超融合架構在傳統架構云平臺中的集成方法的研究與實現

王志杰，馮韶華，鐘 杰，王 洋

（酒泉鋼鐵<集團>有限責任公司信息自動化分公司 甘肅 嘉峪關 735100）

1 引言

企業傳統SAN融合架構云平臺采用服務器、光纖交換機、集中存儲的方式構建而成[1]。傳統架構云平臺采購運維成本較高，橫向擴展能力較差，傳統架構云平臺適用于數據可靠性要求高、計算性能適中、存儲數據量較低的信息系統。對于數據可靠性及計算性能要求低、存儲數據量大的信息系統適用性相對較差。目前絕大多數企業均是采用此種架構的云平臺。

超融合基礎架構為企業傳統架構云平臺的擴容提供了新的解決方案，為傳統架構云平臺拓展提供了新選擇。傳統架構云平臺的計算資源和存儲資源是分離的，服務器通過SAN交換機與存儲設備連接獲取存儲資源。超融合技術實現計算資源、存儲資源和網絡資源的統一融合，每一臺超融合節點單元可同時提供計算資源和存儲空間[2]。超融合架構直接將存儲分散部署到每臺PC服務器上，在服務器上部署了快速的閃存盤和大容量服務器硬盤，來應對系統高IO需求和大容量存儲的需要，并且大量存儲資源由服務器硬盤提供。超融合基礎架構云平臺是未來企業發展必然選擇的趨勢。

與傳統SAN架構云平臺相比，超融合架構采購運維成本較低，橫向擴展能力強，擴容更加靈活，與傳統架構云平臺形成互補。隨著信息化建設的快速推進，信息化需求也在發生變化，企業云平臺也需要建設多樣的架構來靈活滿足各種資源需求，在部署的不同架構基礎上，根據項目和系統特點提供不同的信息資源服務。

根據云平臺技術的發展趨勢，很多擁有傳統SAN架構平臺的企業，必然會升級到超融合架構要集成在傳統架構云平臺中，但是基于成本以及現有業務考慮，傳統SAN架構對于大多數企業不能全部淘汰重新按照超融合架構進行部署。因此大多數企業的做法是需按照傳統架構的特點設計超融合架構，設計過程既要考慮超融合架構與傳統架構的集成和兼容性，又要考慮超融合架構的原生完整性，不能影響超融合原生的升級及擴容。超融合架構云平臺在傳統架構云平臺中的集成方法的研究與實現需要對超融合架構物理網絡交換機連接與超融合架構分布式虛擬交換機分別進行設計與實現。

2 超融合架構物理網絡交換機連接的設計與實現

本企業在將超融合架構在傳統架構云平臺中的集成過程中，將VXRAIL超融合原生的網絡設計實現是使用超融合一體機自帶的四口萬兆網卡（服務器網絡端口0、服務器網絡端口1、服務器網絡端口2、服務器網絡端口3）。其中服務器網絡端口0、服務器網絡端口1兩個端口分別連接兩臺千兆交換機（交換機1的1端口與交換機2的1端口），通過共用端口的方式實現云平臺的管理、虛擬化內核、虛擬局域網流量分布功能；服務器網絡端口2、服務器網絡端口3分別連接以上兩臺千兆交換機（交換機1的2端口與交換機2的2端口），實現VSAN的流量分布功能。按照傳統的架構模式，管理、業務、VSAN分離、流量均衡分布4個功能與交換機端口存在強耦合關系，網絡流量必須通過特定的交換機端口。基于此種架構，存在網絡流量無法從云平臺監控，流量帶寬不可視，無法進行管理，并且網絡流量沒有達到負載均衡的效果，對云平臺造成極大的資源浪費。

在新架構設計中，超融合一體機除原來自帶的四口萬兆網卡（服務器網絡端口0、服務器網絡端口1、服務器網絡端口2、服務器網絡端口3）外，還需要新增兩塊萬兆網卡。其中1塊萬兆網卡具備4個萬兆端口（服務器網絡端口4、服務器網絡端口5、服務器網絡端口6、服務器網絡端口7），另1塊萬兆網卡具備兩個萬兆端口（服務器網絡端口8、服務器網絡端口9），全部集成到超融合一體機內。具體結構見圖1。

圖1 超融合一體機物理網卡的設計示意圖

在新架構設計中需要將原有企業傳統SAN融合架構部署的兩臺千兆交換機（交換機1、交換機2）規劃為管理功能之外，還需要新增四臺交換機（交換機3、交換機4、交換機5、交換機6）用作業務數據交換功能[3]。通過將原超融合一體機服務器網絡端口0、服務器網絡端口1端口連接管理交換機交換機1的1端口與交換機2的1端口，用于實現業務數據流量的管理功能。超融合一體機新增網卡的服務器網絡端口6、服務器網絡端口7端口分別連接兩臺業務交換機交換機3的1端口與交換機4的1端口，實現VMkernel流量的管理功能。超融合一體機新增網卡的服務器網絡端口4、服務器網絡端口8端口分別連接兩臺業務交換機交換機3的2端口與交換機4的2端口，實現虛擬化內核流量的管理功能，實現虛擬局域網流量的管理。超融合一體機新增網卡的服務器網絡端口5、服務器網絡端口9分別連接兩臺業務交換機交換機5的1端口與交換機6的1端口，實現虛擬存儲局域網流量的管理功能。具體實現見圖2。

圖2 超融合架構物理網絡交換機實施前后連接實現示意圖

3 超融合架構分布式虛擬交換機的設計與實現

本企業在將超融合架構在傳統架構云平臺中的集成過程中，將VXRAIL超融合按照實施標準集成到傳統架構云平臺的vCenter 中，VXRAIL超融合原生的只有一個分布式虛擬交換機（IDC-INT-VXRAIL-01 343211），為了保證超融合架構的原生模式，不影響原生模式的升級和擴容，新的分布式交換機設計中，保留原來的分布式虛擬交換機（IDC-INT-VXRAIL-01 343211），實現VSAN的流量管理功能，需要規劃新增3臺虛擬交換機。新增的IDC-INTVxRail-MgMt虛擬交換機用于實現云平臺業務管理功能；新增的IDC-INT-VxRail-VMkernel虛擬交換機，用于實現VMkernel業務流量管理功能；新增的IDC-INT-VxRail-VxLAN虛擬交換機，用于實現VxLAN的流量管理功能[4]。以上4個分布式虛擬交換機的端口連接分配按圖2所示進行；分配示意圖具體實現見圖3。

圖3 超融合架構分布式虛擬交換機實施前后連接實現示意圖

4 實施效果

本企業通過以上方法成功將超融合架構實現與現有企業云平臺的集成，實現了企業云平臺統一管理與運維。截至目前，共計為成員單位提供虛擬機20臺，配置存儲資源447.90 TB，目前已使用存儲資源32.40 TB，具體實施后效果圖見圖4。

圖4 實施后效果圖

本次實施在滿足存儲要求低、存儲容量大、性能要求一般的需求的同時，采用超融合擴容方式比原來擴容方式，成本降低，成功探索出了企業云平臺多種方式擴容的技術路線，和原有SAN架構的數據中心云平臺架構形成使用場景互補，使得本企業私有云平臺建設多樣的架構來靈活滿足各單位的各種資源需求，也更能根據項目和系統特點為各單位提供不同的信息資源服務。

5 結語

本文對超融合架構在傳統架構云平臺中的集成方法進行了研究，通過在本企業的實現，成功利用超融合架構、SAN（vSAN）技術，采用分布式架構，實現了企業云平臺不同架構的集成。后續各大行業可依據本文所研究的實現方法，選擇不同的方式進行擴容，同時滿足不同云平臺統一管理與運維，使云平臺擴容更加靈活，同時滿足各種擴容需要。