什么是分布式混合架构？

作为云计算演进的关键部分，分布式混合云通过提供处理复杂分布式环境和加速人工智能 (AI) 采用所需的敏捷性、灵活性和安全性，扩展了传统的混合云模式。

近年来，数据密集型应用程序大量涌现，同时在边缘以近乎实时的方式处理信息的需求也随之激增。分布式混合基础设施将不同的系统整合为一个可靠且安全的系统，使企业能够持续适应、创新，并跟上快速变化的技术步伐。

根据 360iresearch 的一份报告，2024 年 DHI 市场规模估计为  56.0 亿美元 ，预计到 2032 年将达到  99.5 亿美元。¹

尽管分布式混合基础设施和分布式云听起来相似，但它们并非同一种技术。

分布式云是一种公有云服务，由单个云供应商在多个位置提供基础设施。例如，云服务提供商的数据中心、第三方数据中心以及本地环境。并且，它通过单一控制平面进行统一管理。

分布式混合基础设施包含跨本地、多云和边缘计算环境的解决方案，创建统一的管理层，以实现一致的操作、安全性和工作负载可移植性。这种方法简化了现代容器化应用程序的 IT 运维。

分布式混合基础设施 (DHI) 基于云原生能力构建统一的技术栈，用于应用程序开发和部署。它将基于云的原则扩展到整个混合环境中。

以下是一些关键组件：

• 虚拟化
• 容器化
• 容器编排
• 微服务
• 统一管理平台

虚拟化使用称为虚拟机管理程序的软件层将计算机硬件抽象为多个虚拟机 (VM)，是云计算的基础。

每个 VM 运行自己的操作系统 (OS)，如同独立的物理计算机，共享相同的底层硬件。它将传统上绑定到计算机硬件的资源（例如进程、内存、网络、存储）分布到许多不同位置，从而为 DHI 奠定基础。

容器构建在虚拟化之上，是将应用程序代码及其库和依赖项打包在一起的可执行软件单元。它们是 VM 的自然演进，允许代码在任何计算环境中运行，为现代应用程序带来了可移植性和速度。

Kubernetes 是一个开源容器编排平台，负责调度并自动化容器化应用程序的部署、管理和扩展，确保无论部署在何处都能平稳运行。

微服务架构是一种设计模式，其中单个应用程序由许多松散耦合、可独立部署的小型组件或服务组成，这些组件或服务通过  API 和消息代理进行通信。这些服务具有可移植性，可以部署在任何地方，因此成为 DHI 的重要组成部分。

Netflix 和 HBO 等流媒体服务使用数百个微服务来执行从用户认证、内容推荐到视频流和计费等任务。

统一管理平台为 IT 团队提供单一管理视图，用于在所有环境中部署、管理和优化任务关键型工作负载。其功能包括编排、自动化、监控和治理工具，可简化工作流并跟踪分布式基础设施和应用程序的整体健康状况与性能。

分布式混合基础设施 (DHI) 帮助企业实现 IT 系统现代化并达成业务目标。优势包括：

• 灵活性与可扩展性： 与混合云环境类似，灵活性与可扩展性是分布式混合架构的基础优势。这些功能支持可移植性、快速配置以及根据需求进行弹性伸缩。组织还可以成功执行云迁移策略（例如直接迁移、重构）。
• 更高的性能： 组织可以将工作负载部署到最优位置，从而提升性能。例如，敏感数据可部署到本地数据中心，而需要实时处理的数据（如物联网传感器数据）可在边缘端处理以实现低延迟。企业还可以通过将单体应用程序拆分为微服务并进行容器化来提高性能。
• 灾难恢复与业务连续性 (DRBC)： DHI 将数据分布到多个地理位置和云基础设施组件中，支持冗余和负载均衡。这确保了高可用性 (HA) 并实现近乎零的停机时间，从而在发生中断（如断电、网络攻击）时提供业务连续性 与灾难恢复能力。
• 强大的安全性与合规性： DHI 通过端到端的安全措施，帮助组织满足严格的监管、自主和合规性要求。它强调持续监控 （如 SIEM、IAM），并通过统一可见性进行合规性与数据驻留管理。
• 多云集成： 分布式混合基础设施支持跨多种云类型的无缝集成，包括公有云、私有云、自主云和专用云。这减少了供应商锁定，并允许企业为每个工作负载选择最佳解决方案。  
• 更高的成本效率： 采用 DHI 方法，企业可以优化其在数据中心、托管设施、公有云和私有云之间的支出分配。按需付费模式创造了更多节省成本的机会。
• 针对 AI 和生成式 AI 工作负载的优化： 为当今 AI 和生成式 AI 工作负载提供支持所需的密集机器学习 (ML) 和大语言模型 (LLM) 训练，可以在 DHI 环境中强大的云端服务器上进行。实时数据处理和低延迟推理发生在边缘端，而 GPU/计算资源可以在不同环境中动态扩展。

一份关于分布式混合基础设施 (DHI) 的 Gartner 魔力象限报告显示，从“云优先”到“混合优先”战略的重大转变，预计到 2027 年， 90% 的组织将采用混合方法。²

随着企业对其 IT 战略进行现代化改造，领导者们正在超越公有云战略，并致力于将云原生运营模式引入非云端位置。为此，DHI 解决方案应运而生，提供满足这一需求所需的先进技术和部署灵活性。

DHI 解决方案主要分为三类：

• 云平台
• 超融合基础设施 (HCI)
• XaaS（一切皆服务）

云服务提供商（例如 Microsoft Azure、AWS、Google Cloud、IBM Cloud、Oracle Cloud 等超大规模云厂商）在本地数据中心与云环境之间提供混合云连接。他们还支持跨多个地理区域和可用区的分布式云服务。

其功能包括统一管理工具，如集中式仪表板、策略执行和工作负载编排。

超融合基础设施 (HCI) 是一种 采用软件定义数据中心 方法的基础设施，通过 虚拟化 将计算、网络和存储组件整合到由软件层管理的单一系统中。

为支持 DHI，这些平台可以部署在多个站点，为不同系统提供一致的基础设施。主流 HCI 解决方案包括 Nutanix Cloud Platform (NCP)、IBM Fusion HCI 和  VMware  vSAN。

XaaS（一切皆服务）解决方案广泛涵盖按需云服务，例如 SaaS（软件即服务）、 PaaS（平台即服务） 、 IaaS（基础设施即服务）、CaaS（容器即服务） 等。

该模式提升了 DHI 所需的敏捷性、可靠性和安全性。它使企业能够以灵活的按需付费方式交付最新的 AI 及其他创新成果。流行的 XaaS 解决方案包括 IBM Power Virtual Server 和 Red Hat OpenShift。

分布式混合基础设施 (DHI) 在各行各业都带来了显著好处。以下用例展示了 DHI 如何改变关键行业的基础设施：

• 金融服务
• 医疗保健
• 零售
• 交通运输与物流