參考架構

叢集擴展

CubeCOS 的設計旨在隨著您的基礎架構需求增長而高效擴展。 您可以在不中斷運行服務的情況下，增減運算、儲存或控制資源。 • 所有節點角色支援橫向擴展 • 實現無中斷擴充運算與儲存容量 • 透過彈性節點設定適應變動的工作負載

這種靈活性確保您的叢集始終保持反應迅速、運作高效，並能配合不斷演變的營運需求。

擴展 CubeCOS 叢集

擴展您的 CubeCOS 基礎架構，可確保您的環境在無需停機的情況下適應不斷變化的工作負載需求。 CubeCOS 支援運算、儲存及控制服務的無中斷水平擴展。 本節概述擴展部署時需重點考慮的因素，並附有圖解以闡明最佳實踐方案。

擴展注意事項

擴展您的 CubeCOS 基礎架構，可確保您的環境在無需停機的情況下適應不斷變化的工作負載需求。 CubeCOS 支援運算、儲存及控制服務的無中斷水平擴展。 本節概述擴展部署時需重點考慮的因素，並附有圖解以闡明最佳實踐方案。

擴充時運算節點或運算儲存融合節點時需採用相同 CPU 世代

新增與現有節點相同CPU型號的節點，是最直接的方法。 它確保完全相容性，並實現簡易的漸進式擴展。 • 避免因 CPU 指令集不匹配所引發的問題 • 支援單節點擴展 • 維持工作負載平衡與高可用性

使用不同CPU世代的運算節點或運算儲存融合節點

使用較新世代的 CPU 時，建議至少部署兩個節點，並特別建立一個高可用組別。 此方法確保高可用性，並避免跨世代CPU問題。 • 啟用新節點之間的高可用性 • 現有節點與新節點應部署於不同可用性區域 • 確保工作負載調度相容性，並隔離潛在的 CPU 指令差異

新增儲存節點

可透過新增專用儲存節點來提升儲存容量。 然而，儲存池的設計必須考慮冗餘與容錯能力。 • 相容硬體可無縫擴展現有儲存池 • 可支援雙節點部署模式，但僅提供兩份資料抄寫保護 • 採用三節點儲存叢集以提供完整容錯與資料高可用性

擴展現有 AIO 部署

All-In-One（AIO）部署是 CubeCOS 最小的叢集設定，由三個管理融合節點組成。 這些節點在單一空間佔用範圍內，同時處理控制、運算、儲存及網路功能。

隨著資源需求增加，AIO 叢集可透過無中斷擴展方式進行擴充，具體取決於所需擴充類型：可選擇添加具備儲存功能的運算節點，或僅添加純運算節點。

情境一：透過運算儲存融合節點擴充叢集

此選項允許叢集在運算與儲存容量方面同步擴展，使其適用於需要均衡資源擴展的工作負載。 • 擴充運算效能和儲存空間 • 自動整合至現有資源池 • 適用於虛擬機器或容器工作負載持續增長且儲存需求增加的環境 • 支援持續使用高可用性 (HA) 功能

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Scenario 2: Expanding with Compute-Only Nodes

若需要更多 CPU 和記憶體，但當前儲存容量足夠，則可增設純運算節點。 • 只擴充運算資源 • 新節點使用現有儲存基礎架構 • 適用於擴展虛擬機器、容器或對 I/O 需求較低的應用程式 • 協助優化資源分配，避免儲存空間過度設定

擴展現有 HCI 部署

超融合基礎架構（HCI）的部署通常包含三個控制節點，以及兩至三個具備儲存功能的運算節點。 此設定為運算、儲存及管理服務提供了均衡的基礎架構。

隨著需求增加，HCI 叢集可依據特定工作負載需求，透過新增儲存節點、純運算節點或專用儲存節點來擴充運算能力。

向叢集新增節點可實現工作負載與主機從現有節點的即時遷移，在擴展過程中將服務中斷時間降至最低甚至完全消除。

縮放選項

1. 新增具備儲存節點的運算能力

一舉擴充運算與儲存容量。 • 適用於一般工作負載增長 • 為虛擬機器、容器及持久性儲存的現有資源池新增資源 • 確保運算與儲存維度間的平衡

2. 新增純運算節點

增加 CPU 和記憶體資源，同時不影響儲存空間。 • 最適用於運算需求增長速度快於儲存需求的情境 • 新增運算節點可直接使用現有共享儲存池 • 透過優化現有儲存投資以降低成本

3. 新增專用儲存節點

在保持運算能力不變的前提下，整體儲存容量得以擴增。 • 適用於儲存密集型工作負載，例如備份、歸檔或高吞吐量應用程式 • 可擴展現有儲存池，或依據硬體類型建立新儲存池 • 採用三節點儲存池以實現最佳資料保護與容錯能力

擴展現有 Web Scale 規模部署

Web Scale 部署將運算、儲存與控制角色分散於專用節點之間。 這種基於角色的分離機制，能實現大規模環境下的高效資源管理與工作負載隔離。

為滿足日益增長的基礎設施需求，運算與儲存容量可獨立擴展。 此靈活性可支援大規模工作負載，包括私有/混合雲、人工智慧/機器學習，以及容器編排環境。

Scaling Options

1. 新增運算節點

擴展叢集的處理能力，同時不影響儲存或控制服務。 • Supports increased VM density or container workload scaling • Useful for AI, GPU-intensive, or high-performance compute tasks • New compute nodes integrate into existing control and storage services

2. 新增儲存節點

為具狀態的工作負載或高吞吐量資料操作增加持久性儲存容量。 • 非常適合資料量龐大的應用程式或大規模物件／區塊儲存用途 • 新增節點可擴展現有儲存池，或建立新的儲存池 • 每個儲存池應至少維持三個節點，以確保高可用性與資料冗餘

Deployment Considerations

本節概述了構建 CubeCOS 叢集所需的硬體要求與最佳實踐。 正確的尺寸設定對於效能、可用性及未來擴展性至關重要。

CubeCOS 提供集群規模工具包，用於估算各節點角色的資源預留需求。 此工具可根據工作負載需求，協助確定所需的 CPU、記憶體及儲存容量。

Processors (CPU)

處理器選擇應與每個節點角色的預期運算工作負載相匹配。 CPU 需求因部署類型及各節點上運行的服務而異。

• 根據預期工作負載規模與虛擬化密度，選用適當的中央處理器
• 在各節點間匹配CPU型號以避免相容性問題
• 請參閱硬體規格部分以了解最低CPU建議規格
• 為實現高可用性（HA），請確保所有運算節點具備相同的硬體規格，並支援硬體輔助虛擬化技術。

記憶體

記憶體必須同時滿足基礎架構開銷與工作負載特定需求。 儲存相關服務與叢集操作可能需要額外的記憶體保留。

• 最低記憶體需求用於支援作業系統、控制平面及軟體定義儲存功能
• 為確保 Ceph OSD 效能最佳化，請為每個儲存裝置預留 4 GB 記憶體。
• 根據虛擬機器、容器和服務的數量，可能需要額外的記憶體。
• 英特爾傲騰記憶體模組不被支援

儲存

CubeCOS採用Ceph作為軟體定義的分散式儲存系統。 正確的控制器與儲存媒體選擇，對於實現可靠的儲存效能至關重要。

• 採用 HBA（主機匯流排介面卡）模式進行標準儲存設定
• 避免使用混合模式控制器（RAID + 直通模式），以降低複雜性
• NVMe 硬碟無需控制器，並原生支援
• 支援的媒體類型：
• NVMe（U.2、M.2）
• NL-SAS
• SAS 固態硬碟/機械硬碟
• SATA 固態硬碟/機械硬碟
• 混合儲存設定支援使用高速快閃媒體進行快取，並採用機械硬碟提供容量儲存。
• 建議快取與儲存空間比例：1:10（原始容量）
• 針對開機硬碟，請使用受支援的冗餘開機解決方案，例如 Dell BOSS 或 HPE NVMe 熱插拔技術。

網路

可靠且高吞吐量的網路對於CubeCOS叢集的健康狀態與效能至關重要。 這包含內部流量與使用者端工作負載。

• 使用 LACP（802.3ad）進行鏈路聚合，採用快速速率與第 3+4 層雜湊演算法
• 建議的網路介面速度會根據工作負載和儲存效能而有所不同
• 25 Gbps 或更高，適用於 NVMe 環境
• 100 Gbps 適用於大規模或對延遲敏感的 NVMe 使用情境
• 小型環境可透過雙埠 10 Gbps 網路介面卡處理所有流量
• 在高吞吐量環境中，使用以下方式區分不同流量類型：
• VLAN 幹道傳輸（單一介面）
• 專用實體介面（用於合規或隔離）
• 建議的航道分隔：
• 管理
• 使用者存取
• 叢集資料
• 儲存後端
• 將網路設定與您的內部拓撲結構或合規要求保持一致