间（Time to Value），是所有虚拟化应用的理想选择。

不仅如此，HX系列超融合系统还可降低总拥有成本（TCO），让IT人员能够集中精力去开拓创新，为企业创造更大价值。

联想超融合HX系列的优势主要集中在三个方面：

简化IT基础架构

一种简化的基础架构，无需投入大量时间和资源进行维护，是联想超融合的愿景。

借助内置的预测分析功能，将服务器、存储和虚拟化整合到集中管理的设备，从而简化IT基础架构。这样，企业能够集中精力提升核心实力、加快创新、提升效能，增强业务灵活性，而无需管理当前的复杂基础架构

HX系列易于部署。计算、存储和管理都并存于单一节点内。

HX系列帮助您极大简化基础架构，并将资源集成到一个虚拟架构中，从而实现更加高效的资源利用和管理。

不仅如此，HX系列还能随着业务需求的不断增长而迅速扩展。

联想在设计HX系列时，采用开放标准，可与第三方合作伙伴轻松集成，共同打造出贴合客户需求的产品。

降低总拥有成本，缩短价值实现时间

HX系列：配合Intel Xeon处理器，可用于虚拟桌面基础架构（VDI）、服务器虚拟化、私有/混合云、企业应用程序和远程/分支机构。

值得信赖的硬件和软件，同时还可实现自动化与灵活性、可扩展性和运营效率，因此能够降低总拥有成本（TCO），并实现更高的投资回报（ROI）。

按自己的实际需要实施，并根据需要轻松扩展，从而节省成本。开始使用HX系列时，只需要三个节点，但它具备强大的扩展性，可随着您需求的增长而灵活扩展。

另外，还有一些因素也可促成成本节省：集中管理共享资源、单一虚拟化管理平台和高度安全的数据。

实现更高的可靠性

值得信赖的联想超融合解决方案和企业级服务器平台，带来更高的可靠性。

超融合解决方案部署是否成功，在很大程度上取决于是否拥有可靠的服务器平台。服务器需要同时执行计算和存储任务，因此正常运行时间就尤为重要。您需要联想服务器的可靠性。

ITIC 2015-2016服务器硬件和OS可靠性调查结果显示：

联想服务器在被调查的X86服务器中连续三年荣登榜首

--调查机构在2015年5月和7月调查了数百家企业（代表47个不同行业）。

这种值得信赖的可靠性，再加上联想服务器的易用性与高性能，让它在TBR客户满意度调查中排名前列，也就不足为奇了。

所有HX系列都由完善的联想服务与支持提供坚实后盾。

联想服务与HX系列相辅相成，为用户带来了卓越的服务体验。联想服务可实现卓越价值，并满足您的正常运行时间需求，无论是基础保修延期还是当天承诺维修，甚至是硬盘保留、安装以及定制服务选项，都能根据您的工作负载需求灵活提供方案。

对联想服务的投资将确保用户获得联想原装优质部件，以及技术娴熟、经过培训认证的工程师提供的可靠一致的服务，还可联络联想全球远程和现场支持团队。

联想超融合HX系列：技术规格

联想超融合HX系列可以根据工作负载量身定制，根据用户的具体需要，选择三种可用的型号：

?HX3500：适合于计算密集型环境

?HX5500：适合于存储密集型工作负载

?HX7500：适合于高性能工作负载

HX系列搭载的软件版本，根据用户的需求和节点数量，分为三个：

联想超融合HX系列：SYSTEM X的可靠性

联想超融合HX系列基于System X服务器平台，采用先进的行业技术和高RAS标准设计，适用于绝大多数企业关键负载，在计算性能、内存速率、存储容量上大幅提升，在应对日益复杂的企业基础架构时亦游刃有余。

在ITIC 2015-2016全球服务器硬件、服务器操作系统可靠性报告中，联想System X 服务器在99.999%（5个9的稳定性，年停机时间不到6分钟）这一可靠性级别中占比最高，在总体运行时间和可用性上也排名第一（如下图）。

System X高端服务器拥有久经考验的性能、可靠性和先进特性，可以适应计算密集型和混合工作负载的需求，如复杂分析和数据库相关等。

与市场其他服务器产品相比，System X在年停机时间比例上占比最低（如下图）。