Гиперконвергентная инфраструктура (HCI): какие серверы нужны для кластера

Что такое HCI и чем она отличается от схемы «серверы + СХД»

В классической схеме вычислительные серверы обращаются к внешнему хранилищу. В HCI часть или все серверы кластера одновременно предоставляют вычисления и локальные накопители для программного хранения. Управление и доступность зависят от конкретной платформы, а не от самого названия архитектуры.

Не любой кластер виртуализации является HCI. Общий массив, подключённый к двум гипервизорам, остаётся внешней СХД; обычная локальная папка на каждом сервере тоже не становится распределённым хранилищем автоматически. Полезно сначала нарисовать, где лежат рабочие данные, кто обеспечивает их защиту и откуда другая ВМ получит к ним доступ после отказа узла.

Конвергентная поставка серверов, сети и массива может быть согласованным комплектом оборудования. Гиперконвергенция описывает другое размещение функций. Это различие не является рейтингом качества: подходящая внешняя СХД может лучше отвечать конкретной нагрузке и модели эксплуатации.

Из чего состоит узел HCI: вычисления, диски и сеть

В спецификации узла нужны CPU и RAM под ВМ и служебные процессы, загрузочное устройство, рабочие накопители, сетевые адаптеры, совместимая платформа и поддерживаемые прошивки. Для стойки добавляются питание, охлаждение и коммутация. Одного списка «сервер, SSD, две карты» недостаточно.

Начните с перечня приложений и их профилей: сколько ресурсов требуется в штатном режиме, какая задержка хранения допустима, как растут данные и что должно продолжить работу при недоступном узле. После этого переводите требования в узлы, а не наоборот. Не все процессы обязаны иметь одинаковый приоритет восстановления.

Одинаковые или близкие конфигурации упрощают планирование, но совместимость смешанного состава всё равно проверяют у выбранной платформы. Добавление более мощного сервера не устраняет ограничения сети или уже имеющихся накопителей. Заранее предусмотрите свободные слоты, порты, место в стойке и поддерживаемый путь расширения.

Сколько узлов нужно: два, три или больше, кворум и свидетель

У HCI нет универсального минимального числа узлов для всех продуктов. В документации Proxmox для гиперконвергентного Proxmox + Ceph указаны минимум три сервера. В документации vSAN 8 для двухузлового и растянутого кластера предусмотрен witness. Это разные архитектуры с разными правилами, а не взаимозаменяемые способы обойти минимальные требования.

Кворум помогает определить, какая часть кластера вправе принимать решения. Он не добавляет оперативную память, не заменяет отсутствующие копии данных и не предоставляет вычислительную мощность для перезапуска всех ВМ. Свидетель или дополнительный голос также не является универсальным третьим узлом хранения.

В проекте отдельно проверяют три условия: управление сохраняет работоспособность; нужные данные доступны с принятой политикой защиты; на оставшихся узлах хватает ресурсов. Плановое обслуживание полезно рассматривать как самостоятельный сценарий. Более подробно общие границы рассмотрены в статье о минимальном отказоустойчивом кластере.

Диски узла: ёмкость, ресурс и режим контроллера

Не задавайте одинаковую схему дисков всем платформам. Нужен ли отдельный кэширующий слой, какие устройства подходят для ёмкости, как поддерживается NVMe и в каком режиме должен работать контроллер — вопросы к документации конкретной архитектуры и версии. В частности, требования разных архитектур vSAN нельзя сводить к одной устаревшей схеме «кэш плюс ёмкость».

Считать полезный объём суммой паспортных терабайтов неверно: нужно учесть политику защиты, служебные данные, запас для обслуживания и роста. Конкретный коэффициент зависит от выбранного размещения данных; общего правила «делим на два» для любой HCI нет.

Ресурс накопителей сопоставляют с записью, а совместимость — с контроллером, корзиной, форм-фактором и прошивкой. Подробности роли контроллера вынесены в материал о HBA и RAID. Наличие RAID-контроллера в сервере ещё не означает, что его массивы нужно использовать под SDS.

Сеть хранения: отдельный расчёт пропускной способности

Сеть передаёт не только запросы приложений. В проекте учитывают обмен хранения между узлами, перемещение ВМ, восстановление и служебный трафик. Документация Proxmox рекомендует для Ceph выделенную сеть от 10 Гбит/с; это рекомендация конкретного решения, а не доказательство, что 10 Гбит/с достаточно любой нагрузке.

10 и 25GbE сравнивают по ожидаемым потокам и возможности обслуживания после отказа линии. Важны также доступные слоты PCIe, кабели, трансиверы, порты коммутаторов и реальная схема резервирования. Две карты в одном сервере не создают независимые пути, если за ними один общий отказоуязвимый участок.

Не требуйте RDMA только потому, что оборудование предназначено для HCI. Нужность, поддержка и настройки этой технологии зависят от платформы и выбранного режима. Отдельно согласуйте служебные сети кластера, требования к задержке и порядок проверки потери связности. Без этого номинальная скорость портов остаётся неполным описанием сети.

Процессор и память: ресурсы ВМ и самого хранения

CPU и RAM расходуют не только гостевые системы. Гипервизор, хранение и управление тоже требуют ресурсов; их величину берут из актуальной документации и расчёта конфигурации. Единого процента накладных расходов для vSAN, Ceph и всех других SDS не существует.

Составьте два бюджета: штатную загрузку и работу в выбранном аварийном или сервисном сценарии. Для второго бюджета укажите, какие приложения перезапускаются, какие можно приостановить и сколько свободного места остаётся для восстановления данных. Простое сложение всей памяти кластера скрывает распределение ресурсов по узлам.

Полезно заранее отделить требования лицензирования от аппаратной мощности. Большое число ядер может изменить стоимость программной части; это проверяется по действующим условиям поставщика, а не рассчитывается по старой статье. Вопросы конкретного количества ВМ разобраны отдельно в материале о расчёте ресурсов сервера.

Платформы HCI: какие требования проверить

Эта таблица — список проверки, а не сравнительный тест продуктов. Для vSAN сверяйтесь с официальным описанием witness для vSAN 8; для Proxmox — с разделом Hyper-converged Infrastructure. Ceph здесь рассматривается только как вариант платформы, без дублирования отдельной инструкции его развёртывания.

Когда HCI подходит, а когда стоит сравнить с внешней СХД

HCI удобно включить в сравнение, когда нужны согласованные узлы с вычислениями и хранением и понятен путь их постепенного добавления. Но масштабирование ресурсов не всегда совпадает с потребностями приложения: может понадобиться больше дисков без дополнительных CPU или больше вычислений без новой ёмкости.

Сравните сценарии на одном перечне требований: рабочие и резервные ресурсы, сеть, программные лицензии, поддержка, обслуживание и резервное копирование. Смета, где у HCI учтены только серверы, а у внешней СХД весь комплект, не даёт полезного сравнения. Так же неверно приравнивать бесплатную загрузку ПО к отсутствию затрат на сопровождение.

Нужна и операционная готовность: кто обновляет кластер, кто разбирает одновременно аппаратную и программную неисправность и как проверяется восстановление. Экономический результат оценивают для своей конфигурации. Без исходных данных обещать, что HCI обязательно дешевле или быстрее внешней СХД, нельзя.

Ошибки проектирования и чек-лист узла

До запроса конфигурации зафиксируйте платформу и версию, перечень приложений, рост данных, допустимые отказы и срок восстановления. Для каждого узла укажите полезные CPU и RAM после служебного резерва, состав дисков и слотов, сеть, питание и поддерживаемые прошивки. Для кластера — политику хранения, запас под обслуживание, размещение свидетеля при необходимости и независимую резервную копию.

Частые ошибки: покупать узлы до выбора платформы; считать только сырой объём; путать голос кворума с копией данных; оставлять восстановление на той же сети без расчёта; расширять кластер случайными несовместимыми дисками. HCI не отменяет ни контроль состояния, ни проверку бэкапа.

Для подбора можно начать с двухсокетных серверов, серверных NVMe SSD и карт 25 Гбит/с. Эти разделы не означают, что любой товар внутри подходит выбранной HCI-платформе: совместимость проверяют по точной модели.

Частые вопросы