image
energas.ru

Газовая промышленность № 11 2016

Автоматизация

01.11.2016 11:00 НОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ И ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ. КОНВЕРГЕНТНАЯ И ГИПЕРКОНВЕРГЕНТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРЫ
В данной статье рассмотрено сравнение традиционной реализации ИТ-инфраструктуры в вычислительных комплексах и центров обработки данных с новыми подходами, применяющими конвергентные или гиперконвергентные решения. Рассмотрены проблемы технического обслуживания традиционных реализаций вычислительных комплексов и конвергентных решений. Описаны принципы унификации решений на основе модулей в составе гиперконвергентных инфраструктур, дано краткое описание программно-определяемой системы хранения данных. Приведены результирующие преимущества для бизнеса при реализации современных подходов
Ключевые слова: ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС, ЦЕНТР ОБРАБОТКИ ДАННЫХ, ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС, КОНВЕРГЕНТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА, ГИПЕРКОНВЕРГЕНТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА.
Открыть PDF


1.jpgКак известно, классическая ИТ-инфраструктура представляет собой оборудование различных подсистем, служащее только для одной конкретной цели. Серверные подсистемы предоставляют вычислительные ресурсы, системы хранения данных – ресурсы для хранения данных, технология виртуализации позволяет изолировать друг от друга вычислительные процессы на одном физическом сервере. Большинство современных вычислительных комплексов (далее – ВК) и центров обработки данных (далее – ЦОД) реализованы именно таким путем и придерживаются данной стратегии развития.

Каждая из вышеуказанных подсистем требует отдельной конфигурации и настройки, на что уходит много времени.

Такая разрозненность подсистем и работ между ними создает узкие места, снижающие качество обслуживания и повышающие операционные расходы из-за медленного развертывания рабочих нагрузок и большей вероятности ошибок (человеческий фактор).

В настоящее время в течение последних нескольких лет наблюдается тенденция перехода от классической инфраструктуры, которую образуют системы хранения, серверы, сети, программное обеспечение, к универсальной – конвергентной инфраструктуре, которая представляет новый этап в развитии информационных технологий.

Конвергентная инфраструктура, как следует из самого названия, подразумевает сближение различных компонентов вычислительного комплекса или ЦОД, чтобы обеспечить максимальную эффективность их совместного использования. Она подразумевает сведение воедино серверных платформ, систем хранения данных, сетевого оборудования, технологий виртуализации и ряда других ресурсов в одно интегрированное решение, управляемое как единое целое и заранее сконфигурированное для работы в ЦОД.

2.jpg

На рис. 1 справа изображен пример такого интегрированного решения – стойка, в которой все компоненты (СХД, серверы, сетевая часть, гипервизор) подогнаны тесно друг к другу и протестированы заранее.

Указанный подход сокращает время развертки инфраструктуры с нескольких недель, а то и месяцев, до нескольких дней.

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И ТЕХПОДДЕРЖКА

Классическая инфраструктура, как уже было сказано, включает многочисленные компоненты и решения, которые в большинстве своем требуют отдельных специалистов для управления и эксплуатации. При возникновении проблем, которые администратор эксплуатирующей организации не способен решить сам, производится обращение в техническую поддержку производителя оборудования. Обычно центры обработки данных не представляют собой решение от одного производителя (моновендорное), и поэтому количество сервисных организаций напрямую зависит от количества производителей, чьи решения были внедрены в ЦОД. В случае если заключен контракт на поддержку всего оборудования ЦОД с одной сервисной компанией, то данная компания в большинстве случаев (серьезных сбоев) все равно направит запрос на решение проблемы производителю оборудования.

Что же касается конвергентной инфраструктуры, то ситуа­ция с поддержкой выглядит совсем иначе. Конвергентный тип инфраструктуры представляет собой готовое решение от производителя, как уже было сказано выше. Основная идея при поддержке таких решений состоит в том, чтобы обеспечить одну точку входа для технической поддержки и упростить обслуживание компонентов. Для эксплуатирующей организации пропадает необходимость в большом количестве администраторов для обслуживания инфраструктуры. Одного администратора, прошедшего обучение, достаточно, чтобы обслуживать конвергентное решение.

3.jpg

 

СУЩЕСТВУЮЩИЕ ТИПЫ РЕШЕНИЙ КОНВЕРГЕНТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Компания IDC (консалтинг и исследования на рынке ИТ) делит рынок конвергентных (или интегрированных) систем на два сегмента:

1) интегрированные платформы – решения, в которых аппаратные компоненты интегрированы с программным функционалом для решения определенных задач (например, Oracle Exadata Database Machine);

2) интегрированные инфраструктуры – решения для построения конвергентной инфраструктуры для широкого спектра приложений и типов нагрузки. Примером таких систем является FlexPod Cisco/NetApp.

Компания Gartner (исследования и консалтинг на рынках информационных технологий) разделяет сегмент «Интегрированные инфраструктуры» на два типа:

1) Integrated infrastructure systems (IIS) – решения, где все аппаратные компоненты для разделяемой инфраструктуры поставляются как неделимый блок по одному каналу от одного вендора (например, Huawei FusionCube, VCE Vblock, HP ConvergedSystem);

2) Integrated reference architectures – решения, аналогичные IIS, в которых компоненты заранее подобраны и разработаны для создания интегрированных решений, но допускается наличие различных каналов закупки (например, FlexPod компаний NetApp и Cisco).

4.jpg 

ГИПЕРКОНВЕРГЕНТНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

Под гиперконвергенцией производители понимают еще большее упрощение компонентной базы системы. В конвергентной инфраструктуре каждый компонент является дискретным и может использоваться отдельно, тогда как гиперконвергентные решения базируются на программно-определяемой технологии. Такой технологией во многих решениях является программно-определяемая система хранения данных (software defined storage – SDS).

Внедрение программнопределяемой системы хранения (SDS) данных позволяет использовать любой сервер с дисковыми ресурсами в качестве полноценной системы хранения данных (далее – СХД) с функционалом современной СХД: мгновенные снимки, репликация, многоуровневое хранение, отказоустойчивость на нескольких площадках, управление из одной консоли. В результате использование SDS предоставляет следующие возможности:

  • общее хранилище для всех хостов на основе локальных дисков серверов;

  • возможность использовать функции технологий VMware – vMotion и High Availability;

  • полное дублирование хранилища за счет перекрестной репликации (диски «отзеркаливаются» на другие виртуальные машины кластера);

  • синхронная и асинхронная репликация на удаленные объекты позволяет обеспечить катастрофоустойчивость и быстрое восстановление работоспособности;

  • помимо отказоустойчивости на уровне сервера приобретается отказоустойчивость на уровне системы хранения данных;

  • легкое возвращение физического сервера после его аварии обратно в структуру кластера, не затрагивая при этом работоспособность функционирующих приложений.

В результате гиперконвергентная инфраструктура представляет собой набор «кирпичиков», где каждый такой модуль уже содержит в себе основные компоненты ИТ: вычислитель (процессоры), хранилище данных (жесткие диски SAS, SATA или SSD) и инструмент для управления, а также комплектуется гипервизором (VMware, Hyper-V, FusionSphere ОС). Наращивание мощностей в такой системе производится добавлением «кирпичиков» (одновременно добавляются процессорные мощности и емкость) и занимает короткий промежуток времени.

В зависимости от производителя решения система из «кирпичиков» способна масштабироваться до определенного размера. Обычно при масштабировании коммутация между шасси производится с помощью внешних задублированных коммутаторов, соединяющихся по технологии Infiniband, 10 Gb Ethernet или 40 Gb Ethernet. При этом необходимости в построении отдельной сети хранения данных (storage area network, SAN) нет.

Для обеспечения отказо- и катастрофоустойчивости «кирпичики» объединяются в кластер. Данные одного такого модуля доступны всем участникам кластера. Все множество «кирпичиков» управляется из единого интерфейса.

Среди минусов гиперконвергентных систем стоит отметить невозможность гранулярного апгрейда. Увеличение объема хранилища и повышение производительности являются критически важными пунктами для любой компании, но, если место на СХД-кластере подходит к концу, а вычислительных ресурсов более чем достаточно, потребуется увеличить общую вычислительную мощность, добавив новый «кирпичик».

 5.jpg


ПРЕИМУЩЕСТВА КОНВЕРГЕНТНОЙ И ГИПЕРКОНВЕРГЕНТНОЙ ИНФРАСТРУКТУР

Главные преимущества конвергентных инфраструктур – это снижение затрат на ИТ и уменьшение времени, необходимого для запуска новых решений и услуг. Эксплуатация таких систем требует гораздо меньше человеческих ресурсов. Конвергентная (и гиперконвергентная) инфраструктура – это набор «кубиков», из которых можно строить свою информационно-управляющую систему, не заботясь о том, как устроена работа внутри данных модулей. Это также дает экономию времени и денег при внедрении новых информационных систем, позволяет унифицировать решения в зависимости от размера предприятий, упростить хранение и подсчет ЗИП.

Для управления и эксплуатации инфраструктуры нет необходимости в многочисленном программном обеспечении. Достаточно единого ПО, с помощью которого осуществляется управление всем комплексом – программной и аппаратной частью.

Все компоненты решения протестированы и оптимизированы для работы друг с другом, в особенности при решении конкретных задач.

6.jpg



← Назад к списку