一体机的调研报告(技术、产品和市场)

最近和项目组讨论一体机问题,发现多数人对一体机、定制化服务器、超融合、SDS、整机柜的概念都是错乱的,一方面是缺乏技术背景,另外一方面是是被百度和各种媒体给误导了,调研包括Wikipedia和Gartner在内的不少资料,一方面把概念梳理清楚,另外一方面也看看这个领域还有多少机会。

一体机(Appliance or Integrated System):是软件和/或者固件与硬件相结合的计算机系统,一般集计算、存储、网络、操作系统、业务软件、监控管理、安全保障等各方面于一个设备中,通过预先集成、测试、优化,能够实现整体交付、快速部署,同时也可以简化系统维护的责任方数量。一体机本意上是一台计算机,称之为一体机系统也没问题,但是随着整机柜交付方式的兴起,一体机系统也会指整机柜或者更小的组合。

一体机并不是新概念,这么些年来,有各种各样的一体机(可以参见wikipdia),这些产品的共同特点就是,可以像家电一样,开箱就用。其中6-8是云计算出现后出现的概念,将服务器、存储和网络称为基础设施,其中CI可以包括纯硬件,HCIS用SDS替换SAN,但是没有要求计算和存储一体化,对于HCI来说,计算、存储和网络是一体化的。HCIS是Gartner定义的概念,在Gartner报告中还定义了一系列的概念,包括IIS、ISS、IRA。

  1. 存储一体机:集成了存储软件、磁盘和计算机系统,对外提供通用存储接口
  2. 网络一体机:一般是通用路由器,集成了路由、防火墙、TLS、ebXML消息、带宽复用等能力,对外支持多种系统
  3. 备份/灾备一体机:集成了备份软件和备份目标,有时也包括支持DR或者本地系统的虚拟化系统,通常是指向完整DRaaS的网关
  4. 防火墙/安全一体机:集成了安全和防火墙系统的计算机系统
  5. 数据库一体机:集成了数据库软件和存储的一体机系统
  6. 融合基础设施(CI,Converged Infrastructure):集成服务器、存储、网络、软件、管理编排等IT能力在内的一体化计算机系统
  7. 超融合基础设施(HCI,Hyper Converged Infrastructure):集成虚拟机(VM)、虚拟化存储(SDS)和虚拟化网络(SDN)的全虚拟化基础设施
  8. 超融合集成系统(HCIS,Hyper Converged Integrated System):不使用传统SAN来紧耦合计算、存储和网络硬件的一体化系统

Gartner从2014年开始发布一体机的四象限图,直到2016年,2017年停刊一年,2018年改为超融合集成系统(HCIS)的四象限图 [ 2018年1月份发布,可能是为了弥补2017的停刊 ]。比较值得称道的是,华为一直在四象限图中,2018年进入HCIS挑战者象限。

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2014年:启蒙期,传统厂家联合发布产品居多,纯硬件多

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2015年:首次分类为ISS、IIS、HCIS(超融合元年),硬件厂家依旧,NTNX和SV上升

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2016年:纯硬件厂家还是很多,组合太多,以致提出IRA这种参考集成架构,HCIS产品逐步进入第一象限

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2018年:彻底消除了蹭流量的硬件厂家,终于体现了软件的价值,其中发生了大量收购,SV、EMC等一大批厂家都被收购了。NTNX终于排名第一了。

 

在云计算这个强调高度可伸缩性的时代,按理说不会出现一体机这种难以扩展的设备。但是在从传统IT向云计算迁移的过程中(云化,包括公有云和私有云),遇到几个问题:

1)新型云计算分布式数据库达不到传统数据库(主要指Oracle)的性能和兼容性。这个问题是因为ACID造成的,分布式数据库增加节点数并不会线性增加写性能。解决这个问题需要其他技术,目前还不成熟。

2)很多Legacy系统缺乏源代码或者依赖于老式组件,难以云化改造。这样场景下,需要兼容性很强的虚拟化或者存储。针对存储,经过研究,SAN设备的成本大大高于新型的SDS,为了替换已有专用SAN设备,需要用低成本的SDS来替换

3)确实存在一些小型机柜型设备的需求。如大型分布式企业对ROBO(现在被称为边缘计算)的需求、一些VDI、VSI需求,一些研发工具的需求,一些财务等敏感性系统需求

这些问题的存在,让一体机在云计算时代依然存在需求,就好像SQL Over Hadoop和MPP这对冤家,虽然基于统一架构、资源共享的需求,应该选择SoH,但是由于兼容性和成熟性,还会引入MPP。上面这3种需求分别对应了3种不同的一体机。

# 需求 一体机形态 主要特征
1 高性能数据库需求 数据库一体机 追求高性能
2 替换小型SAN需求 SDS一体机 追求低成本,兼顾性能
3 小型资源池ROBO HCI一体机 节约成本

上表中,HCI一体机可以看做是云计算和传统一体机结合的设备,具备集成度高、成本相对较低(价格不低)的特点。从远期发展来看,即便云计算在异地异构组网方面(包括边缘计算)取得突破,HCI一体机的市场依然可能会延续,但是HCI会支持AWS等主流,这也是HCI一体机的一个趋势。

 

这里面要指出的是,在云计算时代,虽然一体机是一个相对小众的领域,但是不代表其利润小。考察市场就要回到IDC的地盘了。根据IDC2017年12月统计,2017年Q3,全球融合一体机(CI)营收增幅达到29.9亿美元,年度增幅11%,其中HCI的增幅达到68%,从5.97亿增加到10亿。其中:

(1)Dell EMC超过Nutanix排名第一,收入3.07亿元,增幅158%,市场份额30.6%,主要产品是VxRail、VxRack和XC系列(Nutanix+PowerEdge)

(2)Nutanix排名第二,市场份额21%,增幅61%,达到2.07亿美元

(3)Cisco排名第三,市场份额6.6%,营收达到0.657亿美元,增幅545%,主要产品是HyperFlex

(4)HPE排名第四,市场份额3.6%,营收达到0.356亿美元,增幅144%,主要产品是HyperConverged 380(收购SimpliVity)

其中需要指出IDC的统计数据仅包括一体化交付的HCI,而不包括集成商集成的“HCI”

IDC的统计数据可以用下图表现出来(来自EMC网站)

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基于IDC的统计数据,Dell EMC比较了自己的产品和HPE的产品(注意其倾向性)。从下面两张图可以客观地看看Dell EMC的一些优势,当然这些优势也是向客户推销的亮点功能:(1)灵活的VM-Stack支持(2)存储能力(3)扩展性(4)存储压缩能力(5)单机或者整机柜交付

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有专家(Aaron Rakers, a senior analyst at Wells Fargo)进一步分析了IDC的数据,找到了里面的Bug,IDC把集成到Dell XC的Nutanix产品收入计入到了Dell,因此Dell份额为30.6%,如果把这个部分加到Nutanix身上,则NTNX的份额达到34%,成为第一名(这让我一下子就联想到我司的KPI收入考核中,跨部门收入的分解!!!),而且如果把其他组件也分解出来,则可以惊喜地发现VMWare VSAN的份额排名第二!!这下知道存储的价值了吧!

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VMWare也讯速地把IDC的数据分解研究,并形成了自己的报告,2017年Q2,vSAN的收入份额达到HCI的33.3%。VSAN最大的优势是,可以提供高性能的IOPS,支持包括Oracle、SAP、Exchange、SQL Server等IO密集型应用系统,也支持VDI集成。VSAN按照CPU、VDI、VM等模式收费(虚拟机集群每个CPU许可费2495$,比按照Core收费的Oracle便宜太多了)

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如果统计2017年上半年HCI收入,则vSAN份额达到47.5%,甚至超过了硬件部分 。

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结合上述内容,得出的一些结论是

(1)软件促进了HCI系统的创新。由于硬件持续升级,VSAN每年升级2次,VMC每3个月升级一次。传统存储升级速度是18-36个月一次。(如何给现网系统不停服升级呢?)

(2)供应商专注于建设强大的生态系统。VMware建设了VSAN ReadyLab开展服务器的兼容性测试。

(3)和公有云集成。VMware Cloud已经可以在AWS部署

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