Referenzarchitekturen
Drei VergeOS-Bereitstellungsmodelle -- HCI, HCI + dediziertes Compute und UCI -- mit Entscheidungsrahmen, Topologiediagrammen und Leitlinien für Edge- und CSP-Szenarien.
VergeOS unterstützt drei Bereitstellungsarchitekturen mit derselben Softwareinstallation. Die Wahl der richtigen hängt von der Knotenzahl, dem Wachstumsmuster und den Anforderungen an die Spezialisierung der Workloads ab. Diese Seite führt durch jedes Modell, bietet einen Entscheidungsrahmen und behandelt zwei häufige praxisnahe Szenarien: Edge-Bereitstellungen und Multi-Tenant-Umgebungen von Cloud Service Providern (CSP).
Entscheidungsbaum für Architekturen
Verwenden Sie den folgenden Rahmen, um Ihre Empfehlung zu leiten. Die untenstehenden Knotenzahl-Bereiche sind grobe Faustregeln: HCI eignet sich für kleinere Bereitstellungen (typischerweise 2--12 Knoten), und UCI wird angewendet, wenn sich Wachstum von Rechenleistung und Speicher auseinanderentwickelt oder spezielle Hardware benötigt wird.
Kurze Faustregeln:
Beginnen Sie mit HCI es sei denn, Sie haben einen konkreten Grund, es nicht zu tun.
Ziehen Sie HCI + Compute in Betracht wenn der Bedarf an Rechenleistung schneller wächst als der Speicherbedarf (6--10 Knoten).
Wählen Sie UCI für Umgebungen mit 10+ Knoten, spezialisierter Hardware oder maximaler Isolation der Leistung.
Sie können sich weiterentwickeln von HCI zu HCI + Compute zu UCI, während die Umgebung wächst -- dieselbe VergeOS-Installation unterstützt alle drei.
Modell 1: HCI (Hyperkonvergente Infrastruktur)
Knotenbereich: 2--6 Knoten | Cluster: 1
In einer HCI-Bereitstellung trägt jeder Knoten sowohl Rechenleistung und Speicher. Die beiden Controller-Knoten tragen Tier-0- (vSAN-Metadaten) und Tier-1- (Workload-) Speicher und führen VMs aus. Scale-out-Knoten erweitern denselben Cluster um Tier-1-Speicher und Rechenkapazität.
Vorteile
Betriebliche Einfachheit -- ein einzelner Cluster, eine einzige Hardware-Spezifikation, einheitliche Verwaltung.
Vorhersehbare Skalierung -- jeder Knoten erweitert Speicher und Rechenleistung proportional.
Niedrigster Einstiegspunkt -- ein 2-Knoten-Cluster ist die kleinste mögliche VergeOS-Bereitstellung.
Eine einzige Hardwarespezifikation vereinfacht Beschaffung und Ersatzteillager.
Einschränkungen
Rechenleistung kann nicht unabhängig vom Speicher skaliert werden (und umgekehrt).
Begrenzte Hardwarespezialisierung -- alle Knoten haben dieselbe Rolle.
Empfohlene Höchstzahl von etwa 6 Knoten, bevor ein zweiter Cluster in Betracht gezogen wird.
Mögliche Ressourcen-Konkurrenz auf Controller-Knoten, die sowohl Metadatenoperationen als auch VM-Workloads ausführen.
Ideale Anwendungsfälle
Kleine/mittelgroße Bereitstellungen (2--6 Knoten)
Minimale Komplexität, jeder Knoten übernimmt zwei Aufgaben
Ausgewogene Workloads
Speicher und Rechenleistung wachsen ungefähr mit derselben Rate
Edge-/Remote-Standorte
2-Knoten-Cluster mit vollständiger HA und kleinem Footprint
Evaluation und Tests
Schnellster Weg zu einem funktionsfähigen VergeOS-System
Modell 2: HCI + Dedizierte Rechenleistung (Hybride 2-Cluster-UCI)
Knotenbereich: 6--10 Knoten | Cluster: 2
Dies ist die hybride 2-Cluster-Variante von UCI: Controller- und Speicherrollen bleiben in einem HCI-Cluster zusammengeführt, während die Rechenleistung in einen eigenen Cluster ausgelagert wird. Der HCI-Cluster (Cluster 1) stellt den gesamten Speicher über seine Controller und optionalen Scale-out-Knoten bereit. Der Rechencluster (Cluster 2) führt VM-Workloads aus, ohne selbst Festplatten beizusteuern.
Wichtige Designprinzipien
Cluster 1 -- HCI (Kombiniert)
Enthält immer die Knoten 1 und 2 mit Tier-0-Speicher (Controller). - Kann zusätzliche HCI-Scale-out-Knoten für mehr Speicher und Rechenleistung enthalten. - Ein Cluster-Level-Schalter steuert, ob dieser Cluster auch VM-Workloads ausführt. - Alle Speicherebenen befinden sich in diesem Cluster.
Cluster 2 -- Nur Rechenleistung
Reine Rechenleistung -- maximale für VMs verfügbare CPU- und RAM-Kapazität. - Skaliert unabhängig je nach Rechenleistungsbedarf. - Unterstützt flexible, auf den Workload optimierte Hardware (GPU-Knoten, Knoten mit hohem Speicher). - Speicher-I/O von Rechenknoten läuft über die Kern-Fabric zu Cluster 1.
Vorteile
Unabhängige Skalierung der Rechenleistung ohne Kauf unerwünschten Speichers.
Erhält die betriebliche Einfachheit von HCI für die Speicherebene.
Kosteneffizient -- skalieren Sie nur die Ressourcenschicht, die wächst.
Klarer Wachstumspfad zur kanonischen 3-Cluster-UCI, falls sich die Anforderungen weiterentwickeln.
Einschränkungen
Speicher-I/O von Rechenknoten überquert das Netzwerk (ausreichende Kern-Fabric-Bandbreite ist entscheidend).
Komplexer als reines HCI (zwei Cluster statt eines zu verwalten).
Erfordert eine Entscheidung, ob der HCI-Cluster auch Workloads ausführen soll.
Ideale Anwendungsfälle
Bereitstellungen mit 6--10 Knoten
Genau der richtige Bereich für das Zwei-Cluster-Modell
Wachstum der Rechenleistung übertrifft das des Speichers
CPU/RAM hinzufügen, ohne Festplatten zu erweitern
GPU- oder spezialisierte Rechenleistung
Dedizierter Rechencluster mit Passthrough-Hardware
Kostenoptimierung
Nur das skalieren, was Sie benötigen
Modell 3: UCI (Ultra Converged Infrastructure) -- kanonisches 3-Cluster-Modell
Knotenbereich: 10+ Knoten | Cluster: 3+
Das kanonische 3-Cluster-UCI trennt Controller, Speicher und Rechenleistung vollständig in dedizierte Cluster. Jede Ressourcenschicht ist unabhängig skalierbar und nutzt für ihre Rolle optimierte Hardware. (UCI ist ein Sammelbegriff für jede Bereitstellung mit unabhängiger Skalierung; Modell 2 oben ist die hybride 2-Cluster-Variante.)
Clusterspezialisierung
Cluster 1 -- Controller
Tier-0-Metadaten, Clusterverwaltung
Hoher Speicher (z. B. 768 GB in der Data-Science-RA), hochbelastbare NVMe für Tier 0
Cluster 2 -- Speicher
Gesamter Workload-Speicher (Tier 1+)
Maximale Laufwerksdichte, NVMe oder SAS/SATA-SSD
Cluster 3+ -- Rechenleistung
VM-Workloads, spezialisierte Hardware
Standard-, GPU-, High-Memory- oder benutzerdefinierte Knotentypen
Vorteile
Maximale Leistung -- keine Ressourcen-Konkurrenz zwischen Speicher und Rechenleistung.
Vollständig unabhängige Skalierung -- Speicher ohne Rechenleistung hinzufügen (oder umgekehrt).
Hardwarespezialisierung -- Hardware passend zur Rolle dimensionieren (NVMe-dicht für Speicher, mit GPU für Rechenleistung).
Workload-Isolierung -- verschiedene Rechencluster für unterschiedliche Workload-Typen.
Optimal für große und Multi-Tenant-Umgebungen.
Einschränkungen
Höchste betriebliche Komplexität unter allen drei Architekturen.
Mindestens 6 Knoten (abgeleitet aus dem Minimum von 2 Knoten pro Cluster × 3 Clustern: 2 Controller + 2 Speicher + 2 Rechenknoten).
Komplexere Kapazitätsplanung über drei Clustertypen hinweg.
Höhere Anforderungen an die Kern-Fabric-Bandbreite zwischen den Clustern.
Für die Erstbereitstellung werden professionelle Services empfohlen.
Ideale Anwendungsfälle
Unternehmensbereitstellungen mit 10+ Knoten
Unabhängige Skalierung vermeidet Überprovisionierung
KI-/HPC-/GPU-Workloads
Dedizierte GPU-Rechencluster, getrennt vom Speicher
Cloud Service Provider
Hardwareausgaben pro Ressourcenschicht über alle Tenants hinweg optimieren
Speicherlastiges oder rechenlastiges Wachstum
Nur das skalieren, was wächst
Architekturvergleich
Mindestanzahl Knoten
2
4 (2 HCI + 2 Rechenleistung)
6 (2+2+2)
Clusteranzahl
1
2
3+
Leistung
Gut
Besser
Optimal
Hardwareflexibilität
Niedrig
Mittel
Maximal
Unabhängige Skalierung
Nein
Teilweise (nur Rechenleistung)
Vollständig
Spezialisierung
Keine
Nur Rechenleistung
Vollständig (Controller, Speicher, Rechenleistung)
Komplexität
Niedrig
Mittel
Hoch
Ressourceneffizienz
Variabel
Gut
Maximal
Beste Passung
Klein, ausgewogen
Mittlere Größe, rechenlastig
Groß, spezialisiert
Szenarien für Edge-Bereitstellungen
Edge-Cluster sind kompakte VergeOS-Bereitstellungen mit 2 Knoten, die für entfernte Standorte oder Niederlassungen konzipiert sind. Sie verwenden hardware mit niedrigem Stromverbrauch und kleinem Formfaktor und sind direkt verbunden (für die Kern-Fabric sind keine Switches erforderlich).
Typische Edge-Konfiguration
2 Knoten direkt über zwei NICs verbunden (Kern-Fabric).
Hardware mit kleinem Formfaktor (Intel NUC, SFF-1L-PCs oder ähnlich).
2 TB NVMe für Workloads + 4 TB SSD für Massenspeicher pro Knoten.
Vollständige HA und Redundanz trotz minimalem Footprint.
Edge-Verwaltungsmodelle
VergeOS unterstützt drei Edge-Verwaltungsszenarien mit zunehmender Komplexität:
Standalone mit zentraler Verwaltung -- 2-Knoten-Cluster an jedem Standort, zentral verwaltet über das Sites Dashboard. Catalog-Repositories verteilen VM-Vorlagen vom Verwaltungscluster an alle Edge-Standorte.
Zentrale Sicherung und DR -- wie oben, plus ein zentrales System im primären Rechenzentrum bietet Site Sync Replikation, ioGuardian Reparaturserver und zentralen Snapshot-Speicher für alle Niederlassungen.
Mehrstufig mit Archiv -- fügt am DR-Standort einen zweiten Archivcluster für die Langzeitaufbewahrung mit hochkapazitiven HDDs hinzu und bietet damit eine vollständige 3-2-1-Backup-Strategie.
Wann Edge empfohlen werden sollte
Platz- oder Strombeschränkungen an entfernten Standorten.
Anwendungen, die Daten zentral speichern, aber lokale Rechenleistung benötigen.
Organisationen, die 5--100+ verteilte Standorte verwalten.
Kostensensible Bereitstellungen für Zweigstellen.
CSP-/Multi-Tenant-Szenarien
Cloud Service Provider nutzen die Multi-Tenancy von VergeOS, um IaaS aus gemeinsam genutzter Infrastruktur bereitzustellen. Jeder Tenant arbeitet als isoliertes Virtuelles Rechenzentrum (VDC) mit eigener Benutzeroberfläche, eigenen Netzwerken, eigenem Speicher und eigenen Zugriffskontrollen.
Typische CSP-Konfiguration
6-Knoten-HCI-Cluster in primären Rechenzentren (Server mit hoher Dichte, 768 GB+ RAM pro Knoten).
Site Sync zwischen Rechenzentren für DR.
ioGuardian Reparaturserver für automatisches Blockabrufen von entfernten Standorten.
Globale Inline-Deduplizierung reduziert den Speicherverbrauch über replizierte Snapshots hinweg.
Tenant-Rezepte automatisieren die Bereitstellung kompletter Kundenumgebungen (Tenant, Netzwerke, Firewall-Regeln, VMs, Speicher).
Wachstumspfad für CSPs
Phase 1
2 primäre Standorte mit DR über Site Sync
6 pro Standort
Phase 2
2-Knoten-Edge-Cluster in neuen Regionen hinzufügen
2 pro Region
Phase 3
Edge-Standorte durch Hinzufügen von Clustern ausbauen (illustrativ)
variiert je Standort
Phase 4
Dedizierte Speichercluster für speicherlastige Tenants und Archivschichten hinzufügen
2+ Speicherknoten pro Standort
Wichtige VergeOS-Funktionen für CSPs
Multi-Tenancy mit vollständiger Isolierung zwischen Kundenumgebungen.
Self-Service-Verwaltung über Web-UI und API für Tenant-Administratoren.
Catalog-Repositories für zentrale Verwaltung von VM-Vorlagen.
OpenID-Authentifizierung Integration mit vorhandenen Identitätsanbietern.
Tenant-Rezepte für automatisiertes, wiederholbares Onboarding von Kunden.
Überblick über Netzwerkdesign-Modelle
Die von Ihnen gewählte Bereitstellungsarchitektur beeinflusst Ihr Netzwerkdesign. VergeOS unterstützt mehrere Netzwerktopologien, die in Modul 4: Netzwerkedetailliert behandelt werden. Hier ist ein kurzer Überblick, der Ihre Architekturentscheidung unterstützt:
L2 statisch + dedizierter Core
4
2 dedizierte L2
Gebündeltes L2 (LACP)
Produktionsumgebungen, VMware-Migrationen
L3 dynamisch + dedizierter Core
4
2 dedizierte L2
per BGP / OSPF / EIGRP angekündigt
Groß angelegte Umgebungen, fortgeschrittene Segmentierung
L3 statisch + dedizierter Core
4
2 dedizierte L2
Gebündeltes L3 (statische Routen)
Groß angelegte Umgebungen, Layer-3-Switching
L2 statisch (2 NICs)
2
2 gemeinsam genutzte (VLAN-getaggt)
Gemeinsam mit dem Core (VLAN-getaggt)
Edge, PoC, kleine Bereitstellungen
Wichtige Anforderungen für alle Modelle:
Kern-Fabric-Netzwerke müssen auf dedizierten Layer-2-Segmenten (voneinander isoliert).
Jumbo-Frames (MTU 9216+) auf allen Switch-Ports des Core-Fabrics.
Keine Switch-Hops zwischen Knoten im Core-Fabric -- alle Knoten müssen mit demselben Switching-Fabric verbunden sein.
STP auf Core-Fabric-Ports deaktiviert.
Zusammenfassung
HCI
Jeder Knoten macht alles. Einfach, kosteneffizient im kleinen Maßstab. Hier beginnen.
HCI + Compute
Hybrides 2-Cluster-UCI: Controller+Storage zusammengelegt, unabhängige Compute-Skalierung.
UCI
Kanonisches 3-Cluster: dedizierter Controller, Storage und Compute. Maximale Flexibilität.
Edge
2-Knoten-Direct-Connect-Cluster für entfernte Standorte, zentral verwaltet.
CSP
Mandantenfähige HCI-Bereitstellungen mit Site Sync DR und automatisierter Tenant-Rezeptur.
Evolution
Dieselbe VergeOS-Installation unterstützt alle drei Modelle -- wachsen Sie im Laufe der Zeit von HCI zu UCI.
Nächste Schritte
Kunden-Scoping -- Lernen Sie die Methodik zur Anforderungserhebung, um Kundenbedürfnisse in eine konkrete Architekturempfehlung zu übersetzen.
Netzwerk -- Vertiefung der oben genannten Netzwerkdesign-Modelle.
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