面向客户nutanix高度融合web scale基础架构

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Date高度融合WEB-SCALE基础架构谢辉雄2014.9VMVMVM1990sCloudGenerationClient-ServerGenerationVirtualizationGeneration

数据中心基础架构的演变PublicCloudVMVMx86VM2000s2010>VMVMVMx86x86VMx86x86x86x86x86x86VMVMIntelligent

Software现存数据中心基础架构所面临的挑战1.

内生复杂性2.低效孤岛3.无法预知的扩展新型WEB-SCALE数据中心：简单，扩展，有效设计目标更少消耗以及可预测扩展无单点故障分布式处理一切不间断运行系统大范围自动化及丰富的分析基础假设无物主的x86服务器无专用设备所有智能性及服务存在于软件中线性，可预测横向扩展彻底简化我们能从WEBSCALEIT中获取什么?优势核心内容业务灵敏性快速扩展成本效率基础架构战略软件层的智能性线性以及可预测横向扩展更少消耗人员及流程文化与技术一样重要先开始，优化在后不推崇技术系统设计非破坏性的滚动升级无单点故障最少的人工干预何为WEB-SCALE基础架构？X86服务器上的超级融合整合计算与存储软件提供所有智能100%软件定义分布式处理一切囊括整个集群范畴内的数据及服务自我修复系统伴随分布式复原的故障隔离由API驱动的自动化及丰富分析由数据驱动的效率100011011100010010001001100100100100由网络公司开创的具备前所未有敏捷性、高速扩展性以及低运维成本的IT基础架构。12345X86NodeWEB–SCALE基础架构的强大优势x86服务器的超融合系统的自我修复由API驱动的自动化+丰富的分析分布式处理一切软件提供所有智能无限制横向扩展更少消耗低成本不间断运行数据中心的简化WEB-SCALE基础架构适合所有企业大型企业中端市场企业中小规模企业快速扩展成本效率业务灵敏性服务提供者企业级WEB-SCALE基础架构的优点简易性灵活性快速扩展公有云网络规模基础架构

具备云的所有优势无须妥协的简易性业务进行速度无与伦比的成本SLAs（服务等级协议）隐私及控制更好的长期总拥有成本遗留的基础架构整合计算与存储软件提供所有智能分布式处理一切自我修复系统WEB-SCALE融合基础架构自动化与丰富的分析

Legacy(Yahoo,Altavista)Server,switches,SAN,NASCloud(Google,Amazon)Commodity,Map/Reduce,NoSQL不同的WEB-SCALE数据中心的构建方式，不同的命运普通一个集群＝27,000台

100PBData,30Mops/sec,100+GB/sI/O

12云和网络规模基础架构Prineville,OregonLenoir,NorthCarolinaChicago,IllinoisMakingstorageaninvisibleresource…Uselocaldevicesonx86hardwareasthefundamentalstorageresourceBuildintelligentdistributedsoftware-basedstorageservicesontopofthesesystemsthatarepurposebuiltfortheusecase(ex:GoogleGFS,FacebookHaystack,WindowsAzureDrives/Blobs)Scaleoutnotscaleup.Scaleoutnotshellout.接纳世界级创新

他们的共同点是什么呢?SpecializedITBigIronPurchasesSpindlesVirtualizedServersFlashFractionalConsumptionGeneralistITPrivateDatacentersHybridCloudsVirtualizedDatacenter数据中心的发展趋势CloudEnterpriseAgilityScaleCost1change

takes100days100snodes,

petabytesofdata$0.50/GB100schanges

take1day10,000snodes,zettabytesofdata$0.01/GB网络规模(Web-Scale)数据中心的优势Server2ServerNVirtualMachine/VirtualDiskServer1Nutanix分布式体系架构通用硬件＋灵活扩展

高性能确保高可用和数据保护分布式文件系统（NDFS）FlashFlashFlashNutanix硬件系统－2U／4个节点18每个节点:2xCPUsw/10coresUpto512GBcache2xSSDswithupto1.6TB4x1TBHDDwithupto4TBNodeNodeNodeNodeNX3461BlockEachNode:2x10Gbports2x1Gbports1x1IPMIports

服务器资源会越来越强大CPUDIMMRAMHBAFlashPCIiSCSI/FCHDD/SATA/SASSSD/Snapshot/cloning/DR/Metro-cluster…CPUDIMMRAMHBAFlashPCI4.0iSCSI/FCHDD/SATA/SASSSD/Snapshot/cloning/DR/Metro-cluster…FlashaccelFASTRRAM/6-12TBNVMeMEMCStorage服务器资源会越来越强大服务器资源会越来越强大22高效IO管理－自动分级管理NutanixControllerVMHypervisorHDDHDDHDDHDDSSDsGuestVMGuestVMGuestVMGuestVMiSCSI/NFSDataColdDataHotDataDatahitsSSDfirst(configurable)MovedofftocoldertierbyCuratorBroughtbacktohottierdependingonaccesspatterns高性能IO及数据保护－写I/O操作NodeGuestVMHypervisorControllerVMSSD／SATANodeHypervisorControllerVMSSD／SATANodeHypervisorControllerVMSSD／SATADataiswrittenlocallyReplicatedonothernodesforhighavailabilityReplicasarespreadacrossclusterforhighperformance高性能IO及数据保护－读I/O操作NodeGuestVMHypervisorControllerVMSSD/SATANodeHypervisorControllerVMSSD/SATANodeHypervisorControllerVMSSD/SATADataisreadlocallyRemoteaccessonlyifdataisnotlocallypresent25虚机迁移NodeHypervisorControllerVMSSD/SATANodeHypervisorControllerVMSSD/SATANodeGuestVMHypervisorControllerVMSSD/SATASeamlessVMMigrationMetadataservicecanaccessdatafromanywhereLocalityimprovesovertime26故障环境下虚机迁移NodeHypervisorControllerVMSSD/SATANodeHyperviorControllerVMSSD/SATANodeGuestVMHypervisorControllerVMSSD/SATAGuestVMSeamlessHAMetadataservicecanaccessreplicasfromanywhereNewcopiesarecreatedtoensurecontinuedfaulttolerance

动态灵活的集群扩展NDFS集成的资源10GbpsEthernetNDFS单个节点计算:16核存储:

闪存:400/800GBSSD;HDD:4TB

控制器:Nutanix控制器

VM再也没有“叉车”式的升级!

只是随需扩展可预见的经济与增长

企业级存储特性－数据压缩线内压缩写数据时同步压缩归档数据的理想应用对批量型数据负荷提供高性能

后处理压缩数据变“冷”后迁移到SATA盘之后压缩在数据和计算资源空闲时进行对正常IO没有影响随机数据的理想应用专为虚拟化设计提高所有存储层的可用空间压缩策略与虚机工作类型配合利用Snappy算法最大化压缩／解压性能可用分配数据块压缩，提高效率

VMCentric企业级存储特性－重复数据删除30准实时应用相应时间最高可达10倍去重比，为更多虚机服务支持所有硬件平台RAM和Flash实时删重100%软件驱动为横向扩展而设计可延展到所有存储包括硬盘以VM为中心的快照支持VMwareVAAIAPIArray-basedquick-clonesforefficientprovisioning完全Vmware集成支持ViewVCAI标准从虚拟化软件中分离，提高性能

企业级存储特性－软件定义快照／克隆

没有LUN或卷优化的容量和性能灵活的多向保护以VM为核心的工作流数据保护企业级存储特性－基于VM的远程复制灵活的拓扑结构和策略

多站点，多拓扑结构支持单向，双向，一对多，多对一同时双向复制智能复制时序安排避免影响VM生产操作ProtectionDomainBProtectionDomainBProtectionDomainDProtectionDomainEProtectionDomainCProtectionDomainAOneDirectionalBi-DirectionalHubandSpoke最小化的人为干预服务连续性

动态利用邻近的存储控制器数据保持可用对最终用户没有影响简单升级软件

不停机对大型集群也是如此

零停机软件升级

支持多种虚拟化软件平台支持所有功能vMotion/LiveMigration DRS/PRO FaultTolerance HighAvailability预装虚拟化软件（KVM）统一的管理平台Nutanix所有硬件平台36管理程序环境虚拟化汇总存储性能报警汇总政策执行统一的管理界面Nutanix软件架构DataProtectionServicesDataReductionServicesSystemResilienceServicesIntelligentDataTieringServicesAnalyticsandMonitoringInfrastructureManagementNutanixPrismNutanixDistributedFileSystemWeb-ScaleFoundationPlatformPowerfulControlPlaneScale-outDataPlaneDistributedMetadataStoreVM-awareCoreDataServicesClusterBootstrapDirectorHypervisorInterfaceConfigurationManager…VMVMIntegratedDataProtection核心组件MedusaDistributedMetadataStoreZeusClusterConfigManagerStargateDataI/OManagerviaNFS,iSCSI,SMBtohypervisorCuratorMapreduceClusterMgt&cleanupChronosJob&TaskManagerPrismUI&API–ManagementHTML5&RESTAPICerebroReplication/DRMgrPithosvDiskConfigMgrApacheCassandraLinearScale&FaultToleranceZooKeeper:CoordinationSvc4distsysNuanix解决方案的特点系统性能好每个节点内置盘架构，SSD提供本地直接数据读写所有VM保证本地数据访问系统可用性高每个节点内含一个存储控制器，用户数据两份或三份保存，不需要额外实现多冗余系统弹性好网络规模线性增长，不用提前投资性能，每次扩展都能用到最新的配置和能力，与原有系统完美整合，不需要数据迁移管理简单不做RAID，LUN等存储管理工作，无需复杂的容量规划高度融合节约机房空间，节约电力资源完全配合系统建设的云化配合未来大数据应用39支持企业多种类型应用业务40DesktopVirtualizationServerVirtualizationBigDataDisasterRecover