利用双节点红帽 OpenShift 和 Arctera 的 InfoScale 在边缘解锁企业级虚拟化

从远程办公室到工厂车间，企业组织正将其虚拟化功能扩展到数据生成和使用之处，从而为创新和效率创造新机会。这种向边缘的转变带来了一系列独特的挑战，尤其是在运行虚拟化工作负载时。如何确保边缘虚拟机 (VM) 具有与核心数据中心相同的弹性、性能和简易性？答案在于强大的技术组合：红帽采用仲裁器架构的全新双节点红帽 OpenShift 和 Arctera 的 InfoScale for Kubernetes。

本文探讨了该解决方案如何帮助满足边缘虚拟化的独特需求，使企业组织即使在资源最有限的环境中也能更有信心地部署企业级虚拟机。 

边缘虚拟化的挑战

对传统应用进行现代化改造、整合远程站点的基础架构以及在更靠近最终用户的位置提供低延迟服务的需求推动了向边缘迁移虚拟机的需求。通过将虚拟机部署到边缘，企业组织可以减少对集中式数据中心的依赖，最大限度地减少 WAN 带宽消耗，并提供卓越的用户体验。然而，边缘环境通常具有基础架构有限、网络连接不可靠以及缺乏现场 IT 人员的特点。这些限制可能会导致难以部署和管理传统虚拟化平台，而传统虚拟化平台通常需要强大且具有弹性的基础架构。 

使用红帽 OpenShift 虚拟化（红帽 OpenShift 中的一项功能，支持在单一平台上运行容器和虚拟机工作负载）的企业组织面临着最为严峻的挑战。虽然红帽 OpenShift 为并行运行虚拟机和容器化应用提供了强大的基础，但其标准架构至少需要 3 个主节点。对于通常位于边缘位置的有限硬件而言，这通常过于消耗资源。因此，市场越来越需要一种紧凑且经济高效的解决方案，该解决方案能够在不增加边缘基础架构的情况下提供红帽 OpenShift 虚拟化的强大功能。

红帽采用仲裁器架构的全新双节点红帽 OpenShift

认识到这一需求后，红帽推出了双节点红帽 OpenShift 仲裁器架构，该架构现已在红帽 OpenShift 4.20 中正式发布。这种创新拓扑专为边缘和远程办公室部署而设计，为标准三节点集群提供了一种紧凑且经济高效的替代方案。双节点红帽 OpenShift 仲裁器架构由两个运行虚拟机工作负载的控制平面节点和一个额外的轻量级仲裁器节点组成。仲裁节点的主要作用是维护 etcd 仲裁，防止节点发生故障时出现脑裂。仲裁节点不运行任何虚拟机或控制平面组件，但双节点红帽 OpenShift 仲裁器架构正因如此才能提供与常规三节点紧凑集群实例相同的坚如磐石的弹性和高可用性。

双节点红帽 OpenShift 仲裁器架构代表着红帽 OpenShift 虚拟化在边缘向前迈出了重要一步，在占用空间和弹性之间实现了亟需的平衡。然而，最关键的部分之一是企业级共享存储。如果没有共享存储层，在红帽 OpenShift 虚拟化上运行的虚拟机将绑定到各个节点的本地存储，从而限制其移动性和弹性。 

实时迁移是企业虚拟化的一项基本功能，如果没有共享存储，实时迁移就无法实现。这正是 Arctera 的 InfoScale for Kubernetes 的用武之地。

InfoScale 弹性 – 具有仲裁器的双节点红帽 OpenShift 上的虚拟机 

作为领先的企业级持久存储和数据服务平台，InfoScale 专为解决在 Kubernetes 上运行的虚拟化环境的存储挑战而构建。与采用仲裁器架构的双节点红帽 OpenShift 相结合，InfoScale 为企业级边缘虚拟化提供了全面的解决方案。 

InfoScale for Kubernetes 与红帽 OpenShift 虚拟化无缝集成，提供一组丰富的数据服务来增强平台的原生功能。虚拟化的主要功能包括： 

• 虚拟机共享存储： InfoScale 从本地或外部存储创建共享存储池，支持在节点之间实时迁移虚拟机，而不会中断任何服务。InfoScale 支持 ReadWriteOnce (RWO) 和 ReadWriteMany (RWX) 访问模式，而无需依赖通常不适合边缘环境的外部协议（如 NFS）。
• 虚拟环境的高可用性： 凭借内置的数据完整性机制和对基于仲裁决策的支持，即使在具有仲裁器的双节点红帽 OpenShift 集群中，InfoScale 也能确保虚拟机的高可用性。发生故障时，虚拟机可以在存活的节点上自动恢复。
• 虚拟机灾难恢复： InfoScale 在集群之间提供持续的块级复制，为边缘虚拟化部署提供可靠的灾难恢复。可以将虚拟机故障转移到远程站点，同时最大限度地减少数据丢失。
• 统一管理： InfoScale 与红帽 OpenShift Operator 生命周期完全集成，简化了虚拟机存储的部署和管理。
• 针对虚拟工作负载优化存储： InfoScale 允许您创建具有不同性能特征的多个存储类，从而优化不同类型虚拟机的存储成本和性能。 

架构协同：采用仲裁器和 InfoScale 的双节点 OpenShift 虚拟化

双节点红帽 OpenShift 与仲裁器和 InfoScale for Kubernetes 的组合架构为边缘虚拟化创建了一个强大且具有弹性的平台。

采用仲裁器架构的双节点红帽 OpenShift 提供了占用空间最小的基础架构，而 InfoScale 提供了企业级存储层，可支持实时迁移、高可用性和灾难恢复等关键虚拟化功能。这种协同效应使企业组织能够像在核心数据中心一样放心地在边缘部署任务关键型虚拟机。 

在顶层，红帽 OpenShift 虚拟化负责管理容纳虚拟机的虚拟机 Pod。这些虚拟机通过 InfoScale 容器存储接口 (CSI) 连接到存储，该接口充当虚拟环境和底层存储基础架构之间的桥梁。InfoScale for Kubernetes 管理层提供高级存储运维（包括实时迁移、快照和复制）所需的智能和编排。这一层管理多个存储后端，从用于生产虚拟机的高性能驱动器到用于开发和测试虚拟机的经济高效的硬盘驱动器存储。 

释放新的可能性：边缘的虚拟化用例 

将双节点红帽 OpenShift 与仲裁器和 InfoScale for Kubernetes 相结合，为优化边缘虚拟化基础架构开辟了广阔的可能性。以下 3 个引人注目的用例展示了这一集成解决方案的强大功能。 

用例 1：实时迁移远程办公室虚拟机 

对于拥有多个运行业务关键型虚拟机的远程办公室的企业而言，确保持续可用性至关重要。InfoScale 和双节点红帽 OpenShift 仲裁器解决方案支持在两个控制平面节点之间更无缝地实时迁移虚拟机，而不会造成任何停机。此功能对于执行维护、平衡虚拟机工作负载或从硬件问题中恢复至关重要。借助 InfoScale 的共享存储，您可以按需或根据资源利用率自动迁移虚拟机，确保为远程办公室用户提供最佳性能。 

用例 2：虚拟机中企业工作负载的高性能存储优化  

在虚拟机内运行的企业应用（如甲骨文数据库、PostgreSQL、SAP HANA 和其他任务关键型工作负载）需要特定的存储性能特征才能高效运行。传统的虚拟化平台通常提供通用的存储方法，迫使管理员在性能和成本之间进行权衡。InfoScale for Kubernetes 通过支持您创建具有不同卷布局和优化策略的多个存储类来更新此范例，每个存储类都根据虚拟机内运行的工作负载的特定要求量身定制。例如，您可以为虚拟机中运行的甲骨文数据库创建具有优化条带单元大小的高性能条带存储类，从而帮助为事务处理提供最大 I/O 吞吐量。同时，您可以为 PostgreSQL 虚拟机调配镜像存储类，优先考虑数据保护和读取性能。对于 SAP HANA 虚拟机，您可以配置条带镜像布局，它将条带化的性能优势与镜像的弹性相结合。这种级别的自定义传统上仅在企业存储阵列中可用，现在可以通过 InfoScale 的高级卷管理器功能在红帽 OpenShift 虚拟化中直接访问。通过将存储性能与工作负载要求相匹配，您可以确保在边缘虚拟机中运行的企业应用提供与核心数据中心相同的性能水平。 

用例 3：边缘虚拟机的灾难恢复 

由于传统灾难恢复 (DR) 解决方案的复杂性和成本，边缘位置的灾难恢复 (DR) 经常被忽视。但是，在远程办公室和边缘站点运行的虚拟机可能与在核心数据中心运行的虚拟机同样重要。InfoScale 和双节点红帽 OpenShift 仲裁器解决方案为边缘虚拟化提供了一种全面的容器原生灾难恢复策略。InfoScale 的连续块级复制使您能够在边缘站点之间或从边缘站点到核心数据中心复制虚拟机存储，从而有助于在站点发生故障时确保业务连续性。

与需要复杂设置和手动干预的传统 DR 解决方案不同，InfoScale 的复制与红帽 OpenShift 虚拟化完全集成，从而可以自动实现虚拟机的故障转移和故障恢复。这意味着，您可以像保护数据中心虚拟机一样，以相同的复杂程度来保护关键边缘虚拟机，但运维开销仅为其一小部分。无论您是在远程制造工厂、零售店还是分支机构保护虚拟机，InfoScale 都能确保您的虚拟基础架构能够从任何灾难场景中快速可靠地恢复。 

总结：企业边缘虚拟化的未来已来临 

企业边缘不再是小众市场。它是现代 IT 环境的关键组成部分。随着企业组织不断突破边缘虚拟化的可能性，他们越来越需要一个可靠、有弹性且高效的平台来运行虚拟机。双节点红帽 OpenShift 仲裁器架构与 Arctera 的 InfoScale for Kubernetes 相结合，为企业级边缘虚拟化提供了强大而全面的解决方案。 

通过将紧凑且经济高效的基础架构拓扑与企业级存储和数据服务平台相结合，这种集成式解决方案使企业能够放心地在边缘部署任务关键型虚拟机。无论您是希望将虚拟基础架构扩展到远程位置的红帽 OpenShift 虚拟化管理员、评估边缘虚拟化策略的 IT 领导者，还是设计下一代分布式虚拟环境的云架构师，现在都应该拥抱企业边缘虚拟化的未来。请访问红帽将开源引入边缘，了解更多信息。