超融合架构在传统架构云平台中的集成方法的研究与实现

王志杰，冯韶华，钟 杰，王 洋

（酒泉钢铁<集团>有限责任公司信息自动化分公司 甘肃 嘉峪关 735100）

1 引言

企业传统SAN融合架构云平台采用服务器、光纤交换机、集中存储的方式构建而成[1]。传统架构云平台采购运维成本较高，横向扩展能力较差，传统架构云平台适用于数据可靠性要求高、计算性能适中、存储数据量较低的信息系统。对于数据可靠性及计算性能要求低、存储数据量大的信息系统适用性相对较差。目前绝大多数企业均是采用此种架构的云平台。

超融合基础架构为企业传统架构云平台的扩容提供了新的解决方案，为传统架构云平台拓展提供了新选择。传统架构云平台的计算资源和存储资源是分离的，服务器通过SAN交换机与存储设备连接获取存储资源。超融合技术实现计算资源、存储资源和网络资源的统一融合，每一台超融合节点单元可同时提供计算资源和存储空间[2]。超融合架构直接将存储分散部署到每台PC服务器上，在服务器上部署了快速的闪存盘和大容量服务器硬盘，来应对系统高IO需求和大容量存储的需要，并且大量存储资源由服务器硬盘提供。超融合基础架构云平台是未来企业发展必然选择的趋势。

与传统SAN架构云平台相比，超融合架构采购运维成本较低，横向扩展能力强，扩容更加灵活，与传统架构云平台形成互补。随着信息化建设的快速推进，信息化需求也在发生变化，企业云平台也需要建设多样的架构来灵活满足各种资源需求，在部署的不同架构基础上，根据项目和系统特点提供不同的信息资源服务。

根据云平台技术的发展趋势，很多拥有传统SAN架构平台的企业，必然会升级到超融合架构要集成在传统架构云平台中，但是基于成本以及现有业务考虑，传统SAN架构对于大多数企业不能全部淘汰重新按照超融合架构进行部署。因此大多数企业的做法是需按照传统架构的特点设计超融合架构，设计过程既要考虑超融合架构与传统架构的集成和兼容性，又要考虑超融合架构的原生完整性，不能影响超融合原生的升级及扩容。超融合架构云平台在传统架构云平台中的集成方法的研究与实现需要对超融合架构物理网络交换机连接与超融合架构分布式虚拟交换机分别进行设计与实现。

2 超融合架构物理网络交换机连接的设计与实现

本企业在将超融合架构在传统架构云平台中的集成过程中，将VXRAIL超融合原生的网络设计实现是使用超融合一体机自带的四口万兆网卡（服务器网络端口0、服务器网络端口1、服务器网络端口2、服务器网络端口3）。其中服务器网络端口0、服务器网络端口1两个端口分别连接两台千兆交换机（交换机1的1端口与交换机2的1端口），通过共用端口的方式实现云平台的管理、虚拟化内核、虚拟局域网流量分布功能；服务器网络端口2、服务器网络端口3分别连接以上两台千兆交换机（交换机1的2端口与交换机2的2端口），实现VSAN的流量分布功能。按照传统的架构模式，管理、业务、VSAN分离、流量均衡分布4个功能与交换机端口存在强耦合关系，网络流量必须通过特定的交换机端口。基于此种架构，存在网络流量无法从云平台监控，流量带宽不可视，无法进行管理，并且网络流量没有达到负载均衡的效果，对云平台造成极大的资源浪费。

在新架构设计中，超融合一体机除原来自带的四口万兆网卡（服务器网络端口0、服务器网络端口1、服务器网络端口2、服务器网络端口3）外，还需要新增两块万兆网卡。其中1块万兆网卡具备4个万兆端口（服务器网络端口4、服务器网络端口5、服务器网络端口6、服务器网络端口7），另1块万兆网卡具备两个万兆端口（服务器网络端口8、服务器网络端口9），全部集成到超融合一体机内。具体结构见图1。

图1 超融合一体机物理网卡的设计示意图

在新架构设计中需要将原有企业传统SAN融合架构部署的两台千兆交换机（交换机1、交换机2）规划为管理功能之外，还需要新增四台交换机（交换机3、交换机4、交换机5、交换机6）用作业务数据交换功能[3]。通过将原超融合一体机服务器网络端口0、服务器网络端口1端口连接管理交换机交换机1的1端口与交换机2的1端口，用于实现业务数据流量的管理功能。超融合一体机新增网卡的服务器网络端口6、服务器网络端口7端口分别连接两台业务交换机交换机3的1端口与交换机4的1端口，实现VMkernel流量的管理功能。超融合一体机新增网卡的服务器网络端口4、服务器网络端口8端口分别连接两台业务交换机交换机3的2端口与交换机4的2端口，实现虚拟化内核流量的管理功能，实现虚拟局域网流量的管理。超融合一体机新增网卡的服务器网络端口5、服务器网络端口9分别连接两台业务交换机交换机5的1端口与交换机6的1端口，实现虚拟存储局域网流量的管理功能。具体实现见图2。

图2 超融合架构物理网络交换机实施前后连接实现示意图

3 超融合架构分布式虚拟交换机的设计与实现

本企业在将超融合架构在传统架构云平台中的集成过程中，将VXRAIL超融合按照实施标准集成到传统架构云平台的vCenter 中，VXRAIL超融合原生的只有一个分布式虚拟交换机（IDC-INT-VXRAIL-01 343211），为了保证超融合架构的原生模式，不影响原生模式的升级和扩容，新的分布式交换机设计中，保留原来的分布式虚拟交换机（IDC-INT-VXRAIL-01 343211），实现VSAN的流量管理功能，需要规划新增3台虚拟交换机。新增的IDC-INTVxRail-MgMt虚拟交换机用于实现云平台业务管理功能；新增的IDC-INT-VxRail-VMkernel虚拟交换机，用于实现VMkernel业务流量管理功能；新增的IDC-INT-VxRail-VxLAN虚拟交换机，用于实现VxLAN的流量管理功能[4]。以上4个分布式虚拟交换机的端口连接分配按图2所示进行；分配示意图具体实现见图3。

图3 超融合架构分布式虚拟交换机实施前后连接实现示意图

4 实施效果

本企业通过以上方法成功将超融合架构实现与现有企业云平台的集成，实现了企业云平台统一管理与运维。截至目前，共计为成员单位提供虚拟机20台，配置存储资源447.90 TB，目前已使用存储资源32.40 TB，具体实施后效果图见图4。

图4 实施后效果图

本次实施在满足存储要求低、存储容量大、性能要求一般的需求的同时，采用超融合扩容方式比原来扩容方式，成本降低，成功探索出了企业云平台多种方式扩容的技术路线，和原有SAN架构的数据中心云平台架构形成使用场景互补，使得本企业私有云平台建设多样的架构来灵活满足各单位的各种资源需求，也更能根据项目和系统特点为各单位提供不同的信息资源服务。

5 结语

本文对超融合架构在传统架构云平台中的集成方法进行了研究，通过在本企业的实现，成功利用超融合架构、SAN（vSAN）技术，采用分布式架构，实现了企业云平台不同架构的集成。后续各大行业可依据本文所研究的实现方法，选择不同的方式进行扩容，同时满足不同云平台统一管理与运维，使云平台扩容更加灵活，同时满足各种扩容需要。