以往提供良好服務的“通用”數據中心架構，如今在擴展性、性能和效率方面即將達到極限，且仍在使用著統一的資源比率來滿足所有對于計算處理、存儲和網絡帶寬要求。對于數據密集型工作負載現狀（例如大數據、快數據、分析、人工智能和機器學習）而言，“大而全”的方法已不再適用。目前面臨的挑戰是，如何能夠更好地實現資源融合，以實現存儲和網絡帶寬可以獨立擴容。最終目標是構建靈活且可有機組合的基礎架構，能實現混合并且彈性部署。

雖然超融合基礎架構 （HCIs） 已將計算、存儲和網絡資源整合到單一虛擬化系統中（如圖1所示），但為了實現更高的存儲、內存或網絡能力，仍需再額外配置處理器。此類固定的構塊方法（每個構塊包含CPU、DRAM和存儲器）無法實現當今數據中心所需的靈活性和可預測性。因此，組合型分解基礎架構 （CDI） 轉而成為如今被廣泛使用的解決方案，該架構不僅可以將融合或超融合的IT資源整合到單個集成單元中，還可以對其進行優化進而提高業務敏捷性。

對組合型分解基礎架構的需求

鑒于與通用架構相關挑戰（例如固定資源比率、低利用率和過度配置）的存在，融合基礎架構 （CI） 應運而生，并為單一系統提供了預配置的硬件資源。計算、存儲和網絡組件是離散的并且通過軟件進行管理。CI已經進化為HCI， HCI提供軟件定義的計算、存儲和網絡，所有硬件資源都被虛擬化。

雖然HCI將計算、存儲和網絡資源整合在單一虛擬化系統中，但它們并非沒有效率。例如，通過處理器定義可擴展性限制和進行資源訪問。HCI提供了額外的處理器，用以添加存儲、內存或網絡方面的更多資源，即使這些處理器不是必需的。這導致數據中心架構師嘗試構建靈活的基礎架構，但使用的卻是缺乏靈活性的構塊。

根據最近對300多個大中型企業IT用戶的調查1，企業數據中心基礎架構中只配置了45%的總可用存儲容量，僅45%的計算時間和存儲容量得到利用。固定構塊的方法未被充分利用，且無法達到當今數據中心所需的靈活性和可預測的性能水平。分解的超融合基礎架構 （HCI） 模型需要被啟用并使其易于進行有機組合，其中基于開放式應用編程接口 （API） 的軟件工具是未來的發展方向。

組合型分解基礎架構的推出

組合型分解基礎架構是一種數據中心架構框架，其服務內容包括物理計算、存儲和提供網絡結構資源。高密度計算、存儲和網絡機架使用軟件創建虛擬應用程序環境，該環境可實時提供應用程序所需的任何資源，以實現滿足工作負載需求所需的最佳性能。這是一個新興的數據中心細分市場，市場復合年總增長率為58.2%（從2017年到2022年的增長率預測）2。

在此基礎架構中（如圖2所示），虛擬服務器并非由HCI服務器硬連接的分區資源創建，是由包含計算、存儲和網絡設備的獨立資源庫所構建而成。因此，可以根據需要在軟件控制下對服務器進行配置和重新配置，以適應軟件和硬件組件緊密集成時特定工作負載的需求。通過組合軟件上的API，應用程序可以請求所需的任何資源，無需人工干預便可提供服務器的實時重新配置，并向數據中心的自我管理邁出重要一步。

超融合與組合型架構

網絡協議對于CDI同樣重要，它使得計算和存儲資源可以從服務器中分解出來供其他應用程序使用。在結構上連接計算節點或存儲節點至關重要，因為它可以為資源提供多條通路。作為CDI實施的領先網絡協議，NVMe?-over-Fabrics提供了從應用程序到可用存儲的最低端到端延遲，使CDI能夠提供直連存儲的數據本地化優勢（低延遲和高性能），同時通過在整個企業內共享資源來提供敏捷性和靈活性。

Non-Volatile Memory Express? （NVMe） 技術是一種精簡的高性能、低延遲接口，它利用了專為持久閃存技術開發的架構和協議集。該標準已經擴展到了本地連接服務器應用程序之外，通過NVMe-over-Fabrics規范在整個網絡中提供相同的性能優勢。該規范使閃存設備能夠通過網絡進行通信，提供與本地連接的NVMe相同的高性能、低延遲優勢，并且在可以通過結構存儲共享NVMe-over-Fabrics的服務器數量或可以共享的存儲設備數量上沒有限制。

總結

處于核心和終端的數據密集型應用程序在可擴展性、性能和效率方面已經超過了傳統基礎架構和體系架構的能力。由于通用基礎架構滿足所有計算處理、存儲和網絡帶寬的需求由統一的資源比率支持，因此它們不再適用于這些不同的數據密集型工作負載。隨著CDI的出現，現今的數據中心架構師、云服務提供商、系統集成商、軟件定義的存儲開發商和原始設備制造商 （OEM）在支持跨工作負載的動態服務等級協議 （SLA）的同時，能夠提供具有更高經濟性、靈活性、效率和簡易的存儲和計算服務。

　　1 摘自Hewlett Packard Enterprise?贊助的IDC白皮書《數據中心低效量化：為組合型基礎架構制定之案例》，2017年3月。

　　2 摘自IDC市場預測“2018 – 2023年全球組合型分解基礎架構的預測”。

　　
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Dave Montgomery