一、什么是超融合架構（HCI）？
“2012年8月，VCE CTO辦公室的Steve Chambers，在其博客中首次提出Hyper Converged (超融合)的概念。當時，超融合指的是，基于標準的X86服務器，在每個物理服務器節(jié)點通過Virtual Storage Appliance (虛擬存儲設備，簡稱VSA)，管理節(jié)點內的HDD和SSD，并與其他節(jié)點中的VSA一起來構建一個集群的分布式存儲，后來，加入VMware公司的Chuck Hollis在其博客里做出了更為準確的闡述，Hyper Converged，其實就是Hypervisor Converged。Hypervisor (虛擬服務器) 做為位于應用層與基礎架構層之間的戰(zhàn)略層，能夠抽象并池化計算、網(wǎng)絡和存儲資源，并擁有強大的控制平面的功能，而且Hypervisor(虛擬服務器)能整合軟件定義的數(shù)據(jù)中心內運維管理的經(jīng)驗，管理更簡單。
HCI（Hyper Converged Infrastructure），就是超融合基礎架構（簡稱超融合架構），或者超融合基礎設施，是指在同一套單元設備（如x86服務器）中具備計算、網(wǎng)絡、存儲和服務器虛擬化等資源和技術的架構。
HCIA（Hyper Converged Infrastructure Appliance），意指超融合基礎架構設備，或者超融合基礎設施設備。
HCIA (超融合基礎架構設備) 由多個服務器節(jié)點構成，每個節(jié)點同時提供計算資源和存儲資源，支持在線的橫向擴展。擴展節(jié)點時，性能和存儲容量都能線性的增長。它為用戶了一個很重要的特性：性能可預測性，性能可確保始終如一地按節(jié)點數(shù)，簡單地、線性地在線擴展。運行在HCIA硬件之上的就是分布式的存儲虛擬化軟件（包括分布式文件系統(tǒng)），來完成存儲資源的池化、部署和管理。典型的HCIA，包括EMC VxRail、DELL推出的VSAN ReadyNodes(就緒節(jié)點)一體機，Nutanix一體機，Cisco HyperFlex，華為FusionCube，深信服aSAN，聯(lián)想AIO，達沃小金剛等。正因為大家都看好超融合的市場趨勢，VSAN推出后，存儲巨頭、服務器巨頭都紛紛支持，例如早先的基于EVO：Rail的一體機，就有EMC(VSPEX BLUE)、NetApp、HDS、DELL、SuperMicro(超微)、Inspur(浪潮)、Fujitsu(富士通)等IT大廠商；近來基于VSAN Ready Nodes，也有許多IT大廠(包含存儲廠商和服務器廠商)已經(jīng)或者將要推出類似EMC VxRail的，多種型號配置的VSAN一體機。
可以看出，HCI (超融合架構) 符合Server SAN的特征：采用商用硬件，分布式，能在線橫向擴展。實際上，HCI是Server SAN的一種，是Server SAN的子集。Server SAN中除了HCI以外，至少還有另外一類，就是仍然采用商用硬件，也能在線橫向擴展，但每個節(jié)點不提供計算資源，只提供存儲資源的存儲產品”
這里提到HCI屬于Server SAN的子集，是基于筆者對于紛繁復雜的SDS這個概念的分類，如下圖所示：
坦率說，HCI屬于ServerSAN的子集這個說法并不是非常嚴謹，因為HCI除了存儲資源池之外，還提供了計算資源池。不過，當我們以存儲的視角，也就是重點關注HCI的存儲屬性的時候，這個說法還是成立的。
完整的來看，HCI就是分布式存儲形態(tài)的SDS結合Hypervisor。需要注意的是，SDS資源如何提供給Hypervisor上的虛機？主要有兩大流派，一個就是內嵌在Hypervisor內核的VSAN，虛機直接訪問Hypervisor的物理存儲設備；另一個就是類似Nutanix，虛機必須通過CVM(一種運行在Hypervisor上的虛擬存儲控制器，也叫做VSA - Virtual Storage Appliance，虛擬存儲設備)，才能訪問Hypervisor的物理存儲設備，EMC ScaleIO、華為FusionStorage等眾多HCI都是類似NutanixCVM這種方式。VSAN這類的優(yōu)勢在于IO路徑短，在相同硬件配置下，相同的實際業(yè)務應用場景下，性能表現(xiàn)更好，而且消耗Hypervisor節(jié)點服務器上的CPU和內存更少。如下圖所示：
當然，內嵌在Hypervisor的VSAN的劣勢也凸顯出來，就是：VSAN主要為本集群的vSphere虛機提供存儲資源。不過，VSAN通過NAS插件，以及未來不久將要發(fā)布的支持iSCSI接口，可以對外（包括其他Hypervisor虛機，甚至物理機）提供存儲資源。
二、什么是軟件定義存儲（SDS）
首先，開宗明義：軟件定義，為云而生。這里包括了軟件定義的數(shù)據(jù)中心整個概念。
其次，我們具體來看下軟件定義存儲。在筆者主編的《軟件定義存儲：原理、實踐與生態(tài)》書籍當中，提到：
軟件定義的存儲（SDS）是一個不斷進化的概念，在現(xiàn)階段看來，是指存儲資源由軟件自動控制，通過抽象、池化和自動化，將標準服務器內置存儲、直連存儲，外置存儲，或云存儲等存儲資源整合起來，實現(xiàn)應用感知，或者基于策略驅動的部署、變更和管理，最終達到存儲即服務的目標。
軟件定義存儲包含兩個部分，一部分是控制平面，基于策略或者基于應用的存儲資源分配、變更和管理；另一部分是數(shù)據(jù)平面，負責數(shù)據(jù)的存放、處理和優(yōu)化。
三、HCI與SDS的關系和發(fā)展
我認為兩者是相輔相成，相互促進的。單純從存儲屬性來看，HCI是SDS的一部分，正如前面SDS的分類所描述的那樣，HCI屬于數(shù)據(jù)平面。HCI具有的在線橫向擴展的特性，非常適合云化的時代，但云化所需的存儲資源即刻交付、動態(tài)擴展、在線調整，其實還需要借助控制平面的存儲策略才能完成。
在筆者的SDS分類里，軟件定義存儲還包含了能被控制平面層（如VMware SPBM、OpenStack Cinder等）驅動的外置共享存儲，不過這部分的發(fā)展在國內還相對緩慢。軟件定義存儲的發(fā)展，在比較長的一段時間內，還需借助超融合架構的落地和蓬勃發(fā)展。
下面所闡述的內容，需要注意HCI軟件和HCI一體機的區(qū)別。由于目前的市場上，當我們談到超融合設備時，絕大多數(shù)指的是出廠時就預裝好軟硬件。所以，通常我們聽到的超融合架構或者HCI，其實是HCI一體機。而VSAN比較特別的是，大多數(shù)是以HCI軟件的形態(tài)出售，為用戶提供了靈活性和多種選擇。當然，如果各方面條件具備，用戶選擇類似EMC VxRail這種VSAN一體機，可以簡化部署和運維的工作量。
下面轉載在微信公眾號”樂生活與愛IT” 2015年12月12日的一段內容，表明我對超融合架構的一些看法。
寫到這里，我想起了有不少朋友經(jīng)常遇到的困惑：超融合架構是存儲的未來嗎？軟件定義存儲不是要做軟硬件的解耦嗎？不想被傳統(tǒng)外置陣列廠商鎖定，也不想被新的HCI硬件方式鎖定，怎么辦？
我個人認為，Server SAN軟件廠商選擇少數(shù)幾家服務器硬件廠商，綁定為一體機形式，銷售給用戶，主要原因是廠商的能力和規(guī)模都還太小。
首先，需要肯定的是，存儲控制器OS與專有存儲控制器硬件的解耦，這本身是一個進步。但是，業(yè)界除了VMware能依托其vSphere強大、完整的生態(tài)鏈之外，其他Server SAN軟件廠商很難有能力、資源去做如此廣泛的服務器、IO控制器、SSD、HDD等部件組合的兼容驗證。
記得之前在Compellent公司時(被DELL收購前)，公司維持著一張Excel表格，每做過一次驗證測試，比如HBA卡的某種新型號，甚至某種原來型號的新微碼，就增加一條記錄。因為初創(chuàng)公司是很難有時間、人力和成本去做，如同天文數(shù)字般組合的兼容性驗證。
VSAN Ready Nodes之所以可以按照HCI的軟件版被用戶廣泛接受，就是因為依托于vSphere已有驗證庫的基礎之上，已經(jīng)通過了十多個服務器廠商，成百上千種不同的部件組合(特別是IO控制器和SSD)的嚴格測試和驗證，有時針對SSD的性能測試，甚至長達很多天的時間持續(xù)的運行。
所以，初創(chuàng)的Server SAN軟件公司在其起步的時候，選擇兩、三家的服務器硬件進行捆綁銷售，是明智的選擇。這種標準件的產品推出，是經(jīng)過了多次磨合最終確定的，兼容性穩(wěn)定性得以驗證，有時甚至針對某些特性在軟件或者硬件進行優(yōu)化，用戶使用時能夠獲得可預期的體驗。換句話說，其實也是無可奈何的選擇，因為初創(chuàng)公司沒有資源去窮盡各種組合的兼容性驗證或優(yōu)化。
對于用戶而言，需要警惕的是，如果Server SAN軟件公司開始和新的服務器硬件公司合作時，最好先觀望一段時間，等待軟硬件經(jīng)過了足夠長的磨合期，才去考慮購買新的HCI一體機，以確保存儲的穩(wěn)定性。
所以超融合架構以軟硬件捆綁形式呈現(xiàn)，我認為是一個過渡期，當然這個過渡期有可能比較長。如果用戶不喜歡被少數(shù)幾家鎖定，趕緊考慮VSAN Ready Nodes吧： ) 相信VMware經(jīng)過多年的磨合，已經(jīng)與各大服務器廠商的硬件磨合得非常完美了”
我在2016年7月3日 SDS新書發(fā)布會及SDS技術沙龍的演講里，也重申了這一觀點：HCI軟硬一體機是SDS漫長征程的一種形態(tài)。
實際上，當軟件的兼容性在五花八門的各種硬件上不成問題時，緊耦合就會成為歷史。例如，SDS之于外置磁盤陣列(也即專有的硬件存儲)。再舉個例子，以VMware vSphere或Microsoft Hyper-V為例，你現(xiàn)在聽說過Hypervisor一體機嗎？我相信假以時日，各種不同品牌的HCI軟件的兼容性，在多種服務器的不同部件組合得到解決后，用戶將不用擔心新的硬件鎖定。不過，也許需要多年以后才能得到徹底解決，而在這期間，HCI一體機就有其存在的價值。
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