路坦力虛擬計算平臺

Nutanix 解決方案

Nutanix 使用的設(shè)計原理和技術(shù)與為 Google、Facebook 和 Amazon 等 IT 創(chuàng)新者提供支持的設(shè)計原理和技術(shù)相同。它根據(jù)主流企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)的需求對這些進(jìn)行定制。

Nutanix 解決方案比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)簡單了很多。

• 快速實現(xiàn)價值：30 分鐘內(nèi)完成部署

• 不會中斷日常工作

• 可輕松擴(kuò)展

• 強(qiáng)大的非專有現(xiàn)成硬件

• 降低存儲的成本和復(fù)雜程度

• 可與現(xiàn)有組件配合工作，保護(hù)您現(xiàn)有的投資

• 提供高級的企業(yè)級存儲功能

融合

融合數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)能夠通過較少的專用資源更經(jīng)濟(jì)、更高效地提供服務(wù)。融合的力量的最佳明證是將共享存儲整合到服務(wù)器層中以提供更快的 I/O 性能。Google 和 Facebook 等云計算先行者已證明，SAN 和 NAS 等舊技術(shù)在現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心已無用武之地。計算和存儲資源必須共存，才能低延時地提供數(shù)據(jù) I/O，并能無限制地進(jìn)行伸縮。

Nutanix 虛擬計算平臺將計算和存儲融合在一個系統(tǒng)中，省去了傳統(tǒng)的存儲陣列。每個 Nutanix 節(jié)點都運行符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬機(jī)監(jiān)控程序和 Nutanix 控制器 VM，后者處理本地虛擬機(jī)監(jiān)控程序的所有 I/O 操作。存儲資源通過傳統(tǒng)接口暴露給虛擬機(jī)監(jiān)控程序，然后被集中并提供給所有 VM。 將計算和存儲融合到一臺設(shè)備中可為現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心提供靈活、可伸縮的構(gòu)建基塊。

橫向擴(kuò)展

通過部署日益強(qiáng)大和昂貴的服務(wù)器、存儲和網(wǎng)絡(luò)來擴(kuò)展數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的策略已不再可行。它過于昂貴，缺乏靈活性。它無法提供資源彈性。這種垂直向上擴(kuò)展的方法正迅速為類似 Google 的橫向擴(kuò)展策略所取代，這類策略使用由分布式軟件管理和協(xié)調(diào)的大量商用 x86 服務(wù)來橫向擴(kuò)大規(guī)模。

Nutanix 虛擬計算平臺并不是單一的計算機(jī)。它提供了統(tǒng)一、高可用的計算和存儲節(jié)點集群，可大規(guī)模地運行任何虛擬機(jī)。如果需要更多存儲或計算容量，則可以無中斷地逐個增加額外的 Nutanix 節(jié)點。運行環(huán)境會立即發(fā)現(xiàn)新啟動的節(jié)點并在數(shù)分鐘內(nèi)將其添加到集群中，與此同時集群仍會保持活動狀態(tài)。此時，可以將計算節(jié)點添加到集群，并且類似 VMware 的 DRS 或 Microsoft 的 PRO 的工具可以動態(tài)地將工作負(fù)載平衡分布到新添加的節(jié)點上。 與僅限于少量基于硬件的控制器的傳統(tǒng) SAN/NAS 解決方案不同，基于軟件的 Nutanix n 路控制器架構(gòu)可隨著集群增長按比例伸縮。企業(yè)可從經(jīng)濟(jì)、靈活、可預(yù)測的橫向擴(kuò)展技術(shù)中受益。

軟件定義

軟件定義解決方案是將策略控制從底層硬件中分離出來的解決方案。智能性被抽取到分布式軟件層中，而不是被“內(nèi)置在”專用硬件中，以便進(jìn)行編程控制并簡化集中管理。企業(yè)數(shù)據(jù)存儲是一種新興的軟件定義服務(wù)，可提供比傳統(tǒng)存儲解決方案（其功能集緊密集成在硬件中）更大的靈活性、敏捷性和卓越的經(jīng)濟(jì)性。

Nutanix 虛擬計算平臺采用高度分布式軟件架構(gòu)，以按需服務(wù)的形式提供企業(yè)數(shù)據(jù)存儲。該系統(tǒng)將所有控制邏輯都嵌入在每個集群節(jié)點上運行的智能虛擬機(jī)。作為 100% 的軟件驅(qū)動解決方案，所有 Nutanix 服務(wù)都是“后期綁定的”。策略控制決不會綁定到硬件。 此外，所有軟件定義服務(wù)完全以 VM 為中心，包括快照、高可用性、災(zāi)難恢復(fù)、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等。Nutanix 虛擬計算平臺將存儲從被動的數(shù)據(jù)“守護(hù)者”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃酉到y(tǒng)。

連接服務(wù)器的閃存

憑借比傳統(tǒng)硬盤驅(qū)動器 (HDD) 明顯更快的 I/O 性能，閃存技術(shù)正快速進(jìn)入主流數(shù)據(jù)中心架構(gòu)。不過，必須使基于閃存的存儲盡可能靠近計算層，才能充分利用其性能優(yōu)勢。如果數(shù)據(jù)因存儲網(wǎng)絡(luò)而與應(yīng)用程序/服務(wù)器層隔開，則閃存的優(yōu)勢就會打折扣，往往會造成性能瓶頸。服務(wù)器附加閃存還必須提供為整個基礎(chǔ)架構(gòu)（而不僅僅是運行在該物理服務(wù)器上的工作負(fù)載）提供具有彈性的存儲資源。

Nutanix 虛擬計算平臺將企業(yè)級閃存集成在每個節(jié)點中 – 將閃存和計算資源融合在一臺設(shè)備中，以提供最快的應(yīng)用程序性能。Nutanix 分布式文件系統(tǒng)將跨所有 Nutanix 節(jié)點的服務(wù)器附加閃存容量集中在單個共享資源中，集群中的所有虛擬機(jī)都可以訪問該共享資源。不同于基于閃存的同類存儲解決方案，Nutanix 可在閃存中保留完全持久的數(shù)據(jù)層，而不是緩存副本。虛擬計算平臺還能將元數(shù)據(jù)智能地分布在整個閃存層，從而實現(xiàn)大規(guī)模、真正的線性橫向擴(kuò)展。

混合型

數(shù)據(jù)中心架構(gòu)正沿多個維度不斷發(fā)展。人們對公共云基礎(chǔ)架構(gòu)（例如，IaaS 和 SaaS）的廣泛認(rèn)可使企業(yè)能夠建立混合云數(shù)據(jù)中心，這種數(shù)據(jù)中心融合了公共云和私有云資源。與此同時，虛擬工作負(fù)載的增長推動 IT 團(tuán)隊采用多種虛擬化技術(shù)，以減少對單個虛擬“堆�！钡囊蕾囆浴�

Nutanix 已設(shè)計出適用于混合部署的虛擬計算平臺。其分布式軟件結(jié)構(gòu)與虛擬機(jī)監(jiān)控程序完全無關(guān)，可以在所有常見的虛擬機(jī)監(jiān)控程序上運行，包括 VMware vSphere、Microsoft Hyper-V 和開源 KVM。例如，Nutanix 客戶可以緊鄰基于 KVM 的 VM 運行 vSphere 虛擬機(jī) (VM)，以便創(chuàng)建混合工作負(fù)載環(huán)境。同樣，Nutanix 專為獨立于存儲介質(zhì)發(fā)揮功能而打造。除了使用本地大容量硬盤驅(qū)動器和先進(jìn)的固態(tài)閃存來存儲數(shù)據(jù)之外，Nutanix 架構(gòu)是可擴(kuò)展的。它將支持通過基于標(biāo)準(zhǔn)的 API 輕松使用公用云來無縫構(gòu)建混合云環(huán)境。

Nutanix的發(fā)展歷程

Nutanix的創(chuàng)始人正是創(chuàng)建谷歌分布式系統(tǒng)的那些人，該公司為企業(yè)數(shù)據(jù)中心提供云環(huán)境中常見的可擴(kuò)展性、可用性、簡單性和高性能。大多數(shù)云提供商實施的是所謂的軟件定義數(shù)據(jù)中心。在軟件定義數(shù)據(jù)中心，你只有服務(wù)器：當(dāng)你需要更多存儲容量時，便調(diào)用存儲服務(wù)；當(dāng)你需要更多計算能力時，同樣的服務(wù)器便為你調(diào)出各種應(yīng)用程序；當(dāng)你需要其它基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)時，便可按照自己的需要調(diào)用和停用各種服務(wù)。因此，在軟件定義數(shù)據(jù)中心，硬件不再是至關(guān)重要的組件，數(shù)據(jù)中心的所有事項均在軟件層進(jìn)行控制和界定，因此能夠?qū)崿F(xiàn)前所未有的簡便性、可擴(kuò)展性和自動化。

圖1：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心對比谷歌數(shù)據(jù)中心

Nutanix架構(gòu)和軟件定義存儲

Nutanix將融合基礎(chǔ)設(shè)施、橫向擴(kuò)展架構(gòu)和軟件定義存儲的各種優(yōu)勢結(jié)合在一起，可提供極佳的VDI體驗，而其成本僅為傳統(tǒng)服務(wù)器和存儲器的一小部分。每一臺Nutanix服務(wù)器均包含CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)、SSD或閃存、以及HDD存儲功能。Nutanix存儲控制器是一種虛擬機(jī)，運行于每臺服務(wù)器上，可將本地存儲轉(zhuǎn)換成為共享存儲。Nutanix完整集群中的所有可用存儲均作為單一的文件系統(tǒng)提供，稱為Nutanix分布式文件系統(tǒng)。

 

圖2：Nutanix計算存儲完整架構(gòu)

盡管沒有專門的SAN或NAS，Nutanix仍然能夠無縫提供高可用性、DRS和容錯等企業(yè)虛擬化功能。為了將性能最大化，Nutanix存儲控制器將特定虛擬機(jī)的所有數(shù)據(jù)保存在同一服務(wù)器上，從而將時延最小化，而將SSD閃存的優(yōu)勢最大化。

圖3：Nutanix軟件定義型存儲控制器

 

Nutanix區(qū)塊和Nutanix節(jié)點

基于Nutanix架構(gòu)的模塊化數(shù)據(jù)中心由Nutanix區(qū)塊和Nutanix節(jié)點組成。下圖為Nutanix 3000系列區(qū)塊設(shè)備，僅占用2個機(jī)架單元，卻能夠提供4臺服務(wù)器和20TB存儲容量。

 

圖4：Nutanix區(qū)塊

而每臺Nutanix區(qū)塊設(shè)備均含有四個獨立的Nutanix節(jié)點。每個節(jié)點都是一臺獨立的服務(wù)器，在vCenter中可以視為一臺獨立的ESXi主機(jī)。每一臺ESXi主機(jī)就是一臺Nutanix控制器虛擬機(jī)。型號不同，則Nutanix硬件的技術(shù)規(guī)格也有所差別。下面是Nutanix 3450入門區(qū)塊的技術(shù)規(guī)格和實物圖。

Nutanix的可擴(kuò)展性

Nutanix完整集群可以從（一個區(qū)塊）4個節(jié)點起步，并最終擴(kuò)展至100多個節(jié)點/集群。4個節(jié)點的入門包就位之后，集群能夠以一次添加一個節(jié)點的方式逐步進(jìn)行擴(kuò)展。給集群添加節(jié)點是一個完全動態(tài)的過程，無須停機(jī)，并可在2次點擊之后完成。一旦確定了一個節(jié)點上容納多少臺虛擬桌面，就能夠非常輕松地預(yù)測VDI解決方案從試用到投產(chǎn)的成本和性能。最為重要的是，在整個過程中，按每臺桌面計算的成本始終保持不變。

圖5：線性橫向擴(kuò)展

Nutanix給VDI環(huán)境帶來的重要差異化因素之一就是，基礎(chǔ)設(shè)施在進(jìn)行擴(kuò)展時其性能仍然保持不變。為了展示這種能力，Nutanix曾實施過一個巨型項目，模擬啟動風(fēng)暴，并且當(dāng)基礎(chǔ)設(shè)施從300臺桌面擴(kuò)展到3000臺時，其性能從最終用戶體驗的角度來看保持了一致。在大多數(shù)傳統(tǒng)的存儲環(huán)境中，最佳性能僅出現(xiàn)在第一天，因為應(yīng)用程序或工作負(fù)載越來越多，導(dǎo)致性能隨著時間的推移不斷下降，直至需要進(jìn)行叉車式升級，采用全新的存儲陣列。

 

 

Nutanix的性能

Nutanix解決方案在VDI環(huán)境中的主要優(yōu)勢之一就是性能，而性能優(yōu)勢是通過傳統(tǒng)的服務(wù)器和存儲架構(gòu)實現(xiàn)的。在傳統(tǒng)的架構(gòu)中，時延是因為每次訪問存儲都需要通過網(wǎng)絡(luò)而造成的。通過NFS和iSCSI等協(xié)議提供存儲本身沒有問題，但網(wǎng)絡(luò)會增加時延。Nutanix可提供NFS協(xié)議的優(yōu)勢及其易用性，而通過所謂的“無網(wǎng)絡(luò)NFS”消除了網(wǎng)絡(luò)時延。Nutanix分布式文件系統(tǒng)直接對虛擬機(jī)進(jìn)行檢測，然后將特定桌面的所有數(shù)據(jù)存放到本地服務(wù)器上。因此，桌面不是通過網(wǎng)絡(luò)、而是通過高速內(nèi)部總線訪問其數(shù)據(jù)。新西蘭塔拉那基（Taranaki District Council of New Zealand）利用這種技術(shù)對傳統(tǒng)的服務(wù)器和存儲基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造，創(chuàng)建起了自己的VDI環(huán)境，極大地提高了性能。下圖說明了性能提升的具體情況，點擊圖下的鏈接可觀看客戶的完整視頻展示。

圖7：塔拉那基www.unidesk.com/videos/customer-webinar-south-taranaki

Nutanix的可用性

軟件定義數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢之一在于架構(gòu)的高可用性和靈活性。舉例來說，最常見的虛擬化形式是服務(wù)器虛擬化，也稱為軟件定義服務(wù)器。在服務(wù)器虛擬化之前，用戶需要購買物理服務(wù)器用于各種應(yīng)用，但在服務(wù)器虛擬化之后，用戶只須調(diào)用虛擬機(jī)用于各種應(yīng)用。這些虛擬機(jī)可視為軟件定義服務(wù)器。在典型的虛擬服務(wù)器群中，對物理服務(wù)器的依賴程度非常低，當(dāng)某臺物理服務(wù)器發(fā)生故障時，它上面的虛擬機(jī)或軟件定義型服務(wù)器就會利用其它物理服務(wù)器上的可用空間，繼續(xù)無縫運行。

Nutanix將軟件定義數(shù)據(jù)中心的優(yōu)勢引入了存儲領(lǐng)域。在Nutanix集群中，所有虛擬存儲控制器不斷彼此通信。當(dāng)檢測到某個節(jié)點發(fā)生故障時，集群便立即采取行動，恢復(fù)到節(jié)點故障發(fā)生之前的保護(hù)水平。Nutanix擯棄了傳統(tǒng)的RAID組和LUN概念，轉(zhuǎn)而實施了文件系統(tǒng)層的數(shù)據(jù)保護(hù)。這種默認(rèn)的保護(hù)機(jī)制稱為復(fù)制因子2（replication factor 2）。它意味著，每一個區(qū)塊的數(shù)據(jù)寫入集群中的至少一個其它節(jié)點上。若某個節(jié)點發(fā)生故障，則通過集群中的其它地方提供這些數(shù)據(jù)。因為所有可用節(jié)點（CPU、內(nèi)存、SSD和HDD）均被用來恢復(fù)數(shù)據(jù)，因此重建只需要很少的時間。

Nutanix客戶從來沒有遭遇過哪怕一次數(shù)據(jù)丟失事件；談到數(shù)據(jù)可用性，其全球平均值目前為69秒以上。

圖8：Nutanix系統(tǒng)可用性全球統(tǒng)計數(shù)據(jù)