深信服超融合基础设施(HCI)以其“软件定义、深度融合、简化运维”的理念,正成为企业构建现代化数据中心的重要选择。本教程旨在为IT工程师和管理员提供一份实用的操作指南与深度解析,助您高效驾驭深信服HCI。
一、 超融合基石:深信服HCI架构深度解析
深信服HCI的核心在于将计算(虚拟化)、存储(分布式存储)、网络(软件定义网络)以及安全能力深度融合在标准的x86服务器节点上,并通过统一的Web管理平台进行集中管控。
核心组件:
aSV (aCloud Server Virtualization): 基于KVM深度优化的虚拟化引擎,提供高性能的虚拟机运行环境。
aSAN (aCloud Storage Area Network): 创新的分布式存储系统,将每个节点本地磁盘(SSD/HDD)汇聚成高性能、高可靠的共享存储资源池。其核心机制包括:
副本机制: 默认2副本或3副本,数据跨节点冗余存放,保障数据可靠性。
条带化: 数据切片后并行写入多个节点磁盘,极大提升IOPS和吞吐量。
SSD缓存加速: 利用SSD作为读缓存(Cache)和写缓存(Buffer),显著优化存储性能,尤其对随机小IO效果显著。
数据本地化: 优先在本地节点读写数据,减少网络开销,降低延迟。
aNET (aCloud Software Defined Network): 提供虚拟交换机、分布式防火墙、负载均衡、VPN等网络与安全服务,实现策略跟随虚拟机迁移。
aSEC (aCloud Security): 深度集成的安全能力,如防病毒、Web应用防护、主机加固、漏洞扫描等,提供从底层到应用层的纵深防御。
aCMP (aCloud Management Platform): 统一的Web管理控制台,实现资源池监控、虚拟机生命周期管理、告警、报表等一站式操作。
技术洞察: 深信服HCI的“融合”不仅仅是物理共置,更是逻辑上的深度协同。aSAN与aSV的紧密集成避免了传统虚拟化+外置存储的“IO风暴”问题;aNET的策略跟随能力使得安全边界随业务而动;aSEC的融合则实现了“内生安全”,而非简单的功能堆叠。这种架构特别适合中小规模数据中心、分支机构、VDI、开发测试云、关键业务应用等场景。
二、 实战第一步:深信服HCI集群规划与部署
1. 规划先行:
节点选型: 根据业务负载(CPU密集型、内存密集型、IO密集型)选择合适型号的深信服HCI一体机节点(如SIG系列)或兼容的第三方服务器。考虑CPU型号/核心数、内存容量、磁盘类型(SSD/NVMe/HDD)及数量、网卡(建议10GbE/25GbE起)。
集群规模: 初始建议至少3节点起步(满足副本冗余要求)。规划未来扩展空间。
网络规划: 清晰划分管理网络、存储网络(强烈建议独立物理网络或VLAN)、业务网络(虚拟机流量)、外部网络(上行出口)。多网卡绑定(如LACP)提升带宽和冗余。
存储规划: 预估总容量需求、性能要求(IOPS/吞吐量/延迟)。合理规划SSD缓存与容量盘的比例(常见如10%-30%缓存比例)。规划存储副本策略(2副本或3副本)。
IP规划: 为管理平台、各节点管理口、存储网络、业务网络等分配固定IP地址段。
2. 部署流程详解:
硬件上架与连线: 安装服务器节点,连接电源、管理网线、存储网线、业务网线。
节点初始化配置:
通过服务器BMC/iDRAC/IPMI配置RAID(通常建议配置为直通模式/JBOD模式,由aSAN直接管理物理磁盘)。
配置各网络接口IP地址(管理口)。
部署首节点:
通过管理口IP访问首节点Web界面,上传深信服HCI安装ISO镜像。
按向导完成操作系统(定制化Linux)及基础管理组件安装,设置管理平台IP、主机名、root密码等。
创建集群:
登录aCMP管理平台。
导航至“资源管理” -> “集群管理”,创建新集群,设置集群名称、副本策略(如2副本)。
添加首节点到集群。
添加后续节点:
在待添加节点上完成硬件初始化(RAID、管理IP)。
在aCMP的集群管理界面,选择“添加主机”,输入新节点的管理IP、root密码。
平台会自动将新节点加入集群,并自动分发安装软件、加入分布式存储池。
配置存储池:
所有节点加入后,进入“存储管理” -> “存储池”。
选择所有节点上的可用磁盘(SSD/HDD)。
关键步骤: 指定SSD/NVMe盘作为缓存层,HDD/SATA SSD作为容量层。设置缓存策略(通常读缓存必选,写缓存根据数据安全性要求可选)。
创建存储池,系统自动进行数据均衡。
配置网络:
进入“网络管理” -> “物理网络”,配置物理网卡绑定(如Mode 4 LACP)。
创建业务网络(端口组/VLAN),关联到绑定的物理网卡上。
配置分布式交换机(vSwitch)。
部署建议:
存储网络隔离: 务必为aSAN流量配置独立的物理网络或高优先级VLAN,避免与其他流量竞争带宽,这是保障存储性能稳定的基石。
缓存配置: 写缓存(Buffer)能极大提升写性能,但需确保节点有足够UPS保护或采用支持掉电保护的SSD/NVMe盘,防止断电导致缓存数据丢失。
版本一致性: 确保集群内所有节点硬件配置(尤其网卡、磁盘控制器型号)和软件版本一致,避免兼容性问题。
三、 核心运维:虚拟机管理与资源调度
1. 创建虚拟机:
上传或准备ISO镜像文件到平台。
导航至“虚拟机” -> “创建虚拟机”。
选择计算资源(集群/主机)、配置vCPU、内存、磁盘(从存储池分配,选择厚置备或精简置备)、网络(选择业务端口组)。
挂载安装介质(ISO),启动虚拟机完成操作系统安装。
2. 资源监控与告警:
全局视图: aCMP首页提供集群整体CPU、内存、存储、网络利用率概览。
详细监控: 深入查看单个主机、虚拟机、存储池、磁盘的性能指标(如CPU负载、内存使用率、磁盘IOPS/延迟/吞吐量、网络流量)。
告警配置: 设置关键指标的阈值告警(如CPU>90%、内存>90%、磁盘空间<20%、存储节点离线、网络丢包等),配置邮件、短信等通知方式。
3. 高可用性(HA)与动态资源调度(DRS):
HA: 集群启用HA后,若某物理主机故障,其上的受保护虚拟机会自动在其他健康主机上重启。配置虚拟机重启优先级。
DRS: 启用DRS后,平台会根据预设策略(负载均衡、节能)自动在集群内迁移虚拟机,优化资源利用。可设置自动化级别(手动/半自动/全自动)。
运维建议:
性能基线: 在业务平稳期建立关键虚拟机性能基线(CPU、内存、磁盘IO、网络),便于快速识别异常。
资源预留与限制: 对关键业务虚拟机设置CPU和内存预留(Reservation)保证其最低资源,必要时设置上限(Limit)防止其过度占用资源影响他人。
精简置备谨慎用: 精简置备节约空间,但需密切关注存储池剩余空间,避免因过度分配导致虚拟机宕机。建议对性能要求高或空间敏感度低的磁盘使用厚置备。
快照管理: 利用快照进行备份或变更前的保护,但避免长期保留大量快照,因其会显著影响存储性能(尤其是删除时)并占用空间。定期合并或删除过期快照。
四、 安全加固:构建内生安全防护网
深信服HCI的安全能力是其核心优势之一,需充分利用:
1. 分布式防火墙:
在“安全管理” -> “分布式防火墙”中定义安全组和访问控制策略。
策略基于虚拟机IP、MAC、端口、协议等,实现东西向流量(虚拟机间)的精细控制。
关键应用: 实现业务系统的网络微隔离,即使同一网段内的虚拟机,默认也互不可达,必须显式放通所需端口。
2. 入侵防御(IPS)与Web应用防护(WAF):
在虚拟机或端口组上启用IPS/WAF策略。
IPS检测并阻断网络层攻击(如漏洞利用、扫描、DoS)。
WAF防护SQL注入、XSS跨站脚本、命令注入等OWASP Top 10 Web应用层威胁。
3. 主机安全:
安装深信服轻量级Agent到虚拟机内部(支持Windows/Linux)。
实现:
防病毒: 实时查杀恶意软件。
漏洞扫描: 定期检测系统及应用漏洞。
基线检查: 检查系统配置是否符合安全规范(如密码策略、不必要的服务)。
勒索病毒防护: 关键目录文件防篡改、可疑行为检测。
联动隔离: 当Agent检测到严重威胁(如勒索病毒爆发)时,可自动或手动触发平台侧联动,隔离受感染虚拟机网络。
4. 平台自身安全:
定期更新平台补丁和组件版本。
严格管理平台管理员账户,遵循最小权限原则。
启用平台操作审计日志,记录所有关键操作。
安全建议:
默认拒绝: 分布式防火墙策略应遵循“最小权限”原则,初始设置为默认拒绝,仅放行业务必需流量。
策略跟随: 充分利用策略跟随虚拟机迁移的特性,安全策略自动绑定虚拟机,无论其运行在哪个物理节点上。
Agent全覆盖: 尽可能在所有业务虚拟机上安装主机安全Agent,实现无死角防护。定期更新Agent特征库。
定期评估: 利用内置的漏洞扫描和基线检查功能,定期对虚拟机和平台本身进行安全评估与加固。
五、 优化与扩展:释放HCI最大潜能
1. 性能优化:
存储层:
增加SSD/NVMe缓存盘比例。
检查存储网络带宽和延迟(使用平台工具或命令如`ping`/`iperf3`),确保无瓶颈。使用支持RDMA(如RoCE)的高速网络可大幅降低存储延迟。
监控磁盘IO队列深度和延迟,如延迟持续过高,考虑增加节点分散负载或升级更高性能磁盘。
计算层:
调整虚拟机vCPU数量,避免过度分配(不要超过物理核心总数过多)。
为CPU敏感的虚拟机设置CPU绑定(pinning)或预留。
启用NUMA亲和性(若平台支持且虚拟机较大)。
网络层:
确保物理网卡带宽满足业务需求,必要时升级或增加网卡。
优化网卡绑定模式。
检查虚拟机网络配置(如MTU,确认是否支持并配置了巨型帧)。
2. 容量扩展:
横向扩展(Scale-Out): 增加新节点到集群。新节点加入后,存储池容量和计算资源自动增加。这是最推荐的方式,同时提升容量和性能。
纵向扩展(Scale-Up): 在现有节点上增加内存、添加SSD/HDD硬盘。需确保硬件兼容性,且新增磁盘需手动添加到存储池。主要用于小幅提升单节点容量。
3. 备份与容灾:
利用aCMP备份: 配置虚拟机定时备份任务到外部NFS/CIFS共享或深信服专属备份存储。
第三方备份集成: 支持主流备份软件通过API集成。
异地容灾: 使用深信服提供的基于存储层复制(如aSAN远程复制)或虚拟机复制技术,实现集群间异步复制,构建异地容灾方案。
优化建议:
监控驱动优化: 确保虚拟机内安装了最新版本的VirtIO驱动(Windows/Linux),以获得最佳I/O性能。
负载均衡: 利用DRS保持集群负载均衡,避免热点节点。但注意过于频繁的迁移可能带来开销。
容量预测: 定期分析资源使用增长趋势(aCMP提供报表),提前规划扩展,避免资源耗尽影响业务。
测试验证: 任何重大变更(如升级、扩容、策略调整)前,务必在非生产环境充分测试验证。
构建面向未来的敏捷基石
深信服超融合服务器通过深度融合计算、存储、网络与安全,显著简化了IT基础设施的部署、管理和运维复杂度,降低了TCO(总体拥有成本)。其核心价值在于将复杂的技术栈整合为开箱即用、易于扩展、安全可靠的统一平台。掌握其架构精髓、遵循最佳实践进行规划部署、充分利用智能运维与内生安全能力、并持续优化扩展,您就能最大化地发挥深信服HCI的潜力,为企业数字化转型构建一个坚实、高效、安全的云化基础设施基石。将其视为一个持续演进的动态系统,而非静态设备,方能真正驾驭超融合带来的变革力量。