VMware Cloud 超融合架构

大道至简,何以为云之其一 ——从超融合到 VMware vSphere Foundation

在数字化转型的浪潮中,企业正不断寻求提升其 IT 基础设施的效率和灵活性,以支持业务的快速增长和适应市场的变化。HCI 超融合基础设施(Hyper-Converged Infrastructure)作为一种成熟的数据中心解决方案,已经成为许多企业构建现代化IT架构的关键。

然而,随着技术的不断演进,尤其是云计算、人工智能和边缘计算等新兴技术的兴起,企业面临着新的挑战和机遇。这些技术趋势要求企业重新思考和调整其 IT 战略,以确保能够充分利用最新技术,提高业务敏捷性和创新能力。

在此背景下,VMware 作为虚拟化和云计算领域的先行者,一直在推动 IT 基础设施的发展。Broadcom 对 VMware 的收购标志着一个新的里程碑,这一变革为 VMware 的产品发展和战略方向带来了新的视角和动力。收购后,VMware 推出了 vSphere Foundation (VVF),VMware Cloud Foundation (VCF),vSphere Standard 和 vSphere Essentials Plus,以及一系列的 Add-on 服务。这些新一代的解决方案不仅增强了企业在虚拟化和云基础架构方面的能力,还帮助企业更好地整合新兴技术,实现业务的持续创新和增长。

本文旨在为那些正在使用 VMware HCI 解决方案的企业提供一个全面的过渡指南。我们将从现有的 HCI 业务场景出发,详细探讨如何逐步演化到 VVF / VCF,最终实现 IT 基础设施的现代化升级。无论您是 IT 决策者、架构师还是运营团队的一员,本文都将为您提供宝贵的见解和实用的指导,帮助您在企业 IT 战略规划和执行中做出明智的决策。让我们一起探索如何通过 VMware 的最新解决方案,推动企业的数字化转型,实现业务的持续增长和成功。

VMware Hyper-converged Infrastructure(HCI)

得益于 VMware HCI 的行业领先地位,不仅提供了行业领先的部署灵活性,还通过与广泛的生态系统合作,提供了超过 500 种 ReadyNodes 和数以千计的高度可定制的联合认证服务器的多种部署选项。VMware HCI 是企业构建高效、敏捷的虚拟化数据中心的坚实基石,通过整合计算、存储和网络资源,不仅针对数据库等传统的企业级应用的性能与可用性优化,它的强大支持还延伸到了云原生应用的开发和部署,加速了产品从构想到市场的步伐。VMware HCI 的灵活性和快速资源配置能力,极大缩短了产品开发周期。无论是集中式的数据中心,还是分布在边缘的分支机构,VMware HCI 都简化了对其的 IT 管理需求,确保了数据和应用的一致性与安全,让业务执行变得更加高效。

图一:广泛合作认证的企业级应用方案支持能力

VMware vSphere Foundation(VVF)

我们知道 VMware 向订阅转型后发布了 4 个平台,其中 VVF 和 VCF 是面向企业级用户的,也是本文主要涵盖的内容。

对于 HCI 老用户来说,可以将 VVF 看作是 HCI 的增强版。可能有用户会问,那为什么不能选择 vSphere Standard 或者 vSphere Essentials Plus 作为 HCI 的更新或升级方案呢?这是因为这两个版本的定位主要是入门级的小型虚拟化应用场景,就目前公布的信息来看,不支持添加 vSAN 存储,以及诸如网络,安全,云平台管理等服务组件。所以如果你是 HCI 用户,后续扩容或新购希望继续使用这些服务,或者有向云数据中心发展的规划,那么需要从 VVF 或 VCF 方案中进行选择,这点请特别注意。

相较于原有的 HCI 方案,VVF 有一个比较大的调整是将融合存储服务 vSAN 的授权独立了出来,转为以每 Tib 结合年限使用的订阅服务方式进行授权。这个调整对于原有的 HCI 用户带来的影响不可谓不大,也是市场上对于订阅转型“呼声”比较高的点。这里我想站在方案架构师的角度从功能和应用场景的视角对其进行剖析,由 HCI 演进到 VVF 后能够带来哪些新的功能特性,令读者能够更全面的了解这些变化,从而与应用和业务的具体需求相对应。

图二:相较 HCI & VVF 异同

首先,VVF 在原有 HCI 包含的 vSphere 和 vSAN 基础上增加了管理组件 vCenter,Tanzu容器运行时服务,以及 Aria 云管理平台的 Operations 和 Operations for logs。当然了,对于 vCenter,原来大家在选购 HCI 方案的时候都会额外购买,但在升级为 VVF 方案后,大家可以看到 vCenter 已经被包含在内了。这里为了方便大家的理解,我们对这些新增的组件功能概述如下:

  • 容器化应用支持: Tanzu 容器运行时服务使 VMware HCI 能够提供容器化应用程序的运行,令用户能够在统一的资源环境中同时运行和管理虚拟机和容器业务,提高了企业在现代应用开发方面的灵活性和效率。
  • 自动化运维和监控: Aria Operations 为 VMware HCI 提供了自动化的运维和监控功能,能够实时监测、分析和优化整个基础设施的性能和健康状态,帮助企业提高运维效率和系统稳定性。
  • 日志分析和故障排除: Operations for logs 提供了强大的日志分析功能,能够帮助企业快速定位和解决问题,提高故障排除的效率和准确性,从而降低业务中断和数据丢失的风险。

其次,VVF 中带了 vCenter Standard(标准版),vSphere Enterprise Plus(企业增强版)和 vSAN Enterprise(企业版)。虽然,以后 vCenter,vSphere 和 vSAN 都不再提供单独的选购版本,但是原有客户在选购 HCI 时通常会选择 vCenter Essentials(基本版) + vSphere Standard(标准版) + vSAN Standard(标准版),或是 vCenter Standard(标准版) + vSphere Enterprise Plus(企业增强版) + vSAN Advance(高级版) 的组合,为了拉齐大家对于 VVF 功能方案的认知,我们将 vCenter,vSphere 和 vSAN 各个版本的功能列表如下:

图三:vCenter 版本功能示例

由此可见,vCenter 标准版的主要优势在于支持管理的 vSphere 服务器数量更多以及对于 vCenter 服务器的高可用和备份保护方案的支持。

图四:vSphere 版本功能示例

由图示例我们比较分析 vSphere Standard 与 Enterprise Plus 两个版本的主要功能区别如下:

虚拟化管理:

  • vSphere Standard:提供基本的虚拟化管理功能,例如虚拟机的创建、删除和迁移。
  • vSphere Enterprise Plus:拥有更加强大和智能的虚拟化管理功能,如自动化负载均衡、自动化容错、自动化的存储管理和资源调度。

网络功能:

  • vSphere Standard:具有基本的虚拟网络功能,例如标准交换机。
  • vSphere Enterprise Plus:提供了高级的网络功能,包括分布式交换机(vDS)和网络 I/O 控制,以提高网络性能和管理能力。

存储功能:

  • vSphere Standard:提供基本的存储功能,如本地存储和共享存储管理。
  • vSphere Enterprise Plus:具有更多高级的存储功能,包括存储 I/O 控制、存储 vMotion 和存储 DRS 等功能,以提高存储的性能、可用性和管理效率。

安全功能:

  • vSphere Standard:提供基本的安全功能,如虚拟化防火墙和安全配置检查。
  • vSphere Enterprise Plus:提供了更多的安全功能,如虚拟化加密和虚拟化安全标签,以加强虚拟化环境的安全性。

由此可见,vSphere 企业增强版能够为虚拟化自动化管理带来更多的帮助,对于网络和存储特性会有更多的支持,并且对于企业所关注的安全也提供了更多的功能。

图五:vSAN 版本功能示例

由图示例我们比较分析 vSAN Standard 与 vSAN Enterprise 两个版本的主要功能区别如下:

  • 重复数据删除和压缩:支持重复数据删除和压缩功能,通过识别和消除重复的数据块,并对数据进行压缩,以节省存储空间并提高存储效率。
  • RAID-5/6 数据存储纠删:提供 RAID-5 和 RAID-6 数据存储纠删功能,用于在节点故障时保护数据的可靠性,在确保数据的完整性和可用性的同时,节省存储空间并提高存储效率。
  • 双活数据中心数据存储保护:支持双活数据中心配置,通过在两个数据中心之间实时复制数据来提供应用的高可用性和灾难恢复能力,确保在一个数据中心故障时数据仍然可用,也用于 Oracle RAC,MSSQL Always On 等高可用应用架构的构建。
  • 静态数据和传输中数据加密:提供静态数据和传输中数据加密功能,可确保数据在静态状态和传输过程中的安全性,通过加密技术保护数据的机密性和完整性。
  • 文件存储服务:提供文件存储服务,使用户能够在虚拟环境中轻松创建和管理文件共享,并通过 NFS 或 SMB 协议访问文件,除了提供 NAS 文件服务,也用于容器应用的数据多读多写持久存储。
  • 跨集群存储容量共享:支持跨集群容量共享功能,允许不同 HCI 集群之间共享存储容量,提高存储使用效率。
  • vSAN Max 分离式存储(使用 vSAN 订阅授权):支持将存储资源从计算资源中分离出来,形成独立的存储池,并向 vSphere 或 HCI 集群提供存储资源分享。

由此可见,vSAN 企业版能够带来更多高级存储特性,像是数据重删压缩和纠删码,能够大幅节省全闪存储的开销,降低成本;存储双活和加密能够保证数据高可用和安全;vSAN Max 能够解绑 HCI 计算和存储资源,带来更多更有效的存储使用场景。

VMware vSphere Foundation(VVF)相较于原有的 VMware HCI 方案,添加了对于容器化的支持和自动化运维工具如性能监控和日志分析平台,为云原生应用的开发和部署提供了强大的基础设施。这些综合能力不仅加速了企业对市场变化的响应速度,还支持了业务的持续创新和发展,同时保持了运营的稳定性和效率。

对于原有使用标准版的 vSphere 和 vSAN 的 HCI 用户,拥有更高软件版本功能的 VVF为虚拟化管理带来了自动化负载均衡和容错,智能化资源调度,这些功能提高了资源利用率和业务连续性;带来了网络的分布式交换机和网络I/O控制,这些功能提升了网络性能和管理效率;带来了存储的重复数据删除、压缩和纠删码技术,以及跨集群的存储容量共享,这些功能令企业能够更有效的管理和优化存储资源。同时,双活数据中心配置和数据加密功能确保了数据的高可用性和安全性。

VVF 为企业数据中心的虚拟化管理、网络功能、存储优化、安全增强以及自动化运维等方面的能力带来了全面的升级,这令企业能够构建一个更加灵活、安全、高效的IT环境,满足现代数据中心的各种需求,显著提升数据中心的现代化水平。

图六:VMware vSphere Foundation(VVF)现代数据中心