Cụm & loại node
Tìm hiểu cách VergeOS tổ chức các máy chủ vật lý thành các cụm, hiểu các loại node khác nhau (controller, scale-out, chỉ lưu trữ, chỉ compute) và cách hệ thống mở rộng.
Cụm là gì?
Một cụm trong VergeOS là một nhóm logic các nút có cùng đặc tính phần cứng, tạo thành một kho tài nguyên được hiển thị như các tài sản có thể sử dụng trong giao diện người dùng VergeOS. Các cụm cho phép quản lý, mở rộng và tính sẵn sàng cao hiệu quả cho các khối lượng công việc ảo hóa.
Mọi hệ thống VergeOS đều bắt đầu với ít nhất một cụm — hai nút điều khiển ban đầu tạo thành cụm đầu tiên trong quá trình cài đặt. Từ đó, bạn có thể thêm nút vào cụm hiện có hoặc tạo thêm các cụm với vai trò và hồ sơ phần cứng khác nhau.
Vì sao các cụm quan trọng
Các cụm phục vụ một số mục đích:
Cô lập tính toán — CPU, bộ nhớ và khối lượng công việc VM được ràng buộc vào một cụm cụ thể. Các VM chỉ chạy trên các nút trong cụm được gán cho chúng (có thể chuyển dự phòng sang cụm khác).
Kho lưu trữ dùng chung — Các tầng vSAN trải rộng qua các cụm thành một kho lưu trữ logic duy nhất. Một ổ đĩa lưu trữ trên Cụm 1 và một ổ đĩa lưu trữ trên Cụm 2 đều có thể đóng góp cho cùng một tầng. Các nút chỉ tính toán truy cập kho lưu trữ dùng chung này qua hạ tầng lõi.
Tối ưu hóa phần cứng — Các cụm khác nhau có thể có các hồ sơ phần cứng khác nhau: nút nhiều bộ nhớ cho cơ sở dữ liệu, nút có GPU cho dựng hình, nút dày đặc NVMe cho khối lượng công việc nhiều lưu trữ
Mở rộng độc lập — Thêm năng lực tính toán cho một cụm mà không ảnh hưởng đến các cụm khác; lưu trữ mở rộng trên toàn bộ hệ thống
Các loại cụm
VergeOS hỗ trợ ba loại cụm riêng biệt có thể kết hợp linh hoạt trong một hệ thống:
Kết hợp (HCI)
Tính toán + Lưu trữ
Có — các nút đóng góp các ổ đĩa lưu trữ cho các tầng vSAN
Khối lượng công việc đa mục đích, các triển khai nhỏ đến vừa
Chỉ lưu trữ
Chỉ lưu trữ
Có — các nút chỉ đóng góp lưu trữ
Mở rộng lưu trữ chuyên dụng trong kiến trúc UCI
Chỉ tính toán
Chỉ tính toán
Không — chỉ khởi động hoặc khởi động PXE
Khối lượng công việc cần nhiều tính toán (ML, dựng hình, phân tích dữ liệu)
Các ví dụ triển khai phổ biến:
Các loại nút
Mỗi máy chủ vật lý trong một hệ thống VergeOS là một nút. Các nút khác nhau ở cách chúng tham gia vào hệ thống, vai trò của chúng và cụm mà chúng thuộc về. VergeOS định nghĩa bốn loại nút:
Các nút điều khiển
Mỗi hệ thống VergeOS đều bắt đầu với ít nhất hai nút điều khiển. Cần có nút điều khiển thứ ba để có dự phòng N+2. Chúng đặc biệt vì:
Nút 1 tạo ra một hệ thống VergeOS hoàn toàn mới. Nó khởi tạo vSAN, tạo cụm đầu tiên và chạy cấu hình sau cài đặt (thiết lập mạng, tạo cụm cho các loại nút bổ sung, v.v.)
Nút 2 tham gia vào hệ thống do Nút 1 tạo ra với vai trò bộ điều khiển thứ hai, cung cấp dự phòng cho mọi chức năng quản lý hệ thống (N+1)
Nút 3 (tùy chọn) — có thể thêm nút điều khiển thứ ba để có dự phòng N+2, cho phép hệ thống chịu được hai lỗi nút đồng thời
Các nút điều khiển luôn thuộc về Cụm 1. Trong kiến trúc HCI, chúng cung cấp cả tính toán và lưu trữ. Trong kiến trúc hybrid, chúng thường chỉ cung cấp chỉ lưu trữ và quản lý — không có VM sản xuất — trong khi một cụm tính toán riêng xử lý tất cả khối lượng công việc. Trong một kiến trúc UCI đầy đủ, chúng quản lý hệ thống nhưng chuyển giao lưu trữ và tính toán cho các cụm chuyên dụng.
Cụm đầu tiên phải bao gồm ít nhất hai nút với lưu trữ Tier 0 (các ổ đĩa metadata) — đây là yêu cầu bắt buộc vì Tier 0 chứa chỉ mục hệ thống tệp vSAN và phải có dự phòng.
Các nút Scale-out
Các nút scale-out mở rộng một cụm HCI hiện có bằng cách thêm thêm năng lực tính toán và lưu trữ. Đặc điểm chính:
Phần cứng giống hệt với các nút điều khiển trong cụm mà chúng tham gia (cùng thế hệ CPU, bố trí lưu trữ tương tự, cấu hình NIC khớp nhau)
Cài đặt qua USB và chọn loại nút Scale-out. Trình cài đặt tự động phát hiện fabric lõi, sau đó người vận hành xác thực bằng thông tin đăng nhập quản trị. Nếu có nhiều cụm, người vận hành cũng chọn cụm đích và một nút tham chiếu để đối chiếu phần cứng
Các đĩa tự động tham gia vào các tầng vSAN hiện có
Đóng góp cả tính toán (chạy VM) và lưu trữ (tham gia vSAN)
Các nút scale-out là cách đơn giản nhất để mở rộng một triển khai HCI — thêm một nút và năng lực tính toán cùng lưu trữ của cụm sẽ tăng tương ứng.
Các nút chỉ lưu trữ
Các nút chỉ lưu trữ được dành riêng hoàn toàn để mở rộng dung lượng vSAN. Chúng:
Đóng góp các đĩa cho các tầng vSAN nhưng không không chạy khối lượng công việc VM
Thuộc về một cụm chỉ lưu trữ (ví dụ: Cụm 2)
Yêu cầu tạo cụm lưu trữ trong giao diện VergeOS trước khi thêm nút lưu trữ đầu tiên
Được dùng trong các kiến trúc UCI nơi lưu trữ và tính toán mở rộng độc lập
Các nút chỉ tính toán
Các nút chỉ tính toán cung cấp năng lực xử lý mà không tham gia vào lưu trữ vSAN. Chúng:
Chạy khối lượng công việc VM nhưng có không có lưu trữ vSAN cục bộ (chỉ có đĩa khởi động hoặc khởi động PXE)
Thuộc về một cụm chỉ tính toán (ví dụ: Cụm 3)
Yêu cầu tạo cụm tính toán trong giao diện VergeOS trước khi thêm nút tính toán đầu tiên
Truy cập lưu trữ qua fabric lõi từ các nút trong các cụm HCI hoặc chỉ lưu trữ
Các nút chỉ tính toán lý tưởng cho các khối lượng công việc cần mật độ CPU/RAM/GPU cao mà không tăng lưu trữ tương ứng — máy học, dựng hình, phân tích dữ liệu hoặc VDI.
Tóm tắt loại nút
Bộ điều khiển (Nút 1)
Tạo hệ thống mới
Cụm 1
Có (Tier 0 + các tầng khối lượng công việc)
Có (HCI) hoặc Không (UCI)
Tạo hệ thống mới
Bộ điều khiển (Nút 2)
Tham gia với vai trò bộ điều khiển dự phòng
Cụm 1
Có (Tier 0 + các tầng khối lượng công việc)
Có (HCI) hoặc Không (UCI)
Tham gia Cụm 1
Scale-out
Thêm năng lực HCI
Cụm 1
Có (các tầng khối lượng công việc)
Có
Tự động phát hiện trên fabric lõi
Chỉ lưu trữ
Mở rộng lưu trữ chuyên dụng
Cụm 2+
Có (các tầng khối lượng công việc)
Không
Tham gia cụm lưu trữ được chỉ định
Chỉ tính toán
Mở rộng tính toán chuyên dụng
Cụm 2+
Không (chỉ khởi động / PXE)
Có
Tham gia cụm tính toán được chỉ định
Bộ điều khiển
Máy chủ ESXi + dịch vụ vCenter (không có thiết bị riêng)
Nút đầu tiên trong một cụm; các bộ điều khiển VergeOS chạy trên bare metal, không nằm trong CVM
Scale-out
Máy chủ ESXi bổ sung tham gia một cụm vSAN
Nút bổ sung tham gia một cụm Nutanix
Chỉ lưu trữ
Không có tương đương gốc (vSAN witness là gần nhất)
Không có tương đương — mọi nút Nutanix đều chạy một CVM và tham gia tính toán
Chỉ tính toán
Máy chủ ESXi không có vSAN cục bộ, gắn kết lưu trữ bên ngoài (ở đây là vSAN qua fabric lõi)
Không có tương đương trực tiếp
Cách các nút tham gia một hệ thống
Quá trình tham gia của nút tuân theo một trình tự nghiêm ngặt để ngăn các điều kiện tranh chấp:
Các quy tắc chính khi tham gia nút:
Nút 1 phải hoàn tất cài đặt trước khi Nút 2 có thể tham gia — Nút 2 cần một hệ thống hiện có để kết nối
Các nút tham gia theo thứ tự trong một cụm — Nút 3 sau Nút 2, Nút 4 sau Nút 3, v.v. — để ngăn các điều kiện tranh chấp trong quá trình thay đổi thành viên cụm
Các cụm lưu trữ phải tồn tại trước khi các nút lưu trữ có thể tham gia — hãy tạo cụm trong giao diện VergeOS trước
Các cụm tính toán phải tồn tại trước khi các nút tính toán có thể tham gia — cùng một điều kiện tiên quyết
Nếu triển khai cả cụm lưu trữ và cụm tính toán, các nút lưu trữ nên được thêm trước để các nút tính toán có thể truy cập lưu trữ vSAN ngay lập tức
Đánh số và đặt tên cụm
Các cụm được đánh số bắt đầu từ 1, nhưng tên là tùy ý — bạn có thể đặt cho một cụm bất kỳ tên nào bạn muốn và đổi tên bất cứ lúc nào trong giao diện VergeOS. Các tên bên dưới chỉ là quy ước phổ biến, không phải giá trị bắt buộc:
Cụm 1
HCI (các bộ điều khiển + scale-out tùy chọn)
HCI, Mặc định hoặc Bộ điều khiển
Cụm 2
Chỉ lưu trữ (nếu UCI) hoặc chỉ tính toán (nếu hybrid)
Lưu trữ hoặc Tính toán
Cụm 3
Chỉ tính toán (trong UCI đầy đủ với 3 cụm)
Tính toán
Trong một triển khai UCI đầy đủ với 3 cụm:
Cụm 1: Bộ điều khiển (quản lý hệ thống, metadata Tier 0)
Cụm 2: Các nút lưu trữ (toàn bộ lưu trữ khối lượng công việc vSAN)
Cụm 3: Các nút tính toán (toàn bộ việc thực thi VM)
Yêu cầu tối thiểu và tính sẵn sàng cao
Số nút tối thiểu trên mỗi hệ thống
2 (một cặp bộ điều khiển)
Số nút tối thiểu trên mỗi cụm
2 (để có dự phòng trong quá trình bảo trì hoặc khi lỗi)
Các nút điều khiển
Tối thiểu 2 trên mỗi hệ thống (mặc định N+1); cần 3 để có dự phòng N+2 — phải có lưu trữ Tier 0 cho metadata vSAN
Hành vi HA
Nếu một nút gặp lỗi, khối lượng công việc của nó sẽ chuyển sang nút/nút còn sống trong cùng cụm
Chế độ bảo trì
Có thể đưa các nút vào chế độ bảo trì; khối lượng công việc sẽ được live-migrate sang các nút khác trong cụm trước khi bắt đầu bảo trì
Mở rộng
Các hệ thống VergeOS mở rộng từ một cụm HCI tối thiểu 2 nút đến các triển khai đa cụm. Tất cả các nút phải chia sẻ cùng một fabric chuyển mạch với 0 bước nhảy switch giữa chúng (mục tiêu độ trễ dưới 0,05 ms). Một rack đơn là cách đơn giản nhất để đáp ứng yêu cầu này. Có thể triển khai nhiều rack, nhưng mỗi fabric lõi vẫn phải kết thúc trên một switch duy nhất — hãy chạy cáp dài hơn quay về cùng một cặp switch fabric thay vì kéo fabric qua nhiều switch (MLAG/stacking dành cho mạng ngoài, không phải cho fabric lõi). Chiến lược mở rộng phụ thuộc vào kiến trúc của bạn:
Mở rộng HCI (đơn giản)
Thêm các nút scale-out vào Cụm 1. Mỗi nút bổ sung cả tính toán và lưu trữ theo tỷ lệ.
Phù hợp nhất cho: Tăng trưởng cân bằng khi nhu cầu tính toán và lưu trữ tăng cùng nhau.
Mở rộng UCI (độc lập)
Thêm nút vào các cụm cụ thể tùy theo tài nguyên nào đang là nút thắt cổ chai:
Cần thêm lưu trữ? Thêm nút vào cụm lưu trữ
Cần thêm tính toán? Thêm nút vào cụm tính toán
Cần thêm cả hai? Thêm vào cả hai cụm một cách độc lập
Phù hợp nhất cho: Khối lượng công việc có nhu cầu tài nguyên mất cân bằng (ví dụ: nặng về lưu trữ nhưng nhẹ về tính toán, hoặc tính toán dày đặc GPU với lưu trữ vừa phải).
Thực tiễn tốt nhất khi mở rộng
Tính đồng nhất phần cứng trong các cụm — Dùng cùng thông số phần cứng cho tất cả các nút trong một cụm. Trộn phần cứng khác nhau trong cùng một cụm có thể gây ra vấn đề về hiệu năng và độ tin cậy.
Lập kế hoạch cho dự phòng N+1 — Định cỡ mỗi cụm sao cho khi mất một nút vẫn còn đủ năng lực cho tất cả khối lượng công việc
Giám sát trước khi mở rộng — Dùng các chỉ số trên bảng điều khiển VergeOS (mức sử dụng CPU, mức dùng RAM, dung lượng vSAN) để xác định tài nguyên nào cần mở rộng
Mở rộng không gây thời gian chết — Có thể thêm các nút mới vào một hệ thống đang chạy mà không làm gián đoạn các khối lượng công việc hiện có
Ví dụ về kiểu triển khai
Các kiểu triển khai phổ biến tương ứng với các mẫu triển khai thực tế:
HCI 2 nút
2 bộ điều khiển
1 (HCI)
Các site nhỏ, edge, PoC, đánh giá cơ bản
HCI + Scale-out
2 bộ điều khiển + N nút scale-out
1 (HCI)
Các triển khai HCI đang tăng trưởng cần mở rộng cân bằng
Hybrid (2 cụm)
2 bộ điều khiển + N tính toán
2 (Lưu trữ + Tính toán)
Khối lượng công việc thiên về tính toán với nhu cầu lưu trữ vừa phải
UCI (3 cụm)
2 bộ điều khiển + N lưu trữ + M tính toán
3 (Bộ điều khiển + Lưu trữ + Tính toán)
Mở rộng tính toán/lưu trữ độc lập
UCI + GPU (4 cụm)
2 bộ điều khiển + N lưu trữ + M tính toán + G GPU
4 (Bộ điều khiển + Lưu trữ + Tính toán + GPU)
AI/ML, dựng hình hoặc VDI với các nút GPU chuyên dụng
Điểm chính
Cụm
Nhóm logic các nút có cùng phần cứng, tạo thành một nhóm tài nguyên
Ba loại cụm
HCI (tính toán + lưu trữ), chỉ lưu trữ, chỉ tính toán — có thể kết hợp trong một hệ thống
Bốn loại nút
Bộ điều khiển, mở rộng quy mô, chỉ lưu trữ, chỉ tính toán — mỗi loại có một vai trò và cách tham gia cụ thể
Tối thiểu 2 nút
Mỗi cụm để dự phòng; bộ điều khiển yêu cầu lưu trữ Tier 0
Kết nối tuần tự
Các nút tham gia lần lượt từng cái một để tránh điều kiện tranh chấp
Tính nhất quán phần cứng
Tất cả các nút trong một cụm nên có thông số phần cứng tương đồng
Mở rộng độc lập
Kiến trúc UCI cho phép thêm năng lực tính toán hoặc lưu trữ một cách độc lập
Mở rộng
Hệ thống mở rộng từ HCI 2 nút đến triển khai đa cụm trong một mặt phẳng chuyển mạch duy nhất
Các bước tiếp theo
Giờ bạn đã hiểu VergeOS tổ chức các nút thành các cụm như thế nào và các loại nút khác nhau phục vụ những vai trò khác nhau ra sao. Trong phòng thực hành, bạn sẽ khám phá các khái niệm này bằng cách sử dụng môi trường thử nghiệm Terraform: Phòng thực hành: Khám phá kiến trúc →
Cập nhật lần cuối
Nội dung này có hữu ích không?