Azure Stack一体机探究 — 揭开黑盒子的神秘面纱-InfoQ

写在前面

Azure Stack 是微软公有云平台的延伸，为客户环境里提供接口和相关的功能。微软的 Azure Stack 安装在指定的合作伙伴的一体机中，并以一体机的形式部署到客户的混合云应用环境里。

2017 年 7 月 10 日起，微软的三个 Azure Stack 混合云计算官方合作伙伴，联想、惠普和戴尔，开始正式接受客户的预定。同时，思科将在 2017 年年底发布相关一体机产品，华为将在 2018 年第一季度发布一体机产品。

Azure Stack 的价格收费是和 Azure 类似，按照使用量收费的模式。同时针对不连接 Azure 的私有云客户，微软提供的收费模式是根据系统的物理内核个数而定的按年收费机制。本文将针对已经发布并接受预定的联想、惠普和戴尔的一体机，进行介绍和分析，揭开一体机的神秘面纱。

1、什么是一体机

Azure Stack 一体机是集成了软件、硬件、支持和服务一体的综合解决方案。他的设计目标是两方面：

a. 让客户快速使用 Azure 的服务，减少客户在硬件基础设施层面的时间开销；
b. 提高系统质量和系统稳定性。

一体机系统的可预测性，使得微软可以更快、更稳定的从 Azure 发展到 Azure Stack。微软与其合作伙伴们，将提供全生命周期的服务：包括部署、增加新的功能和服务、更新、业务持续性和可用性，确保 Azure Stack 整个生命周期的管理。

2、联想

联想的 ThinkAgile SX 系列是为 Azure Stack 设计的一体机，集成了微软的 Azure Stack 和联想的工业级数据中心。联想推荐的 ThinkAgile SX 的工作负载包括 VDI（虚拟桌面基础设施），后台应用，服务器整合，企业应用，数据库，测试环境，开发环境和云。

2.1ThinkAgile SX 关键特性

ThinkAgile SX 一体机包括计算，存储，网络，管理等多种功能。基于联想的服务器，机架交换机网络和 Azure Stack 的软件，它实现了节点之间的超联通。

ThinkAgile SX 系列包括三大主要型号：

ThinkAgile SXM4200 25U，支持 4 到 8 个节点
ThinkAgile SXM4200 42U，支持 4 到 12 个节点
ThinkAgile SXM6200，支持 12 个节点

下图中左边为 SXM4200 25U，右边为 SXM4200 42U

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系统的关键特性如下：

a. 一体机的配置是量化的，可以根据终端超联通混合云平台的需求进行配置，满足客户工作性能和商业模式的需求；
b. 取消了预先支付的云服务许可费用，按照客户实际每个月的用量进行计费；
c. 一体机在出厂前完成了所有的配置，包括客户需要的服务器、存储、网络交换机、Azure Stack 软件以及联想硬件管理工具；
d. 一体机的设计充分考虑到与现有系统的兼容性，减少部署的成本和时间；
e. 一体机包括了快速部署的服务，部署的时间以小时计；
f. 一体机采用了联想成熟稳定的服务器产品，基于 Intel 的 Xeon 处理器 E5-2600 V4 系列，为客户的工作负载和应用提供强大的计算能力；
g. 联想的机架交换器系统为一体机提供强大的性能和低延时，可以和其他供应商的上游交换机无缝对接；
h. 微软的 Azure Stack 为混合云应用提供了可以量化的高性能的解决方案，包括云计算、网络、存储、安全。同时也提供了管理服务，包括虚机生命周期管理，自动化运维和负载分配；
i. 微软的 S2D（Storage Spaces Direct）是 Azure Stack 解决方案的组成部分，是一种量化的高可用的共享存储解决方案，在性能没有任何损失的前提下，提供额外的数据保护和恢复服务；
j.ThinkAgile SX 提供了强大的硬件和应用的管理工具，简化了管理流程，并提供自动化的云解决方案运维方式，可以让用户把一体机基础设施当做单一系统来管理，而不是多个分立达单独系统；
k. 一体机的所有解决方案都由联想提供，并提供所有服务的技术支持工作，快速解决可以的遇到的问题。

2.2 ThinkAgile 组成

ThinkAgile SX 一体机包括如下的硬件组成部分：

一个 X3550 M5 系统管理节点；
4 到 8 个 X3650 M5 超连接节点（SXM4200 25U），或者 4 到 12 个 X3650 M5 超连接节点（SXM4200 42U），或者 12 个 X3650 M5 超连接节点（SXM6200）。

X3550 M5 管理节点提供的硬件管理服务和软件组件如下：

Windows Server 2016，带 Hyper-V
联想 XClarity 虚机，提供硬件管理服务

X3650 M5 超连接节点提供的计算，存储资源及软件组件如下：

Windows Server 2016，带 Hyper-V
Azure Stack 软件，混合云平台
S2D

联想的机架交换机提供网络连接服务。网络管理包括一个运行企业网络操作系统的 1GbE 机架交换机 G8052，虚机 / 存储网络包括两个运行云网络操作系统的 1GbE 机架交换机 G8272。

下面我们来看看 ThinkAgile 的真容：

ThinkAgile SXM4200 25U 的前视图和后视图如下图所示：

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ThinkAgile SXM4200 42U 的前视图和后视图如下图所示：

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ThinkAgile SXM6200 的前视图和后视图如下图所示：

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2.3ThinkAgile SX 网络

ThinkAgile SX 包括一个提供网络连接管理功能的 1GbE 的机架交换机 G8052 和一个提供虚机 / 存储连接服务的 10GbE 的机架交换机 G8272。网络连接拓扑图如下图所示：

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2.4ThinkAgile 与 Azure Stack

下面我们介绍下 ThinkAgile SX 一体机上的 AzureStack 的关键特性：

管理 Portal
用户 Portal
身份识别管理
提供计算资源
提供网络资源
提供存储资源
Azure 资源管理
使用数据报表

微软 Azure Stack 的 S2D 提供如下的特性：

为云服务和资源提供分布式的存储
可扩展性，可以根据节点的增多，进行方便的扩展
内置的复原功能可以再不影响可用性的情况下处理驱动器、节点的故障

3、惠普

惠普（HPE）ProLIant 是惠普为微软 Azure Stack 设计的一体机，它是基于惠普的 DL380 服务器，最大支持 768GB 内存，支持 44 个核。ProLIant 是预装的，集成的并经过大量优化的成熟系统，方便的为客户提供需要的应用，满足各类需求。ProLIant 的部署和管理都较为简单，为客户使用 Azure 混合云创造更大的价值。

3.1 HPE ProLIant 关键特性服务器和网络

ProLiant 采用的是 DL380 Gen9 服务器，提供了性能，可靠性，服务和可用性上的最高性能。DL380 采用的是 Intel 的 E5-2600 V4 处理器，通过惠普最新的 2400MHz 的 DDR4 智能存储，可以最大支持 768GB 的内存。

网络这块，ProLiant 采用的是惠普的 FlexFabric 5900 交换机，是属于高性能低延时数据中心机架交换机系列。

一体机生产和交付

惠普在一体机的生产和交付上采用的是工厂集成组装和安装，客户现场快速交付的方式。工厂首先完成服务器、存储设备、交换机、PDU 和接线等硬件组装工作，其次进行软件的预装，然后把所需要的固件和 BIOS 加载好，再经过一系列的验证，测试后，才进行交付工作。

针对大家比较关心的现场部署流程，在这里做个详细的介绍，部署分三步：

a. 部署准备工作

在数据中心中安装一体机机架
检查硬件并确保所有硬件组件供电正常
检查所有组件的接线产证
文档检查

b. 部署进行

确保主网络工作正常
配置和连接 Azure Stack 到主网络
安装 Azure Stack 软件
打补丁和更新包

c. 部署后的工作

进行验证，确保服务安装完成
服务注册到微软会员
按照需要，进行硬件生命周期，惠普 OneView 应用，惠普 Insight 远程服务的配置和更新
进行 4 小时的初始化流程，对服务组件，文档，Azure Stack Portal 的基本操作，惠普的软件组件等进行综合测试

ProLIant 的完成解决方案

ProLIant 的完成解决方案包括如下的组件和服务：

两个惠普 5900 系列机架交换机
一个惠普 5900 系列管理交换机
一个惠普 DL380 Gen9 硬件主机
4 到 12 个可以配置的 DL380 Gen9 计算节点
多种机架选型
多种电源选型
可选择的 KVM
工厂预组装和配置
现场部署服务
多样化的 Azure Stack 和 Azure Stack 软件和支持
多样化的基础设施

3.2 HPE ProLIant 组成

下面我们来看看惠普 ProLiant 的组成

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详细的可选配置列表如下表所示：

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3.3 HPE ProLIant 与 Azure Stack

惠普的 ProLIant 一体机解决方案使得客户可以在他们自己的数据中心里，持久的使用 Azure 及其服务。一体机支持客户终端的 Azure Stack 和公有云 Azure 之间的负载和工作的移植，提供给开发者更好的用户体验，满足客户在安全性、兼容性、性能和成本方面的要求。

惠普提供了一系列的可选配的特性，包括随收随付、统一计费、单一供应商支持，自主运营管理等一系列的专业的服务，帮助客户更好的规划和完善 Azure 混合云应用。惠普的 ProLIant 一体机，提供了混合云解决方案，将共有云的速度、性能等方面的特性，打包成一个可以快速简单部署在企业客户数据中心的解决方案，给客户带来价值的最大化。

4、戴尔

戴尔 SD7X0XD 是戴尔为 Azure Stack 设计的一体机, 其设计目标是加速开发和运维流程，可以更快的实现混合云的应用，从而满足客户的商业需求。SD7X0XD 是设计，交付，技术支持和运维集成的一体机，可以提供 IaaS，PaaS 层的服务，并满足开发和运维的各类需求。

4.1 SD7X0XD 一体机组成

下图展示的是 Azure Stack 的最基本的组成部分

最小配置包括：4 个 R730XD 服务器，80 核，1TB 内存，19TB 缓存，160TB 硬盘
最大配置包括：12 个 R730XD 服务器，336 核，6TB 内存，138TB 缓存，640TB 硬盘

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我们以 SD730XD 为例，来详细介绍下戴尔一体机的具体组成：

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4.2 SD7X0XD 网络拓扑

一体机的网络拓扑如下图所示

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针对网络拓扑的关键点，这里做进一步的介绍，如下图：

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主节点采用的是 Mellanox PCIe 以太网适配器，其特性：

双端口 10GbE
RDMA
适配器具有硬件加速，解码和汇聚等功能

用于 Azure Stack 的戴尔网络交换机 S4048-ON 和 S3048-ON：

采用 BGP 机制，可以发现物理层上的 SLB 子网
DCB（数据中心桥接）功能，确保汇聚结构下的 QoS，包括：
- ETS（增强传输选择）
- PFC（优先级流控）
分段带外管理功能

4.3 SD7X0XD 与 Azure Stack

戴尔的 Azure Stack 一体机为客户提供了如下的服务和功能：

Portal/PowerShell/DevOps 工具
Azure 资源管理器
Azure IaaS/Azure PaaS，包括计算，网络，存储服务和 Service Fabric 框架

提供给开发者的 Azure 工具如下：

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5、联想 / 惠普 / 戴尔一体机综合分析

通过上文对联想，惠普，戴尔三家供应商的一体机的分析，我们发现 Azure Stack 的初期合作伙伴们的产品，在技术指标，性能上差异不大，在针对客户的特性，商务模式上更是较为相似，下面做一个分析总结：

三者均采用了 Intel 的 E5 系列的处理器，基于自家的服务器进行 Azure Stack 一体机的构建；
三者都宣称可以通过 Azure 公有云，Azure Stack 混合云以及传统的 IT 运维，给用户带来直接，方便的云和数据中心解决方案，提供较为自动化的管理和运维服务；
三者对数据的加密，保护，传输都较为突出，都采用了 Azure/Azure Stack 的安全管理工具套件；
计费：三者都采用了随到随付，按照使用量进行计费的方式；
三者均采用工厂完成硬件组装，程序安装，客户现场快速部署的方式进行，并提供较为完整的生命周期客户支持服务；

6、总结

通过这一讲，我们深入浅出的了解了 Azure Stack 一体机黑盒子的基本情况。希望通过这一讲，可以让大家对于最新发布的联想，惠普和戴尔的 Azure Stack 一体机有一定了解，在未来数据中心混合云解决方案的选择中有一定帮助。相信在使用 Azure Stack 一体机的过程中，大家可以更深入的体会到一体机带来的强大的性能和方便的用户体验。

感谢江柳对本文的审校。

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