İçeriğe atla
Bilgi Merkezi/Makale
Makale

HCI (Hyperconverged Infrastructure) Nedir, Nasıl Çalışır?

HCI sunucu, depolama ve sanallaştırmayı tek kümede birleştirir. SAN'lı mimariden farkı, vSAN, Nutanix, Azure Local, Proxmox ve kapasite hesabı.

Oğuzhan Gerçek··6 dk okuma
HCI (Hyperconverged Infrastructure) Nedir, Nasıl Çalışır?

Kısa cevap: HCI (Hyperconverged Infrastructure), işlemci, bellek, depolama ve sanallaştırmayı standart x86 sunucularda tek bir yazılım katmanıyla birleştiren mimaridir. Ayrı bir depolama dizisi (SAN) yoktur: her sunucunun yerel diskleri yazılımla ortak bir havuza dönüştürülür ve veri sunucular arasında kopyalanarak korunur. Kapasite gerektiğinde kümeye yeni bir sunucu, yani düğüm eklenir; işlem gücü ve depolama birlikte büyür.

HCI ne demek?

HCI, Hyperconverged Infrastructure'ın kısaltması; Türkçede hiper yakınsak ya da hiperkonverje altyapı diye de geçiyor. Fikri anlamak için önceki iki mimariye bakmak gerekiyor:

  • Üç katmanlı mimari: Sunucular, depolama ağı (SAN) ve depolama dizisi ayrı ayrı alınır, ayrı ayrı yapılandırılır ve birbirine bağlanır. Her katmanın kendi yönetim aracı, kendi uzmanı ve kendi bakım sözleşmesi vardır.
  • Converged infrastructure (CI): Aynı bileşenler önceden test edilmiş tek bir ürün olarak gelir. Kurulum hızlanır ama bileşenler birbirinden ayrı kalır ve ayrı yönetilir.
  • Hyperconverged infrastructure (HCI): Depolama dizisi ortadan kalkar. Depolamayı her sunucuda çalışan yazılım üstlenir ve bütün küme tek bir arayüzden yönetilir.

HCI nasıl çalışır?

Bir HCI kümesi birbirinin benzeri düğümlerden oluşur ve her düğümde üç parça birlikte çalışır:

  1. Hypervisor: Sanal makineleri çalıştırır. VMware ESXi, Nutanix AHV, Microsoft Hyper-V ve KVM en yaygın örnekler.
  2. Yazılım tanımlı depolama: Bütün düğümlerin disklerini tek bir depolama havuzu olarak sunar. VMware'de bu işi hipervizörün çekirdeğine gömülü vSAN yapar. Nutanix'te her düğümde bir denetleyici sanal makine (Controller VM) çalışır ve bütün okuma-yazma trafiğini o yönetir.
  3. Veri koruması: Yazılan her blok başka düğümlere de kopyalanır. Bir disk ya da düğüm arızalandığında veri öbür kopyadan okunur ve küme eksik kopyayı kendisi yeniden üretir.

Nutanix ayrıca veri yerelliği (data locality) ilkesini uygular: bir sanal makinenin verisi mümkün olduğunca makinenin çalıştığı düğümün yerel disklerinden okunur, okuma trafiği ağa çıkmaz.

Kaç sunucuyla kurulur?

  • VMware vSAN: Standart bir küme en az üç sunucu ister. İki sunuculu küme de kurulabilir; bu durumda üçüncü oyu dışarıdaki bir witness sunucusu verir.
  • Nutanix: Tek arızaya dayanıklı (RF2) bir küme en az üç düğümle kurulur, iki arızaya dayanıklı (RF3) küme için en az beş düğüm gerekir. Şube ve uç lokasyonlar için bir ve iki düğümlü seçenekler de var.
  • Microsoft Azure Local: Azure Stack HCI ürün ailesinin yerini alan ürün; Hyper-V, Storage Spaces Direct ve Failover Clustering üzerine kurulu. Bir kurulumda birden on altıya kadar sunucu olabiliyor.
  • Proxmox VE ve Ceph: Açık kaynak tarafındaki karşılık. Proxmox, Ceph kümesi için en az üç düğüm ve düğümlere eşit dağıtılmış en az 12 OSD (disk) öneriyor.

Donanım tarafında da seçenekler değişti. Dell VxRail, vSAN üzerine kurulu hazır bir HCI sistemi olarak satılıyor. Cisco ise HyperFlex'i Eylül 2024'te satıştan kaldırdı; ürünün son destek tarihi 28 Şubat 2029 ve Cisco'nun önerdiği geçiş yolu Nutanix tabanlı Cisco Compute Hyperconverged.

Ağ, HCI mimarisinin görünmeyen parçası

HCI'da depolama trafiği ağ üzerinden akar, çünkü her yazma işlemi başka düğümlere kopyalanır. Ağ bu yüzden mimarinin kendisidir:

  • vSAN'ın yeni mimarisi (ESA) en az 10 GbE ister, 25 GbE ve üstünü önerir. Aynı lokasyondaki sunucular arasında gidiş-dönüş gecikmesi en fazla 1 ms olmalıdır.
  • İki lokasyona yayılan (stretched) vSAN kümesinde iki ana lokasyon arasındaki gecikme en fazla 5 ms olabilir.
  • Proxmox, Ceph trafiği için yalnızca Ceph'e ayrılmış en az 10 Gbps'lik bir ağ öneriyor; NVMe disklerle kurulan yüksek performanslı kümelerde en az 25 Gbps.

Kapasite hesabı: ham disk kullanılabilir alan değildir

HCI'da veri kopyalanarak korunduğu için, satın alınan ham kapasitenin tamamı kullanılamaz:

  • Aynalama (RAID-1, RF2): Her veriden iki kopya tutulur; küme tek bir arızaya dayanır. 100 GB'lık bir sanal disk için 200 GB ham alan gerekir.
  • Üç kopya (RF3): İki arızaya dayanır; ham alan ihtiyacı üç katına çıkar.
  • Erasure coding (RAID-5/6): Kopya yerine eşlik (parity) bilgisi tutar. vSAN ESA'da RAID-5 4+1 düzeni ham alanın 1,25 katını, RAID-6 4+2 düzeni 1,5 katını ister; ama ikisi de en az altı sunucu gerektirir. Nutanix'te de 4/1 şeridi %25, 4/2 şeridi %50 ek yük getirir.

Bunun üstüne, bir düğüm arızalandığında kümenin eksik kopyaları yeniden üretebilmesi için boş alan bırakmak gerekir. Kapasite planı bu yüzden "kaç TB alıyoruz?" sorusuyla değil, "hangi koruma düzeniyle kaç TB kullanabiliyoruz?" sorusuyla başlar.

Bu kopyalar aynı kümenin içinde durur; kümenin tamamını etkileyen bir olaya, yanlışlıkla silmeye ya da fidye yazılımına karşı koruma sağlamaz. Bunun için ayrıca yedek ve başka bir lokasyona replikasyon gerekir.

VMware lisans değişikliği HCI hesabını nasıl etkiliyor?

Broadcom'un VMware'i satın almasının ardından süresiz lisans satışı Aralık 2023'te durdu; ürünler artık VMware Cloud Foundation (VCF) ve VMware vSphere Foundation (VVF) paketlerinde, yalnızca abonelikle satılıyor. Lisans çekirdek başına ölçülüyor ve her işlemci için en az 16 çekirdek sayılıyor. vSAN kapasitesi de bu paketlere bağlandı: VCF her çekirdek için 1 TiB, VVF ise 0,25 TiB vSAN hakkı veriyor. Broadcom, Aralık 2025'te VVF'nin bazı EMEA ülkelerinde artık satılmadığını da doğruladı.

Bu, HCI kararını lisans hesabından ayrılmaz hâle getirdi. Çok çekirdekli ama az veri tutan bir kümede paketin getirdiği vSAN hakkı yetebilir; az çekirdekli ama çok veri tutan bir kümede yetmez ve ek kapasite lisansı gerekir. Platform değiştirmeyi düşünenler için Nutanix, Azure Local ve Proxmox VE ile Ceph masadaki seçenekler. Geçiş kararının hangi ölçütlerle verileceğini VMware lisanslaması değişti yazısında ele aldık.

HCI her iş yüküne uygun mu?

HCI en çok şu işlerde güçlü: sanal masaüstü (VDI), şube ve uç lokasyonlar, düzenli büyüyen genel amaçlı sanallaştırma ve bütün altyapıyı tek bir ekibin yönettiği kurumlar. Kendi veri merkezinde private cloud kuranlar için de sık kullanılan bir temel.

Zorlandığı yerler de belli:

  • Dengesiz büyüme: İşlem gücü ve depolama birlikte büyüdüğü için, yalnızca verisi büyüyen bir iş yükünde kullanılmayan işlemci kapasitesine de ödeme yapılır.
  • Büyük ve durağan veri: Arşiv ve yedek depoları gibi kapasitesi büyük, işlem ihtiyacı küçük verilerde ayrı bir depolama katmanı daha uygun olabilir.
  • Ağ bağımlılığı: Zayıf bir ağ, HCI'da yalnızca uygulamayı değil depolamayı da yavaşlatır.

Üreticiler bu sınırlara ayrık (disaggregated) modellerle cevap veriyor. VMware'in vSAN storage cluster modeli (eski adıyla vSAN Max) depolamayı işlem gücünden bağımsız büyütmeye izin veriyor, Nutanix yalnızca işlem ya da yalnızca depolama yapan düğümler sunuyor. HPE'nin Alletra dHCI ürünü ve Azure Local'in SAN'lı dağıtımı da aynı ihtiyaca karşılık geliyor.

HCI kararından önce kontrol listesi

  • İş yüklerinin işlemci, bellek ve kapasite ihtiyacı aynı hızda mı büyüyor?
  • Seçilen koruma düzeniyle (RF2, RF3, erasure coding) kullanılabilir kapasite hesaplandı mı?
  • Bir düğüm bakımdayken ikinci bir arızaya dayanmak gerekiyor mu?
  • Ağ, depolama trafiğini taşıyacak hız ve yedeklilikte mi?
  • Lisans çekirdek başına mı, kapasite başına mı ölçülüyor ve üç yıllık toplam maliyet çıkarıldı mı?
  • Yedekleme ve felaket kurtarma yazılımınız seçilen hypervisor ile uyumlu mu?

Sık sorulan sorular

HCI ne demek? Hyperconverged Infrastructure, yani hiper yakınsak altyapı. Sunucu, depolama ve sanallaştırmayı aynı donanımda, tek bir yazılım katmanıyla birleştiren mimaridir.

HCI ile SAN arasındaki fark nedir? SAN'lı mimaride depolama ayrı bir dizide durur ve sunuculara ağ üzerinden sunulur. HCI'da ayrı bir dizi yoktur; depolama, sunucuların kendi disklerinden yazılımla oluşturulur.

HCI ile sanallaştırma aynı şey mi? Hayır. Sanallaştırma, sanal makineleri çalıştıran hypervisor katmanıdır. HCI bu katmanın üstüne yazılım tanımlı depolamayı ve tek noktadan yönetimi ekleyen bir mimaridir.

HCI kaç sunucuyla kurulur? Standart bir küme genellikle üç sunucudan başlar. İki sunuculu kümeler bir witness sunucusuyla kurulabilir; şube lokasyonları için tek düğümlü seçenekler de var.

HCI bulutun yerine geçer mi? HCI, kendi veri merkezinizde bulut benzeri bir işletim modeli sunar. Ama kapasiteyi siz satın alır ve siz işletirsiniz; public cloud'un esnekliği ve ödeme modeli farklıdır.

Kaynaklar