技术：为虚拟化扩展购买服务器新硬件

随着服务器虚拟化的不断发展，云计算以及大数据分析正在向数据中心渗透，IT专业人员面临着新选择，如采购服务器硬件。数据中心需要采购设备来满足企业的快速发展对性能和可用性而产生新的要求，而且在以后IT需求改变时能够进行相对轻松的扩展。

组织可以选择购买一些新的、功能强大的服务器，采用纵向扩展战略，使用较少的服务器消耗很少的资源就能够处理大量工作负载。相反，组织也可以选择横向扩展战略，使用大量功能不太强大的商用服务器，组建集群并形成冗余架构，而且横向扩展方式的初期投资可能更少。

上述两种服务器扩展战略都有用武之地，但是目前对可扩展计算资源的需求使横向扩展模式在瞬间就取代了传统的服务器硬件纵向扩展模式。接下来，我们将讨论服务器扩展的这一转变及其形成过程。

纵向扩展战略以及横向扩展战略的优缺点

在过去的十年里， IT领导者在开始使用特定策略比如服务器整合率以及虚拟主机数时，纵向扩展架构往往作为衡量IT性能的战略选择。基于上述指标以及节省硬件成本的考虑，IT一直在使用一些功能强大的服务器进行服务器整合，实现了资源使用最大化，而且虚拟化软件的许可成本也降低了。由于很多主流的应用程序具备松耦合特性，因此只需要增加硬件就能提升性能。只有纵向扩展到达实际限制比如单台服务器达到了物理资源的最大值时，组织才会进行横向扩展。

然而，随着工作负载不断增长以及新需求的出现，横向扩展架构正在重新出现并正在影响IT采购服务器硬件的方式。通过对原有的计算资源进行治理而不是为零散的工作负载分配计算资源，横向扩展工作负载正在解决当今面临的大多数重大挑战。例如，大数据分析需要使用大量的计算能力来处理目标数据集。横向扩展架构可以通过部署很多连接在一起的小型系统来达到这一目标。这一类系统也非常适合几乎能够提供无限计算能力的云计算环境。在整个横向扩展战略中组织甚至可以考虑将云服务作为一个额外的平台。通常来讲，云厂商可以提供大型的纵向扩展环境，也提供离散的横向扩展环境，这完全取决于用户的需求。

当然，这两种架构都存在缺点。纵向扩展架构几乎无法提供资源的线性增长，例如进行纵向扩展的通用虚拟环境使用了尽可能少的物理服务器，在处理器远没有到达极限之前，内存以及磁盘容量已经全部耗尽了，并没有实现处理器资源的价值最大化。纵向扩展架构还需要更加详尽的实现可用性的方案。与之相反，横向扩展环境可能需要考虑新的应用设计方式而且可能无法承载遗留应用。

必须注意的是纵向扩展与横向扩展并非水火不容。组织使用纵向扩展环境运行遗留应用并满足运营要求，同时使用横向扩展架构用于科研或者计算密集型任务的场景将会越来越常见。

为虚拟化选择服务器硬件

应用部署的方式不同，运行这些应用的硬件平台也将不同。在纵向扩展占主导地位的环境中，底层硬件资源的处理能力起到了更为关键的作用，而纵向扩展环境可能能够利用市场上正在涌现的廉价商用服务器。

在过去的十年当中，虚拟化竞赛使得x86服务器几乎成为了所有组织运行关键应用的平台。尽管传统的大型主机仍旧在继续发挥作用，但是x86服务器在很多情况下取代了遗留的大型主机。

尽管很多人认为是VMware创造了虚拟化，实际上大型主机在多年以来一直在使用类似的技术实现工作负载的分离。目前不断发展的计算环境，包括纵向扩展和横向扩展都和大型主机有很多类似之处，正如当今的大多数环境都使用管理资源分配的主调度系统对硬件进行了紧密集成。不过，考虑到x86以及商用服务器的成本在直线下降，组织基本上不会再购买大型主机了。

当采购x86服务器用于满足基于纵向扩展架构的虚拟化需求时，IT采购人员知道期望获得满足哪些配置要求的服务器。简而言之，针对纯纵向扩展架构，单台主机能够尽最大可能进行扩展的能力通常是决定因素。这样做就降低了虚拟化许可的总成本。

在某些情况下，取决于虚拟环境的规模，公司可能会考虑大量可扩展的硬件，比如非常高端、密度很大的服务器，这类服务器往往包括了数十个处理器核心，数TB的内存以及大量存储空间。在上述场景下可能面临的最大挑战就是当单台硬件设备发生故障时工作负载发生故障的可能性。

当组织努力遏制很多虚拟环境已经出现的复杂性时，涌现出的很多基础设施选择正在逐渐流行起来。涌现出的基础设施都围绕着融合基础设施，只是程度不同而已。

第一个解决方案通常是数据中心机架：涉足虚拟化领域的公司联合起来制造了一个预先构建好并经过测试的硬件平台，而且该硬件平台由单个厂商提供支持。在这些解决方案中最有名的可能就是由Cisco、EMC以及VMware提供的Vblock，但是其他公司也已经采取了行动，比如Dell提供了vStart解决方案。用户只需要购买满足当前需求的基础设施单元，而且不用担心软硬件彼此之间的兼容性问题。从支持角度来讲上述解决方案很不错而且让组织安心了不少。

但是一次性购买机架通常不是最佳选择，尤其是对于中小企业来讲更是如此。实际上小型组织可能更深入地意识到了简化数据中心环境的需求，但是他们可能必须以更常规的方式达到这一目的。

这时第二种基础设施选项超级聚合开始粉墨登场。Nutanix、Pivot3以及SimpliVity是这个领域的领导者。不只是简单地使用现有的服务器和存储，这些公司有定制的基础设施单元，规模从中小企业一直扩展到大型企业。这些单个硬件元素都包括计算，内存以及存储资源而且为了最大限度地提高其有效性通常包括一些高级特性(比如存储重复数据删除)。由于粒度划分合理而且每个元素都能提供大量的资源，往往包括一些先进的硬件，因此这些基础设施单元的功能相当强大。