HCI so với UCI: Mô hình triển khai

Hiểu hai kiến trúc triển khai của VergeOS -- Hạ tầng siêu hội tụ (HCI) và Hạ tầng siêu hội tụ cực cao (UCI) -- và khi nào nên đề xuất từng loại.

Hai cách triển khai VergeOS

VergeOS là độc nhất trong số các nền tảng hạ tầng vì nó hỗ trợ hai mô hình triển khai riêng biệt từ cùng một bản cài đặt phần mềm:

• HCI (Hạ tầng siêu hội tụ) -- Tính toán và lưu trữ chạy trên mọi nút. Tài nguyên tăng quy mô cùng nhau.
• UCI (Hạ tầng siêu hội tụ tối đa) -- Tính toán và lưu trữ chạy trên các kiểu nút chuyên dụng, tách biệt. Tài nguyên tăng quy mô độc lập.

Hầu hết các nền tảng cạnh tranh (VMware vSAN, Nutanix) chỉ hỗ trợ HCI. VergeOS cho bạn cả hai lựa chọn -- và bạn thậm chí có thể kết hợp chúng trong một hệ thống duy nhất.

Hệ thống so với Cụm

• Hệ thống — toàn bộ triển khai VergeOS, gồm một hoặc nhiều cụm được quản lý như một đơn vị duy nhất.
• Cụm — một nhóm các nút có phần cứng tương ứng, chia sẻ ranh giới tính toán và tính sẵn sàng cao. Các tầng lưu trữ vSAN trải rộng trên tất cả các cụm trong hệ thống, vì vậy lưu trữ được chia sẻ trên toàn hệ thống dù tính toán và HA được phạm vi hóa theo từng cụm.

HCI: Hạ tầng siêu hội tụ

Trong triển khai HCI, mọi nút trong cụm đều đóng góp cả hai năng lực lưu trữ và tài nguyên tính toán. Khi bạn cần thêm một trong hai, bạn thêm một nút khác -- và nút đó sẽ bổ sung cả hai.

Cách hoạt động

Điểm khởi đầu phổ biến nhất là cụm HCI 2 nút. Hai nút controller tạo thành một cụm duy nhất xử lý lưu trữ (vSAN) và tính toán (khối lượng công việc VM). Cả hai nút đều đóng góp đĩa Tier 0 và đĩa tầng khối lượng công việc vào vùng lưu trữ dùng chung, và cả hai nút đều chạy máy ảo.

Để mở rộng, bạn thêm các nút mở rộng ngang vào cùng một cụm. Mỗi nút scale-out tham gia thông qua tự động phát hiện qua mạng và ngay lập tức đóng góp thêm năng lực lưu trữ và tính toán.

Khi nào nên chọn HCI

Tình huống	Vì sao HCI phù hợp
Triển khai nhỏ (2--8 nút)	Tối giản độ phức tạp, mỗi node kiêm hai nhiệm vụ
Workload cân bằng	Khi nhu cầu lưu trữ và tính toán tăng với tốc độ gần như nhau
Edge / site từ xa	Cụm 2 nút với HA đầy đủ và diện tích vật lý nhỏ
Đánh giá và thử nghiệm	Con đường nhanh nhất để có một hệ thống VergeOS hoạt động
Tiết kiệm ngân sách	Cần ít nút tổng thể hơn cho khối lượng công việc nhỏ đến trung bình

Các đặc điểm chính

• Tối thiểu: 2 nút (cặp controller)
• Mở rộng: Thêm các nút scale-out vào cùng một cụm
• Vai trò của nút: Tất cả các nút đều chạy và lưu trữ
• Số cluster: 1
• Đơn giản: Dễ triển khai và quản lý nhất

UCI: Hạ tầng siêu hội tụ tối đa

UCI là thuật ngữ bao trùm cho bất kỳ triển khai nào mà lưu trữ và tính toán tăng quy mô độc lập trên các kiểu nút chuyên dụng. Dạng điển hình sử dụng ba cụm (controller, lưu trữ, tính toán); một biến thể lai phổ biến gộp controller + lưu trữ thành hai cụm. Dù theo cách nào, bạn mở rộng từng tầng tài nguyên độc lập -- thêm nút lưu trữ khi bạn cần thêm dung lượng, hoặc nút tính toán khi bạn cần thêm CPU và RAM, mà không phải mua cả hai.

Cách hoạt động

Một triển khai UCI bắt đầu với cùng cặp controller 2 nút, nhưng các controller quản lý hệ thống mà không chạy khối lượng công việc sản xuất hay lưu trữ dữ liệu người dùng. Các nút lưu trữ chuyên dụng tạo thành một cụm thứ hai cung cấp toàn bộ dung lượng vSAN. Các nút tính toán chuyên dụng tạo thành một cụm thứ ba chạy toàn bộ khối lượng công việc VM.

Khi nào nên chọn UCI

Tình huống	Vì sao UCI hoạt động tốt
Môi trường lớn (10+ nút)	Mở rộng độc lập giúp tránh cấp phát dư thừa
Khối lượng công việc thiên về lưu trữ	Thêm dung lượng lưu trữ mà không mua thêm tính toán bạn không cần
Khối lượng công việc thiên về tính toán	Thêm các nút GPU hoặc CPU cao mà không mua thêm lưu trữ bạn không cần
Cụm AI / HPC / GPU	Cụm tính toán chuyên dụng với passthrough GPU, tách biệt khỏi lưu trữ
Nhà cung cấp dịch vụ đám mây	Tối ưu chi phí phần cứng theo từng tầng tài nguyên trên nhiều tenant
Tăng trưởng không đều, có thể dự đoán	Nhu cầu lưu trữ và tính toán tăng với tốc độ khác nhau

Các đặc điểm chính

• Tối thiểu: 6 nút (2 controller + 2 lưu trữ + 2 tính toán)
• Mở rộng: Thêm nút vào từng cụm riêng biệt một cách độc lập
• Vai trò của nút: Mỗi nút chỉ có một vai trò (controller, lưu trữ, hoặc tính toán)
• Số cluster: 3 ở dạng điển hình (controller, lưu trữ, tính toán); 2 ở biến thể lai
• Tính linh hoạt: Chọn cấu hình phần cứng phù hợp cho từng vai trò (NVMe dày đặc cho lưu trữ, có GPU cho tính toán)

UCI lai: Biến thể hai cụm

VergeOS cũng hỗ trợ một UCI lai mô hình — một biến thể UCI hai cụm gộp vai trò controller và lưu trữ vào một cụm. Các nút controller cung cấp lưu trữ vSAN VÀ quản trị hệ thống; chúng không chạy khối lượng công việc VM sản xuất. Một cụm riêng gồm các nút tính toán chuyên dụng xử lý toàn bộ thực thi VM.

Đây là mô hình triển khai phổ biến vì nó giữ lớp controller/lưu trữ gọn nhẹ và chuyên dụng, trong khi tính toán tăng quy mô độc lập qua cụm riêng của nó. Các controller cung cấp lưu trữ vSAN cho các nút tính toán qua core fabric.

Các nút controller không nhất thiết phải chạy VM

Trong triển khai lai, các nút controller thường chỉ đóng vai trò lưu trữ và quản trị — không có VM sản xuất nào chạy trên chúng. Điều này giảm tranh chấp tài nguyên trên các controller và đơn giản hóa việc lập kế hoạch dung lượng: lưu trữ tăng bằng cách thêm nút vào cụm controller, tính toán tăng bằng cách thêm nút vào cụm tính toán.

Hoặc, các controller cũng có thể chạy VM cùng với lưu trữ nếu cần — điều này hữu ích trong các môi trường nhỏ hơn, nơi dành riêng hai nút chỉ cho lưu trữ có vẻ lãng phí. Mô hình lai rất linh hoạt: controller có thể chỉ cung cấp lưu trữ, hoặc lưu trữ + tính toán, tùy theo yêu cầu của bạn.

So sánh HCI và UCI

Khía cạnh	HCI	UCI
Số node tối thiểu	2	6
Số cluster	1	3
Các kiểu nút	Tất cả các nút giống nhau	Controller, lưu trữ, tính toán
Mở rộng lưu trữ	Gắn với tính toán	Độc lập
Mở rộng compute	Gắn với lưu trữ	Độc lập
Tính đồng nhất phần cứng	Tất cả các nút có cùng thông số	Các nút được tối ưu theo vai trò
Độ phức tạp triển khai	Thấp hơn	Cao hơn
Chi phí ở quy mô nhỏ	Thấp hơn (ít nút hơn)	Cao hơn (tối thiểu 6 nút)
Chi phí ở quy mô lớn	Có thể cấp phát vượt mức	Chi phí tối ưu theo từng tầng
Phù hợp nhất	Nhỏ đến trung bình, cân bằng	Lớn, tăng trưởng không đều, khối lượng công việc chuyên biệt

Khung ra quyết định

Dùng sơ đồ luồng này để định hướng khuyến nghị mô hình triển khai của bạn:

Các quy tắc nhanh

1. Hãy bắt đầu với HCI trừ khi bạn có lý do cụ thể để chọn UCI
2. Cân nhắc UCI khi bạn cần 10+ nút hoặc có yêu cầu phần cứng chuyên biệt
3. UCI lai (2 cụm) là một bước đệm tốt -- bắt đầu với HCI, rồi tách tính toán sang cụm riêng của nó
4. Bạn có thể tiến hóa từ HCI sang UCI lai rồi sang UCI đầy đủ khi môi trường phát triển

Ví dụ Playground Terraform

Terraform Playground của VergeOS bao gồm các cấu hình mẫu cho từng mô hình triển khai, giúp bạn dễ dàng kiểm thử từng topology:

Mô hình	Tệp ví dụ	Nút	Cụm
HCI 2 nút	examples/2-node-hci.tfvars	2	1
HCI + Scale-out	examples/4-node-hci.tfvars	4	1
UCI lai	examples/4-node-hybrid-hci-2-cluster.tfvars	4	2
UCI đầy đủ	examples/6-node-uci-3-cluster.tfvars	6	3

Mỗi ví dụ là một .tfvars tệp mà bạn sao chép vào terraform.tfvars và tùy chỉnh với các thiết lập môi trường của bạn. Mô hình triển khai được điều khiển bằng các biến bật/tắt boolean:

• HCI: Không cần công tắc bật/tắt (mặc định)
• HCI + Scale-out: create_scale_out_nodes = true
• UCI lai: create_compute_nodes = true
• UCI: create_storage_nodes = true và create_compute_nodes = true

Cầu nối VMware

Đang chuyển từ vSAN? VergeOS hỗ trợ cả triển khai HCI và UCI từ cùng một bản cài đặt — không có tầng sản phẩm riêng hay cấp phép riêng cho lưu trữ tách rời. Các kiểu nút chỉ lưu trữ và chỉ tính toán là các tùy chọn triển khai hạng nhất, tất cả được quản lý từ cùng một giao diện UI.

Cầu nối Nutanix

Đang chuyển từ Nutanix? VergeOS chạy lưu trữ như một dịch vụ HĐH tích hợp — không có CVM trên từng nút để định cỡ, vá lỗi, hay xử lý sự cố. Các kiểu nút chỉ lưu trữ và chỉ tính toán cho phép bạn dành riêng phần cứng theo từng vai trò trong một hệ thống duy nhất.

Triển khai một nút

Mặc dù VergeOS được thiết kế cho các cụm nhiều nút, triển khai một nút có các trường hợp sử dụng hợp lệ:

• Thay thế bare-metal — Thay một máy chủ vật lý truyền thống bằng một nút VergeOS duy nhất chạy nhiều VM, tận dụng lợi ích của ảo hóa (snapshot, quản lý tài nguyên, sao lưu dễ dàng) mà không cần nút thứ hai
• Các site biên — Một nút duy nhất ở vị trí từ xa nơi dữ liệu không quá quan trọng tại chỗ (ví dụ: host máy khách mỏng, bộ nhớ đệm cục bộ, bảng hiệu) và có thể được sao chép từ site trung tâm nếu cần
• Phát triển / lab — Một hệ thống độc lập để kiểm thử và phát triển

Các triển khai một nút vẫn có dự phòng ở mức đĩa — vSAN dùng nhân bản 2 bản sao trên các ổ đĩa trong nút (cho dung lượng sử dụng khoảng ~50%), bảo vệ chống lỗi của từng ổ đĩa riêng lẻ. Tuy nhiên, có không có dự phòng ở mức nút — nếu chính nút đó lỗi, khối lượng công việc sẽ ngừng cho đến khi nó được khôi phục. Khuyến nghị mạnh mẽ dùng snapshot và sao chép ngoài site.

Tóm tắt

Khái niệm	Điểm chính
HCI	Mỗi nút làm mọi thứ. Đơn giản, hiệu quả chi phí ở quy mô nhỏ.
UCI	Vai trò chuyên dụng theo từng nút. Linh hoạt, tối ưu chi phí ở quy mô lớn.
UCI lai	Controller xử lý lưu trữ/quản trị; tính toán tăng quy mô riêng. Biến thể UCI hai cụm.
Lợi thế của VergeOS	Cùng một nền tảng hỗ trợ cả ba mô hình -- không cần thay đổi sản phẩm.

Các bước tiếp theo

Bây giờ bạn đã hiểu các mô hình triển khai HCI và UCI, chủ đề tiếp theo sẽ đề cập đến lớp lưu trữ vận hành cả hai: vSAN / VergeFS →