儲存月報第47期：從HCI到dHCI，「非聚合式」超融合系統崛起

超融合基礎架構（Hyper Converged Infrastructure，HCI）這個產品類型，問世至今差不多已有10年時間，隨著應用與銷售的急速成長，整個產品領域也發生了量變與質變。

所謂的「量變」，是指供應商與產品的數量大幅增長，最初只有5、6家新創廠商的新興產品領域，到今日擴展成為包括幾乎所有一線大廠，供應商總數超過30家的一大主流產品領域。

所謂的「質變」，指的是超融合系統的產品形態，開始發生一些根本性的變化，出現了顛覆超融合基本特性之一——「運算+儲存合一」組態，拆分運算與儲存單元的新型態產品，稱作「非聚合式」的超融合產品（Disaggregated HCI，dHCI）。

超融合的基本特性與限制

超融合系統得以大獲成功的要素，便是「運算+儲存合一」與「Scale-Out叢集式擴充」的特性，極大地簡化了IT基礎設施的部署、擴充與管理程序。

超融合系統的標準型態，是ㄧ個預先完成建置與測試、包含了運算與儲存資源的標準化節點機箱，擴充時，則透過堆疊更多這種標準化節點機箱來組成叢集，只要增加節點，就能獲得更多的運算與儲存資源。

這樣的特性，讓IT環境的管理者無須煩惱伺服器、儲存與網路等元件的選購、設定與建置等繁雜事務，只須選購與添加超融合系統的節點，就能取得所有需要的資源，迅速完成IT基礎設施的建置。

但另一方面，超融合系統「運算+儲存合一」的基本特性，也在應用上帶來了兩大限制：

首先，是運算與儲存負載的互相干擾，上層的Hypervisor平臺，與底層叢集儲存系統平臺，都使用同樣的節點硬體資源，導致運算與儲存兩種工作負載，互相影響對方的資源使用。

其次，是對稱式擴充的限制，無法適切配合用戶端不對稱的擴充需求。在超融合架構下，每增加一個節點，運算與儲存資源便會同時對應的增加，但戶實際環境的擴充需求，往往是不對稱的，然而受限於超融合架構，用戶即使只是單純需要更多儲存空間，卻也被迫買進一整臺節點，而這臺節點所帶來的額外的運算能力，是用戶不需要的，反而形成浪費。在這種情況下，隨著擴充的節點數量越多，造成的資源浪費也越多。

克服超融合架構局限的新路線——dHCI

「運算與儲存負載互相干擾」與「對稱式擴充」這兩大超融合系統先天限制，都是「運算與儲存合一」這個架構所帶來的問題，因此解決的辦法，便是將運算與儲存節點分拆開來，這也就是「非聚合式超融合（dHCI）」的基本概念。

相較於標準的超融合系統，dHCI的特徵是拆分了運算與儲存節點，其中運算節點負責運行Hypervisor的主機，專門因應VM運算負載；儲存節點則是提供儲存資源的叢集式儲存陣列，專門因應儲存I/O負載。

而dHCI這樣的架構，也帶來了「運算與儲存負載互不干擾」，以及可單獨擴充運算或儲存資源的「非對稱擴充」兩種特性。

首先，運算與儲存負載是分別由不同節點硬體負責，自然也沒有互相干擾的問題；其次，運算與儲存節點分別運行Hypervisor平臺與儲存叢集平臺，兩者可分別獨立的擴充，因而也沒有對稱式擴充的限制，用戶可以單獨增加運算或儲存節點，資源效率更高。

另一方面，dHCI除了拆分運算與儲存節點之外，仍然保留了超融合的其他特性，如預先完成建置與測試，以及堆疊式的擴充——運算與儲存兩種節點，都可分別地透過堆疊額外節點，來擴展運算與儲存叢集的資源。

因此dHCI算是兼具了融合式與超融合兩種架構的特點，具備前者的組態靈活性，以及後者的簡易性。雖然dHCI在選購與建置上，要比標準的超融合產品複雜一些，用戶必須處理運算與儲存兩種節點，但由此獲得的組態與管理彈性，足以彌補這項缺點。

既有的dHCI產品

dHCI概念的實際實現，是最近幾年的事情，新創廠商Datrium 發表於2016年1月的DVX平臺，是第一種dHCI形式的產品，接著NetApp於2017年中發表的HCI，以及HPE發表於2019年中的dHCI，也都採用了相似的dHCI架構，讓這種型態的產品，在短短3、4年間，從一種新創廠商的嘗試性產品，成為一種值得關注的新興產品類型，特別是NetApp與HPE兩家一線大廠的投入，顯示dHCI這種架構開始獲得主流廠商的認可。

不過Datrium DVX、NetApp HCI與HPE dHCI這3種產品，雖然都屬於分離運算與儲存節點的dHCI架構，但細節上有關鍵的差異。

其中NetApp HCI與HPE dHCI都是徹底分離了運算與儲存節點，運算節點是單純的Hypervisor主機，儲存節點則是獨立的儲存陣列，用戶可透過嵌在Hypervisor平臺中的plug-in控制臺，來管理底層的儲存陣列。

而Datrium DVX雖然也區分為運算節點與資料節點，但架構上沒有徹底分離運算與儲存功能，其運算節點除了含有Hypervisor外，也運行著DVX核心儲存管理軟體，並配合運算節點安裝的SSD，為DVX平臺提供快取服務，扮演著儲存服務的「效能層」角色；至於資料節點則是在運算節點的DVX核心軟體控制下運作，扮演持久儲存資料的「容量層」角色。

也就是說，NetApp HCI與HPE dHCI的運算與儲存節點，是各自獨立的兩種平臺；而Datrium DVX的運算與儲存節點，兩者各自提供了一部份儲存功能，並不是相互獨立，而這也意味著，DVX的運算節點，仍有一定程度的運算與儲存負載混雜情況，不像其他兩款產品是完全分離。