聯想超融合 AIO H1000

聯想超融合 AIO H1000 基于超融合設計，采用極具創新的超融合架構，将計算與存儲高度集成，并且 還構建出雲管理平台的一(yī)站式解決方案，是一(yī)款真正的将軟件、硬件和管理超級融合的雲基礎設施一(yī)體(tǐ)機， 爲用戶提供一(yī)個高度簡化的一(yī)站式基礎設施雲平台。不僅可以使得業務部署上線從周縮短到天，而且與企業 應用軟件、中(zhōng)間件和數據庫軟件完全解耦，打破傳統分(fēn)離(lí)架構的 IO 瓶頸，數倍提升企業關鍵應用的性能。
聯想超融合 AIO 作爲一(yī)體(tǐ)化私有雲基礎架構的标準組件，爲客戶整合企業計算、存儲和網絡等資(zī)源， 快速構建企業雲，提供全新的 IT 模型和服務體(tǐ)驗。
聯想超融合 AIO H1000 系列方案基于“快速實施，快速部署”的設計，給予客戶 2 小(xiǎo)時快速交付雲平 台的設想，使客戶徹底擺脫構建雲平台時的複雜(zá)設計、安裝和部署等過程。
聯想超融合 AIO H1000 集成串聯多台服務器，可水平擴展雲平台計算與存儲資(zī)源的規模，使雲平台具 備高可用、高性能、易管理和低碳等核心優勢。
 

聯想超融合 AIO H3000

聯想超融合 AIO H3000 是一(yī)個與管理程序無關的、純軟件實現的企業存儲解決方案，爲虛拟化環境提 供虛拟機級别的存儲概念，并可與服務器虛拟化管理方案和用戶界面完全集成。聯想超融合 AIO H3000 平 台消除對存儲陣列(無論是 SAN 還是 NAS)的需要，通過彙聚多台服務器的分(fēn)散存儲資(zī)源來提供共享存 儲。其消除存儲配置、存儲管理和存儲網絡，使管理員(yuán)可以專注于高附加值的活動，從而大(dà)大(dà)簡化 IT 操作。
聯想超融合 AIO H3000 系統提供以虛拟機爲中(zhōng)心的企業級數據服務，支持虛拟機實時遷移、動态負載 均衡、高可用性、數據保護和災難恢複等高級功能。
通過整合标準通用服務器上的計算與存儲資(zī)源，聯想超融合 AIO H3000 系統的存儲節約大(dà)量資(zī)本支出， 而不影響虛拟工(gōng)作負荷的性能及可擴展性。聯想超融合 AIO H3000 存儲可與傳統存儲陣列和服務器共存以 保護投資(zī)。不必配置冗餘資(zī)源，其多功能的體(tǐ)系結構即可提供獨立、按需擴展容量和性能的能力。
 

管理平台 LUC

 
聯想超融合虛拟化管理平台 LUC 是采用 B/S 架構模式自主研發的一(yī)套管理系統，實現對一(yī)體(tǐ)機計算、 存儲和網絡資(zī)源的統一(yī)管理。最終，用戶能夠通過浏覽器、移動終端和瘦客戶端來訪問管理系統，實現各項 功能操作。
聯想超融合虛拟化管理平台的主要功能模塊有主頁、服務器和集群、鏡像、存儲、網絡、系統管理、任 務和信息。其中(zhōng)，系統管理又(yòu)包含各種平台安全與權限設置，如租戶管理、用戶管理、角色管理、權限管理、策略管理、通知(zhī)列表和 SSL 證書(shū)等。同時，提供 RESTful API 接口，保證第三方用戶平台能夠對接一(yī)體(tǐ) 機管理平台，方便用戶完成各種第三方集成，大(dà)幅提升系統集成的便利度。

 

在邏輯實現架構上，聯想超融合虛拟化管理平台采用微服務的開(kāi)發架構。各個功能管理模塊均爲一(yī)個獨 立服務體(tǐ)，相互解耦，能夠獨立部署，使管理平台架構的可擴展性增強。同時，由于我(wǒ)們的平台屬自主研 發，不僅能避免基于開(kāi)源框架進行二次開(kāi)發模式下(xià)，開(kāi)源框架本身因技術局限帶來的隐患，也能使功能擴展 更加靈活自如。 
 

虛拟化技術

聯想超融合采用自主研發的計算虛拟化 LHV 和網絡虛拟化 LNX 技術，共同實現具體(tǐ)的雲平台管理工(gōng)
作。
 
LHV 是聯想超融合針對聯想超融合 AIO H1000 自主研發的一(yī)個雲計算管理平台項目，通過域、計算、 網絡和存儲驅動等幾個重要的組件組合，完成具體(tǐ)的雲平台管理工(gōng)作，其産品目标是提供實施簡單、可大(dà)規 模擴展、豐富和标準統一(yī)的雲計算管理平台。其通過各種互補的服務提供基礎設施服務(IaaS)的解決方 案，每個服務都提供相應的 API 進行集成。
LNX 是聯想超融合自主研發的一(yī)種跨集群 SDN 技術，其采用扁平的網絡結構，提供二層平面的 SDN 功能，并使用 VLAN 技術對網絡進行物(wù)理隔離(lí)，大(dà)大(dà)提高網絡的利用率，确保網絡安全保密。其網絡類型 分(fēn)爲以下(xià)四種：
聯想超融合 AIO H 系列網絡類型介紹
 
 
計算虛拟化 LHV 和網絡虛拟化 LNX 的架構極其精簡，均采用組件式開(kāi)發，每個組件單獨對外(wài)提供相 應的服務。組件間互不影響，擁有良好的可擴展性，可維護性和高可用性。同時，采用高效的 C 語言設計 開(kāi)發，使其擁有極高的性能和組件響應性能，這是聯想超融合虛拟化平台有别于其他平台的特色。
此外(wài)，聯想超融合通過引入功能權限控制模塊，實現管理平台基于權限進行用戶管理和功能控制。并通 過在各個模塊中(zhōng)加入權限控制流程，從而實現對各個組件功能的權限控制。
 

 
LDM（域管理）
主要提供數據中(zhōng)心和集群的管理服務。通過數據中(zhōng)心和集群管理，用戶可以更好的劃分(fēn)資(zī)源管 理，合理規劃雲平台虛拟化資(zī)源。同時，域管理提供的資(zī)源監控統計，爲用戶動态合理的管理虛 拟化資(zī)源提供有效的依據。
VMM（計算管理）
一(yī)套控制器，用于爲單個用戶或使用群組管理虛拟機實例的整個生(shēng)命周期。根據用戶需求提供 虛拟服務，負責虛拟機創建、開(kāi)機、關機、挂起、暫停、調整、遷移、重啓和銷毀等操作，配置 CPU 和内存等信息。
IMAGEM（鏡像管理）
一(yī)套虛拟機鏡像查找及檢索系統。支持多種虛拟機鏡像格式(AKI、AMI、ARI、ISO、QCOW2、
Raw、VDI、VHD、VMDK)，實現創建上傳鏡像、删除鏡像、編輯鏡像基本信息的功能。
SPM（塊存儲管理）
爲運行實例提供穩定的數據塊存儲服務。它的插件驅動架構有利于塊設備的創建和管理，如創建 卷、删除卷、在實例上挂載和卸載卷。
FWM（安全組管理）
一(yī)套網絡安全服務系統，提供安全組功能。用戶可自行配置安全組規則，控制虛拟機互通和隔離(lí) 的關系。保證屬于同一(yī)個安全組的虛拟機和屬于不同安全組的虛拟機，均默認全部隔離(lí)，僅安全 組允許的訪問請求才能訪問該安全組。
L2M（L2 網絡管理）
爲超融合雲平台提供物(wù)理網絡，爲多用戶劃分(fēn)物(wù)理網絡功能，爲不同的用戶(租戶)提供獨立的 網絡環境。

 
•   适配 OpenStack。
 

運維自動化

在聯想超融合 AIO H1000 環境中(zhōng)，計算虛拟化 LHV 在運維自動化方面具有以下(xià)特色功能：
• 支持實時監控各對象的性能、告警、任務和信息。
•  支持配置虛拟機 HA 策略。
•  支持 API 和命令行交互。

網絡虛拟化 LNX 功能特性

在聯想超融合 AIO H 系列環境中(zhōng)，網絡虛拟化 LNX 具有以下(xià)特色功能：
• 虛拟路由器
聯想超融合 AIO H 系列管理平台的每個數據中(zhōng)心都可以創建多個虛拟路由器，每個虛拟路由器都擁 有專用的 I/O 端口、緩存、地址空間和路由表。虛拟路由器通過配置普通連接、上行連接或網關連接， 實現内網與外(wài)網的網絡通信。
• 負載均衡
通過服務池将特定的業務 (網絡服務或網絡流量等) 分(fēn)擔給多個虛拟機，不僅能夠緩解用戶對單一(yī)服務 的訪問壓力，還大(dà)幅提高業務處理能力，保證業務高可用。目前可通過輪詢、最小(xiǎo)連接、源 IP 和權重 四種策略，實現網絡流量的負載均衡引導。
•   浮動 IP
爲已分(fēn)配内網 IP 地址的虛拟機分(fēn)配外(wài)網 IP 地址，建立内外(wài)網的映射關系，加強虛拟機的安全防護， 防止将虛拟機直接暴露在外(wài)網中(zhōng)。
• 安全組
在計算節點設置安全組規則，可過濾出入虛拟機的流程。通過在設置出入站規則時，設定 TCP 協議、 UDP 協議或 ICMP 協議的安全組策略，不僅可以避免計算節點因處理惡意訪問而造成資(zī)源損失，還可 以充分(fēn)過濾内部的惡意訪問。
• 拓撲國
在聯想超融合虛拟化管理平台中(zhōng)，使用拓撲國構建業務邏輯拓撲時，整個超融合架構底層，通過執行 大(dà)量的動作和指令，并根據業務邏輯拓撲進行底層真實環境模拟，從而屏蔽底層的複雜(zá)性，方便 IT 管 理人員(yuán)可以更快速、簡單、直觀地構建數據中(zhōng)心各個業務所需的邏輯拓撲。

高可用 HA

在聯想超融合 AIO H 系列中(zhōng)，VM 存儲在共享存儲上。系統會自動周期性的檢查每一(yī)個計算節點。當發 現計算節點不響應，會把在該計算節點上的所有 VM 都進行重新分(fēn)配，遷移到其它的可用物(wù)理機上。在該

 
遷移過中(zhōng)，仍然保證資(zī)源的平均分(fēn)配。具體(tǐ)過程如下(xià)：
1. 定期周期檢查所有的計算節點。
2.     發現處于故障(broken)狀态的節點，查詢其上所有的  VM，準備遷移。
3.  對每個 VM 計算新的節點，并進行遷移。

 
 
當原先壞掉的計算節點經過修複，重新加入到集群中(zhōng)時，爲避免重複，此節點上存留的被遷移走的 VM
會被删除。

存儲技術 LHS

架構

聯想超融合分(fēn)布式存儲 LHS 是由一(yī)組聯想超融合節點構成的一(yī)個分(fēn)布式平台。LHS 會像任意集中(zhōng)存儲 陣列一(yī)樣呈現給 Hypervisor。從用戶角度來看，超融合存儲集群的每個節點是等價的。但是，所有的 I/O 由 于是在本地處理，所以可以提供更高的性能。
 聯想超融合分(fēn)布式存儲 LHS 的數據結構如下(xià)表所述。

 

故障恢複 當出現 CVM 故障時，會将原故障 CVM 作爲主路徑處理的 I/O，轉發到兩個遠程路徑 中(zhōng)激活的一(yī)個路徑，由集群中(zhōng)其他 CVM 處理。當發現本地 CVM 恢複正常并穩定，本地 CVM 将立即接管 新的 I/O。
 

節點故障
故障恢複 當出現節點故障時，虛拟機将啓動 HA 機制，在其他節點上重新啓動虛拟機。當虛拟 機重新啓動完成，其将立即在本地 CVM 的接管下(xià)繼續提供服務，并通過掃描發現失效的和冗餘的數據節 點。與磁盤故障類似，最終在所有正常的集群節點内實現被保護數據的再平衡。當節點故障持續時間較長時，失效的 CVM 将被從元數據環中(zhōng)删除。當節點恢複并穩定一(yī)段時間後，CVM 才會被重新加回環中(zhōng)。

容量優化

聯想超融合采用在線壓縮的存儲優化技術，使任何工(gōng)作負載的可用容量被高效利用。該技術具備智能和 自适應的工(gōng)作特性，不再需要手動配置和微調。
在線壓縮對正常 I/O 路徑無影響，有助于提高存儲層利用率。其通過減少數據從磁盤複制和讀取，有利 于提高大(dà) I/O 數據塊或順序 I/O 性能。
在數據寫入磁盤前，對順序的數據流或大(dà) I/O 數據塊會直接在内存中(zhōng)壓縮，而對于随機 I/O 數據塊會直 接寫入 Oplog，合并後再在内存裏壓縮。對于壓縮收益不足的數據塊，LHS 會放(fàng)棄壓縮，直接寫入磁盤。

 

存儲分(fēn)層和優先級
存儲分(fēn)層是在集群中(zhōng)所有節點的 SSD 和 HDD 上，選擇最适合的位置，持久地存放(fàng)數據，以達到存儲性 能最優。聯想超融合 LHS 架構支持全閃存配置。LHS 将持續監控數據訪問模式，智能放(fàng)置數據，并根據性 能與容量動态地進行冷熱數據平衡。

 
存儲分(fēn)層的優先級由高到低依次爲 Local SSD、Remote SSD、HDD。
• Local SSD 負責所有本地虛拟機 I/O 的讀寫操作。
• Remote SSD，即集群内其他節點的 SSD，适用于本地 SSD 可用空間不足時的場景。且其與 Local SSD
會通過容量平衡盡可能保持所有節點都有足夠可用空間。
• HDD 可用于存儲選擇直接寫入 HDD 的順序寫數據，并參考所運行的實時監控數據，通過冷熱遷移把 冷數據放(fàng)入 HDD。
 

注解:
• 特定類型的存儲資(zī)源在集群範圍内被池化統一(yī)管理。形成集群範圍内的存儲分(fēn)層。即集群内任意節點 不論資(zī)源在本地還是其他節點，都可以使用整個存儲分(fēn)層。
• 針對某些特定虛拟機和數據盤，可選擇數據的存儲空間固化在閃存盤中(zhōng)。
 

容量平衡

LHS 的容量平衡技術，用于确保數據一(yī)緻的分(fēn)布在集群内部各節點上。通過實時監控集群内各節點每 個層級上的磁盤容量(SSD/HDD)，跨節點在同一(yī)層級上移動數據，确保在每個節點上有足夠的空間。且所 移動數據盡可能是非本地數據副本，以保證數據本地化。
當聯想超融合系統中(zhōng)部分(fēn)節點作爲存儲節點使用時，其上數據快速增長，導緻磁盤利用率高于其他節 點。此時将觸發容量平衡功能，移動該節點上最冷的數據至其他節點，既保證最熱數據本地化，也保證所有 節點磁盤利用率達到基本平衡的狀态。

數據本地化

網絡及 I/O

聯想超融合内部節點間無背闆鏈接，采用标準的 10GbE 網絡進行通訊。運行于聯想超融合虛拟機的所 有存儲 I/O 都在專用私有網絡裏由 Hypervisor 處理。
當 Hypervisor 接收到 I/O 請求時，由于存儲智能分(fēn)層對 SSD 和 HDD 的合理利用，大(dà)部分(fēn)請求都将由本 地 CVM 提供服務，無需通過外(wài)部的 10GbE 網絡，可減少網絡延遲。隻有在 LHS 的遠程複制、虛拟機的網 絡流量獲取和磁盤的容量平衡等場景下(xià)，才會使用到 10GbE 網絡。

虛拟機在線遷移
在聯想超融合中(zhōng)，虛拟機的數據服務都将由本地 CVM 及其所管理的本地磁盤提供。當虛拟機在節點間 發生(shēng)遷移時，該虛拟機的數據将由遷移後所在的本地 CVM 提供服務。虛拟機遷移前後，性能和可用性一(yī) 緻。

當需在虛拟機中(zhōng)寫入數據時，将由當前本地 CVM 提供服務完成寫操作。
當需讀取虛拟機存儲在遷移前節點 CVM 中(zhōng)數據時，I/O 請求将通過當前本地 CVM 轉發至遠端遷移前節點 CVM。當 LHS 監測到 I/O 請求發生(shēng)在非本地節點時，其将在後台自動将數據移動到本地節點中(zhōng)，從而讓所有的讀 I/O 都由本地 CVM 提供服務。且數據僅在被讀取到時才發生(shēng)遷移，可避免過大(dà)的網絡壓力。