服务器超融合是什么意思，服务器超融合和服务器集群区别

***：服务器超融合是一种将计算、存储、网络等资源整合于一体的技术架构。它利用软件定义的方式，在通用服务器上实现多种功能的融合。而服务器集群是把多台独立服务器通过网络连接起来协同工作。二者区别明显，超融合侧重于资源整合与简化管理，在一个系统里提供多种功能；集群主要是多服务器协同处理任务，提升性能、可用性等，各自有不同的应用场景和优势。

本文目录导读：

1. 服务器超融合的含义
2. 服务器集群的含义
3. 服务器超融合与服务器集群的区别

《服务器超融合与服务器集群：深度解析两者的区别》

服务器超融合的含义

（一）定义

服务器超融合是一种将计算、存储、网络等多种数据中心功能整合到单一设备或软件解决方案中的技术架构，它打破了传统的将计算、存储、网络等资源分别采购、部署和管理的模式，通过软件定义的方式，在通用的x86服务器硬件平台上实现这些资源的高度集成和优化。

（二）核心组件

1、超融合软件层

- 这是超融合的关键所在，超融合软件层负责将服务器的计算资源（如CPU、内存）和存储资源（如硬盘、闪存）进行池化管理，它可以将多个服务器上的本地存储整合为一个分布式存储系统，像Nutanix的超融合软件，通过其独特的分布式文件系统（如Nutanix Distributed File System，简称NDFS），能够把服务器中的闪存和机械硬盘组合起来，提供高性能和大容量的存储服务。

- 在这个软件层中，还包括对虚拟机（VM）的管理功能，它可以像传统的虚拟化平台（如VMware vSphere）一样创建、启动、停止和迁移虚拟机，与传统虚拟化不同的是，超融合软件层在管理虚拟机时会充分考虑到存储和网络资源的协同，在分配虚拟机资源时，会根据存储的性能（如I/O速度）和网络的带宽情况，自动选择最合适的服务器节点来部署虚拟机，以确保虚拟机的性能最优。

2、通用服务器硬件

- 超融合架构通常基于通用的x86服务器硬件，这些服务器配备了多核CPU、大容量内存和多个存储设备（如硬盘或固态硬盘），戴尔的PowerEdge系列服务器常被用于超融合架构，这些服务器可以根据用户的需求灵活配置，从入门级的双路服务器到高端的多路服务器都可以作为超融合的硬件基础。

- 这种基于通用硬件的方式降低了成本，因为不需要专门定制的硬件设备，由于x86服务器市场竞争激烈，硬件的性能不断提升，价格也相对较为稳定，使得超融合解决方案在性价比方面具有很大的优势。

（三）工作原理

1、资源池化

- 在超融合架构中，首先进行的是资源池化操作，计算资源（CPU和内存）和存储资源（硬盘和闪存）被分别池化，对于计算资源池化，超融合软件会将各个服务器节点上的CPU核心和内存容量进行统一管理，一个由5台服务器组成的超融合集群，每台服务器有16个CPU核心和128GB内存，那么整个集群就拥有80个CPU核心和640GB内存的计算资源池。

- 存储资源池化方面，超融合软件会在各个服务器节点上创建分布式存储系统，以Ceph为例，它是一种开源的分布式存储系统，常用于超融合架构，Ceph会将每个服务器节点上的存储设备划分为多个小的数据块（Object），然后通过复杂的算法（如CRUSH算法）将这些数据块分布到整个集群的各个节点上，这样，当用户需要存储数据时，数据会被分散存储在多个节点上，提高了存储的可靠性和性能。

2、基于策略的资源分配

- 超融合系统根据预先设定的策略进行资源分配，这些策略可以基于多种因素，如业务需求、性能要求和资源利用率等，如果有一个对I/O性能要求极高的数据库应用，超融合系统会根据策略将其部署在具有高性能存储（如全闪存节点）的服务器上，并且分配足够的CPU和内存资源以确保数据库的高效运行。

- 超融合系统还会实时监控资源的使用情况，并根据资源的剩余量和业务的优先级进行动态调整，如果某个服务器节点的CPU利用率过高，系统会自动将一些虚拟机迁移到其他负载较低的节点上，以平衡整个集群的负载。

服务器集群的含义

（一）定义

服务器集群是将多个独立的服务器通过网络连接在一起，协同工作以提供更高的性能、可用性和可扩展性的一种架构，这些服务器可以是同构的（即硬件配置相同），也可以是异构的（硬件配置不同），服务器集群的目的是通过多台服务器的协作来处理单个服务器无法承担的任务负载，或者提高系统的容错能力。

（二）核心组件

1、节点服务器

- 节点服务器是服务器集群的基本组成单元，每个节点服务器都具有自己独立的计算、存储和网络资源，在一个Web服务器集群中，每个节点服务器都安装有Web服务器软件（如Apache或Nginx），并且有自己的CPU、内存和硬盘空间来处理Web请求，这些节点服务器可以根据集群的功能和负载需求进行灵活配置。

- 节点服务器之间通过高速网络连接，如千兆以太网或Infiniband网络，高速网络连接确保了节点之间能够快速地进行数据交换和通信，在一个高性能计算集群中，节点之间需要频繁地传输大量的计算数据，高速网络能够减少数据传输的延迟，提高整个集群的计算效率。

2、集群管理软件

- 集群管理软件负责管理整个服务器集群，它的功能包括节点的发现、配置管理、任务调度和故障监测等，Red Hat的Cluster Suite是一款流行的集群管理软件，它可以自动发现新加入集群的节点服务器，并对其进行配置，使其能够与其他节点协同工作。

- 在任务调度方面，集群管理软件会根据各个节点的负载情况和任务的优先级，将任务分配到最合适的节点服务器上，当有多个用户同时提交计算任务到集群时，管理软件会将这些任务分配到负载较轻的节点上，以提高任务的处理速度，集群管理软件还会实时监测节点服务器的健康状况，如果发现某个节点出现故障，它会自动将该节点上的任务迁移到其他正常的节点上，确保整个集群的服务不中断。

（三）工作原理

1、负载均衡

- 负载均衡是服务器集群的一个重要工作原理，当外部请求到达服务器集群时，负载均衡器会根据预先设定的算法将请求分配到各个节点服务器上，常见的负载均衡算法有轮询算法、加权轮询算法和最小连接数算法等。

- 在一个由10个节点服务器组成的Web服务器集群中，使用轮询算法的负载均衡器会依次将每个Web请求分配到不同的节点服务器上，如果采用加权轮询算法，那么可以根据节点服务器的性能差异为不同的节点分配不同的权重，性能较强的节点服务器可以被分配较高的权重，这样它就会接收到更多的请求，从而充分利用其性能优势。

2、故障转移

- 故障转移是服务器集群提高可用性的关键机制，当集群中的某个节点服务器出现故障时，集群管理软件会检测到这个故障，并将该节点上正在运行的任务或服务转移到其他正常的节点服务器上。

- 在一个数据库服务器集群中，如果一个节点服务器的硬盘出现故障，集群管理软件会将该节点上的数据库服务迅速迁移到其他节点上，并且保证数据库的一致性和完整性，这通常需要借助数据库的复制技术和集群管理软件的协调功能来实现。

服务器超融合与服务器集群的区别

（一）架构整合程度

1、超融合

- 超融合将计算、存储、网络等多种资源深度整合到一个统一的架构中，这种整合不仅仅是简单的物理设备的组合，更是通过软件定义的方式在逻辑上形成一个紧密的整体，在超融合架构中，存储不再是独立于计算资源的外部设备，而是与计算资源紧密耦合在一起，超融合软件可以直接管理服务器本地的存储设备，将其转化为分布式存储，并与计算资源协同工作。

- 超融合系统中的虚拟机管理也与存储和网络资源的管理紧密相关，当创建一个虚拟机时，超融合系统会同时考虑计算资源的分配、存储资源的分配（如虚拟机磁盘文件的存储位置和存储策略）以及网络资源的配置（如虚拟机的网络带宽和网络连接方式），所有这些操作都是在一个统一的软件平台上完成的。

2、集群

- 服务器集群主要侧重于计算资源的协同工作，虽然也会涉及到存储和网络资源的共享，但相对来说整合程度较低，在服务器集群中，计算节点之间主要是通过网络共享存储设备，如使用网络附属存储（NAS）或存储区域网络（SAN），存储资源在集群中仍然是相对独立的部分，与计算资源的耦合程度不如超融合架构紧密。

- 在一个传统的服务器集群用于企业级应用时，计算节点通过光纤通道连接到外部的SAN存储设备，集群管理软件主要关注计算节点的负载均衡和故障转移，而对于存储设备的管理则依赖于专门的存储管理软件，与计算资源的管理相对分离。

（二）资源管理方式

1、超融合

- 超融合采用软件定义的资源管理方式，超融合软件层对计算、存储和网络资源进行统一的池化管理，通过软件定义存储（SDS）技术，超融合系统可以根据业务需求灵活地分配存储资源，用户可以根据应用的重要性和性能要求，在超融合系统中创建不同类型的存储卷，如高性能的全闪存存储卷用于数据库应用，大容量的机械硬盘存储卷用于文件存储应用。

- 在计算资源管理方面，超融合系统可以像传统的虚拟化平台一样对CPU和内存进行细粒度的分配，超融合系统还会根据存储和网络资源的使用情况对计算资源的分配进行优化，如果存储资源的I/O负载较高，超融合系统可能会限制某些对存储I/O需求不高的虚拟机的CPU资源，以确保存储资源能够满足对I/O要求较高的应用的需求。

2、集群

- 服务器集群的资源管理相对分散，计算资源管理主要由集群管理软件负责，如对节点服务器的CPU和内存进行负载均衡和任务调度，存储资源管理往往依赖于专门的存储设备管理软件，网络资源管理则可能涉及到网络交换机的配置和管理软件。

- 在一个既有计算集群又有存储集群的企业数据中心，计算集群管理软件会根据计算任务的需求分配计算资源，而存储集群管理软件则负责存储设备的配置、数据的存储和备份等操作，网络资源的管理可能需要网络管理员通过专门的网络管理工具对网络交换机进行配置，以确保计算节点和存储设备之间的网络连接正常。

（三）可扩展性

1、超融合

- 超融合的可扩展性相对较为灵活，由于其基于通用的x86服务器硬件和软件定义的架构，当需要扩展超融合系统时，可以通过添加新的服务器节点来实现，新添加的节点会自动被超融合软件识别，并将其计算、存储和网络资源整合到现有的资源池中。

- 一个超融合系统初始由3台服务器组成，随着业务的增长，如果需要更多的计算和存储资源，可以直接添加2台新的服务器，超融合软件会自动将新服务器的资源融入系统，并且根据系统的策略重新平衡资源的分配，如重新分布存储数据以提高性能和可靠性。

2、集群

- 服务器集群的可扩展性在一定程度上受到硬件架构和软件管理能力的限制，在传统的服务器集群中，扩展计算资源可能需要重新配置集群管理软件，以确保新加入的节点能够正常工作，对于存储资源的扩展，如果使用的是外部存储设备（如SAN），可能需要购买新的存储设备并进行复杂的配置。

- 在一个基于SAN存储的服务器集群中，如果要扩展存储容量，需要购买新的磁盘阵列并将其连接到SAN网络中，然后对存储管理软件进行配置，以将新的存储资源分配给集群中的节点服务器，这个过程相对复杂，并且可能会涉及到业务的停机时间。

（四）成本效益

1、超融合

- 超融合在成本效益方面具有一定的优势，由于其基于通用的x86服务器硬件，不需要专门定制的硬件设备，硬件采购成本相对较低，超融合软件将计算、存储和网络资源整合管理，减少了管理软件的复杂性，从而降低了软件许可成本和管理成本。

- 对于中小企业来说，采用超融合解决方案可以用较少的资金构建一个功能齐全的数据中心，不需要分别购买昂贵的服务器、存储设备和网络设备，并且超融合系统的管理相对简单，不需要专门的存储管理员和网络管理员，降低了人力成本。

2、集群

- 服务器集群的成本效益取决于具体的应用场景，如果是大规模的数据中心，采用服务器集群可以通过共享存储设备（如大型SAN设备）提高资源的利用率，服务器集群的硬件采购成本可能较高，因为需要购买专门的存储设备、网络设备以及集群管理软件。

- 服务器集群的管理相对复杂，需要多个专业人员（如计算管理员、存储管理员和网络管理员）进行维护，增加了人力成本，在一个大型企业的数据中心，构建和维护一个服务器集群需要投入大量的资金用于硬件设备的采购、软件许可的购买以及人员的培训和薪酬。

（五）适用场景

1、超融合

- 超融合适用于中小企业、分支机构和新兴企业等对成本较为敏感，并且希望快速部署和简化管理的数据中心场景，一个小型电商企业，员工数量较少，业务规模不大，采用超融合解决方案可以快速搭建起自己的数据中心，满足企业的Web服务器、数据库服务器和文件存储等需求。

- 超融合也适用于一些对敏捷性要求较高的创新型企业，这些企业的业务发展迅速，需要快速调整数据中心的资源配置以适应业务的变化，超融合的软件定义架构使得企业可以通过简单的软件操作来调整计算、存储和网络资源，而不需要进行大规模的硬件调整。

2、集群

- 服务器集群适用于对性能、可用性和可扩展性要求极高的大型企业和科研机构，在大型互联网企业的云计算数据中心，服务器集群可以通过大量的计算节点协同工作来处理海量的用户请求，在科研领域，高性能计算集群可以用于复杂的科学计算，如气象模拟、基因测序等，通过集群的强大计算能力和高可用性来确保科研任务的顺利进行。

服务器超融合和服务器集群虽然都是为了提高数据中心的性能、可用性和可扩展性，但它们在架构整合程度、资源管理方式、可扩展性、成本效益和适用场景等方面存在着明显的区别，企业和机构在构建数据中心时，需要根据自身的需求、预算和业务特点来选择合适的技术架构。