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Arcfra 與 Nutanix：主要功能和性能對比

Arcfra 和 Nutanix 都為企業用戶提供雲端平台，協助他們實現 IT 基礎架構現代化。 Arcfra 企業雲端平台 (AECP) 和 Nutanix 雲端平台之間有何區別？它們提供哪些特性和功能？它們的核心元件（例如虛擬化和儲存）如何運作？它們在應用環境中的表現如何？本文將一一解答這些問題。

產品和主要能力

Arcfra 企業雲端平台

Nutanix 雲端平台

在雲端平台元件方面，Arcfra 和 Nutanix 都提供全端基礎設施，包括運算、儲存（分散式區塊儲存和檔案儲存）、管理、網路和安全性（分散式防火牆、負載平衡、VPC、網路視覺化）、Kubernetes 引擎、資料保護、雙活架構等。 AECP 還支援包括 Nutanix OEM 設備在內的主流伺服器，使用戶能夠繼續使用現有伺服器並節省硬體投資。

關鍵組件比較：虛擬化

Arcfra 和 Nutanix 都提供基於 KVM 開發的原生虛擬機器管理程式－Arcfra 虛擬化引擎 (AVE) 和 AHV。因此，AVE 和 AHV 的效能相近，但 AVE 提供更多專為企業用戶量身打造的增強功能。

AVE 和 AHV 在功能上的主要差異

關鍵部件比較：存儲

目前，分散式儲存架構分為兩類：一類是基於開源技術 Ceph 的架構，另一類是基於自主研發技術的架構。 Nutanix 和 Arcfra 都基於 GFS（Google 檔案系統）自主研發了儲存架構。然而，它們在某些儲存架構設計上可能存在差異，例如元資料服務、資料儲存引擎和一致性協定。

集群核心組件關係

ABS（左）對比 AOS（右）

雖然兩種方案在各項服務中都使用了類似的元件，但ABS針對一些核心元件（例如元資料服務）進行了技術增強。這是因為Zookeeper和Cassandra都有些不足。一方面，Zookeeper的資料儲存容量非常有限，無法與資料服務協同使用。另一方面，Cassandra缺乏ACID機制，這增加了上層實現的複雜性，從而需要額外的工作。而ABS將LevelDB和Zookeeper結合起來，讓這項服務更加可靠、高效能且輕量級。

儲存資料結構

ABS（左）對比 NDFS（右）

這兩種方案採用不同的塊單元大小。 ABS使用粒度更大的資料單元（範圍），這可以透過減少元資料所佔用的記憶體資源並確保所有元資料都能儲存在記憶體中來提高存取效率。值得注意的是，ABS 還支援厚置備。

I/O路徑

ABS（左）對比 NDFS（右）

兩種方案在 I/O 路徑方面具有相似的特性，例如資料自動分層、資料局部性和自動資料平衡。然而，ABS 的效率更高，因為它將元資料緩存在記憶體中。這加快了元資料相關操作的反應速度。此外，ABS 將其快取分為兩層（寫入和讀取），因此在使用副本和 EC 策略時，讀取 I/O 路徑會有所不同。值得注意的是，無論採用何種資料冗餘策略，ABS 都能提供較高的讀寫效能。

資料冗餘和可靠性特徵

快照機轉比較

兩種方案都採用了類似的資料冗餘和可靠性技術。然而，ABS 的副本分配策略更加多樣化。例如，它支援副本的本地化和動態調整（基於儲存容量）。此外，由於 ABS 快照的元資料儲存在元資料服務叢集中，因此回應速度更快，並且能夠將資料持久同步到 SSD 媒體。即使主機重啟，元資料也可以透過 SSD 快速載入到記憶體中，而不會導致快照效能下降。

表現

不同的儲存設計會導致儲存效能的差異。我們對 Arcfra 的 AECP 和 Nutanix HCI (AOS 6.5) 進行了基準效能測試（使用 FIO）和 Oracle 效能測試。以下測試均基於相同的實體設備和環境。 AECP 在單一卷中進行測試，而 Nutanix AOS 則根據其最佳實踐在一個或多個卷中進行測試。

測試環境

基準效能測試

在基準測試中，除了順序讀取和混合讀寫測試外，AECP 的效能優於 Nutanix AOS。

Oracle 效能測試

數據導入與匯出

在資料庫匯入匯出場景中，我們使用簡單訂單輸入 (SOE) 模型來測量不同資料量匯入匯出所需的時間，時間越短表示效能越好。總體而言，測試結果表明，AECP 的單卷性能顯著優於 Nutanix HCI 的單卷性能，並且與 Nutanix-ASM（最佳實踐配置）的性能相當。此外，在資料匯出測試中，AECP 的效能也明顯優於 Nutanix 的單一磁碟區效能及其最佳實務配置。

TPC-C（交易處理績效委員會）

在 TPC-C 測試中，我們使用 Swingbench 進行壓力測試，其中 TPS（每秒事務數）越高，效能越好。結果表明，隨著並發量的增加，兩種解決方案的平均 OPS（每秒操作數）均顯著提升。值得注意的是，AECP 的單卷性能明顯優於 Nutanix 的單卷部署，並且略優於 Nutanix-ASM 的性能。

證券訂單插入

該測試基於一款交易軟體提供的壓力測試腳本，重點是測試訂單表的插入操作，以模擬訂單寫入資料庫的場景。每個腳本在每完成1000筆交易後提交一次，並循環執行，總共30個PDC腳本同時運行2分鐘。檢定使用COUNT(*)函數來衡量每秒插入的資料量，數值越高表示效能越好。結果顯示，80秒後，Nutanix AOS的性能多次接近極限，而AECP在整個測試過程中表現出更穩定、更一致的性能。

我們進一步擷取了原始數據，並剔除了最高值和最低值各10個。然後計算了兩個系統的平均性能。 AECP的單一磁碟區整體效能優於 Nutanix 單一磁碟部署（效能提升超過 60%）和最佳實務配置（效能提升約 5%）。

結論

鑑於 ABS 的技術優化，AECP 在資料庫場景中提供了卓越的性能；AECP 透過單卷部署即可實現最佳性能，而 Nutanix HCI 需要多卷配置，並且依靠系統或應用程式級並行調度才能提供類似的性能。

從 Nutanix 遷移到 Arcfra

用 Arcfra 取代 Nutanix 輕而易舉！ Arcfra 提供四種解決方案，可將虛擬機器從 Nutanix 遷移到 AECP 集群，這些方案針對不同的部署環境和替換目標量身定制，以滿足各種用戶需求：

在保留 VMware 虛擬化功能的同時，取代 Nutanix AOS。
同時替換 VMware 虛擬化和 Nutanix AOS。
同時替換 Nutanix AHV 和 AOS。
取代 Hyper-V/XenServer 虛擬化和 Nutanix AOS。

參考：

1. Nutanix https://www.nutanixbible.com/4c-book-of-aos-storage.html

注意：Arcfra 和 Nutanix 的功能和效能比較是在實驗室環境下，分別基於 AECP 預覽版和 Nutanix AOS 6.5 版本進行的。有關 Nutanix 的官方產品功能和性能演示，請參閱其技術文件。

Arcfra 企業雲端平台