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适用于边缘的 Microsoft Azure Stack HCI(2 节点 HCI)

by 布赖恩·比勒

在上一篇文章中,我们研究了 DataON 硬件上的 Microsoft Azure Stack HCI. DataON是英特尔的首要合作伙伴 和微软认证的硬件供应商,在过去 20 年中一直在集成微软解决方案,为企业提供交钥匙微软解决方案。 在本文中,我们将了解 Microsoft Azure Stack HCI 的具体实现; 双节点集群 (2NC)。

在上一篇文章中,我们研究了 DataON 硬件上的 Microsoft Azure Stack HCIDataON是英特尔的首要合作伙伴 和微软认证的硬件供应商,在过去 20 年中一直在集成微软解决方案,为企业提供交钥匙微软解决方案。 在本文中,我们将了解 Microsoft Azure Stack HCI 的具体实现; 双节点集群 (2NC)。

2 节点 HCI 的优势

对于可靠性和稳健性,大多数传统软件提供商建议使用三节点或四节点集群(3NC、4NC),但对于许多使用 3NC 或 4NC 的用例来说,这种做法是过大的,不仅此类系统严重过度配置,而且成本高昂,不仅因为需要更多的硬件,但他们也需要更多的操作系统和应用程序许可证。 但是,如果配置得当,2NC 可以为远程/分支机构 (ROBO)、中小型企业 (SMB) 和边缘部署(零售、分布式企业)等许多企业提供所需的可靠性和稳健性。 在这些类型的用例中,2NC 可以满足弹性需求,而无需 3NC 或 4NC 部署所需的所有资源、复杂性和成本。
 
在创建集群时,可以创建一个使用较小服务器的业务案例,但这不一定会给您带来成本的线性降低,因为该策略没有考虑软件许可成本或支持更多节点所需的基础设施。 在 ROBO 和 SMB 的用例相对知名的地方,边缘计算就不那么知名了。 边缘计算是分散式计算,最常用于移动计算和物联网 (IoT)。 在与中央数据中心通信的延迟可能过高或必须在本地筛选大量数据然后对相关数据采取行动的情况下,需要边缘部署。 关于后一点,想想自动驾驶汽车每秒收集多少数据,以及其中有多少是低价值的,不需要传输回数据中心供以后处理。
 

DataON Kepler-47

DataON 是最早认识到 2NC 的价值并接受其集成的供应商之一。 2017 年 47 月,DataON 宣布了首批面向 Windows Server 2016 Storage Spaces Direct 系统(现为 Azure Stack HCI)的两款商用 Kepler-XNUMX 超融合基础设施 (HCI)。 

DataON 的系统之一 Kepler-47S 专为注重成本的部署而设计,存储需求可以通过 SSD 和 HHD 存储的混合组合来满足,而 Kepler-47P 使用所有 SSD 驱动器并专为需要的环境而设计更多性能。 与所有 DataON 产品一样,它们是使用英特尔服务器和存储构建的,软件和硬件的第一线支持由 DataON 直接处理。 

开普勒 47 双床

Kepler-47 有一个有趣的传统,因为它是 Microsoft 在 Storage Spaces Direct 开发期间设计的概念验证。 开发人员想看看他们是否可以创建一个高性能、资源高效的 2NC,并且价格低廉,他们做到了——DataON 表示他们的 Kepler-47 系统(用于两个节点)可以低于10 万美元,可在 15 分钟内完成部署。 当您考虑到 DataON 使用高质量的 Intel 服务器和存储而不是通用或低成本硬件构建它们时,这个集群的价格点更加惊人。 它还使用迷你塔式服务器机箱,允许将两个节点放置在与放置单个 2U 服务器相同的空间中。 

为了降低价格并保持企业标准的可靠性,Kepler-47 集群具有一些独特的硬件功能,例如使用英特尔的 Thunderbolt 3 USB type-C 进行节点之间的互连,而不是使用以太网。 这消除了对昂贵的高速网络适配器和交换机的需求,同时还简化了部署和管理。 Thunderbolt 3 提供高达 40Gbps 的吞吐量,足以用于复制存储和虚拟机从一个节点到另一个节点的实时迁移。

为了提高可见性、监控和管理,DataON 包括自己的 MUST(管理实用软件工具)以提供类似 SAN 的存储监控功能。

DataON 必须主视图
DataON 必须主视图 (查看大图)

DataON 必须警报设置
DataON 必须警报设置(查看大图)

DataON 必须提醒
DataON 必须警报 (查看大图)

双节点 HCI 集群管理

如果 2NC 集群不能提供足够的弹性和健壮性,那么以低成本在小空间中拥有它是没有意义的。 DataON 的 Kepler-47 系统通过为服务器使用英特尔硬件并在其 2NC Microsoft Azure Stack HCI 解决方案上利用 Microsoft 软件功能来实现这一点。

2NC 支持同时出现驱动器故障和服务器故障。 它通过使用 RAID5 + 1 执行奇偶校验弹性并将其镜像到其他服务器来实现这一点。 微软将这种能力称为“嵌套弹性”,并将这种能力添加到 Windows Server 2019 的 Storage Spaces Direct 中。

Azure Stack HCI 弹性

嵌套弹性不需要任何特殊的 RAID 硬件,可以通过两种不同的方式实现; 嵌套双向镜像,可提供最佳性能或嵌套镜像加速奇偶校验,可提高数据效率。 嵌套双向镜像在主机和其他节点上制作数据的 RAID1 副本。 嵌套镜像加速奇偶校验在每台服务器上制作数据副本,但使用擦除编码而不是 RAID1 来实现数据弹性,除了使用双向镜像的最近写入。 嵌套双向镜像的数据效率为 25%,因为将四个数据副本写入磁盘,而嵌套镜像加速奇偶校验的数据效率为 33% 到 40%。

Azure Stack HCI 嵌套镜像

Azure Site Recovery 可用于业务连续性和站点恢复,并集成到 Windows Admin Center 中。 Azure Site Recovery 是一项 Azure 服务,可将 VM 上运行的工作负载复制到 Azure 存储。 如果发生完全故障,或者站点脱机,您可以故障转移关键业务 VM 并在 Azure 云上运行它们。 Azure Site Recovery 还支持用于故障转移测试和恢复计划的沙盒环境,以自动执行故障转移。

DataON 的 2NC 解决方案的好处之一是,如果需要额外的容量,可以根据需要向其中添加额外的节点。 为了简化节点的添加,DataON 在今年 3 月发布了无开关 XNUMXNC。

结语

过去我们没有花很多时间研究两个节点的 HCI 集群,因为大多数 HCI 产品需要三个或四个节点才能提供企业所需的弹性和健壮性。 即使在这些情况下,也经常需要基于云的见证来保持节点同步,或者其他部署牺牲会增加 HCI 试图消除的复杂性。 当然还有其他软件定义的方法来实现双节点集群,但这也意味着离开一个坚固且易于理解的管理程序的舒适。 DataON 的双节点解决方案不仅提供了在节点故障中幸存下来的能力,而且它允许在幸存的节点中发生驱动器故障,而不会对数据造成风险。 

尽管我们在本文中花费了大部分时间来讨论低成本的 Kepler-47 系统,但 DataON 向我们展示了每个节点具有四个 NVMe 的 Kepler-47 系统能够提供 600K IOPS,并且成本不到 40 美元。 或者,Azure Stack HCI 也可以使用传统的机架式服务器来完成,适用于那些有空间或有合理预期需要在未来扩展存储或计算需求的环境。 它也可以采用其他方式,我们正在审查的 4 节点集群可以很容易地转换为 2 节点集群,如果需要的话,交换机或无交换机。

双节点 HCI 集群显然不是适用于所有用例的最佳解决方案。 然而,对于那些需要占地面积小、复杂性低、成本低且不放弃操作灵活性和可靠性的解决方案的人来说,DataON 的 Azure Stack HCI 双节点产品值得考虑。

Azure Stack HCI 产品页面

DataON Azure Stack HCI 解决方案

本报告由 DataON 赞助。 本报告中表达的所有观点和意见均基于我们对所考虑产品的公正看法。