Гиперконвергентные системы: Компактный центр обработки данных

Требования к корпоративным ИТ постоянно растут: Все большие объемы данных должны проходить через серверы за более короткий промежуток времени, не требуя для этого больших бюджетных средств. Именно поэтому гиперконвергентные системы становятся все более востребованными в сфере ИТ-инфраструктуры. Сегодня центры обработки данных обычно работают с централизованными системами хранения данных. Гиперконвергентная инфраструктура (HCI) основана на обычном аппаратном обеспечении: Компьютеры со встроенными жесткими дисками или SSD. Главное преимущество этой структуры в том, что всем можно управлять из одного места: Виртуализация, сеть и хранилище.

Слово «конвергенция» означает, прежде всего, объединение нескольких вещей в одной точке. Конвергентные инфраструктуры работают точно так же: Различные ИТ-компоненты собираются в единый пакет. Чтобы справиться с проблемами виртуализации, в последние годы конвергенция получила дальнейшее развитие в гиперконвергенции. Шаги от традиционной инфраструктуры к HCI следуют четкому руководству: Повышение эффективности за счет упрощения.

Центр обработки данных предприятия традиционно состоит из множества компонентов: Сеть, хранилище, компьютеры и (в лучшем случае) резервное копирование/восстановление после катастроф. Все эти компоненты работают отдельно друг от друга на разном оборудовании и с отдельными программными решениями. Администраторы управляют компонентами независимо друг от друга. Сложность и индивидуальность каждого компонента делают необходимым привлечение специалистов. Сетевой администратор не в состоянии одновременно выполнять управление системами хранения данных.

Корпоративные ИТ, построенные таким образом, представляют собой надежную систему, которая работает очень хорошо, если ею правильно управлять и поддерживать. Но в то же время она очень жесткая и может быть изменена только с большими усилиями. Новые компоненты стоят дорого, поэтому ответственные лица обычно приобретают их только длительными циклами. Если становится ясно, что имеющиеся средства уже не отвечают требованиям, то вновь приобретенное оборудование должно использоваться, по крайней мере, в течение нескольких следующих лет. Мощности должны предоставляться заранее, а не только тогда, когда они требуются.

Такая система также чутко реагирует на изменения. При настройке ИТ администраторы тратят много сил и нервов на координацию всех элементов, чтобы они работали слаженно. Новые компоненты нужно добавлять с осторожностью, поскольку они могут нарушить техническое равновесие.

По сравнению с этим, конвергентные структуры имеют отдельные компоненты, которые более тесно объединены в общую структуру или приложение. Компоненты, как правило, остаются независимыми друг от друга, однако работают рука об руку. Они заранее координируются поставщиком всей системы, что гарантирует бесперебойное взаимодействие. ИТ-специалистам больше не нужно заниматься кропотливой адаптацией отдельных аппаратных компонентов.

Это также имеет организационные преимущества: Конвергентные системы обычно обеспечивают больший порядок в серверной комнате. Различные аппаратные компоненты размещаются в серверных шкафах с прямым подключением друг к другу. Однако они все еще остаются независимыми, отдельными частями, которые должны обслуживаться — и соответствующим персоналом. Когда приходит время обновить оборудование, расширения не так-то просто добавить. Необходимо вносить изменения во всю систему. В этом отношении конвергентные системы ничем не отличаются от своих традиционных предшественников.

Виртуализация — это состояние дел. Вместо того чтобы создавать отдельные физические среды, администраторы создают виртуальные уровни, в которых они могут размещать серверы, системы хранения и сети. Это означает, что различные службы могут работать на одной платформе. Это обеспечивает более эффективное использование ресурсов. Вместо нескольких отдельных аппаратных решений, которые используются неэффективно, ресурсы виртуальной среды доступны для всей системы. Гипервизор (т.е. абстрактный промежуточный уровень) равномерно распределяет ресурсы между отдельными компонентами.

Быстрая связь между компонентами важна для функционирования виртуализации. Поэтому виртуальным машинам также необходима, например, сеть хранения данных. Так называемые LUN (Logical Unit Numbers) могут быть как простыми жесткими дисками, так и компонентами общей сети хранения данных. В любом случае, настройкой должен заниматься специалист по хранению данных, а не администратор виртуализации. Это приводит к задержкам в рабочих процессах.

Эффект блендера ввода-вывода — это также проблема, с которой давно борются администраторы: Все виртуальные машины (например, с инфраструктурой виртуальных рабочих столов) направляют запросы (Input/Output) в гипервизор, где они объединяются в миксере (блендере). Носителю данных требуется больше времени, чтобы найти запрашиваемые данные. В конечном итоге это приводит к потере скорости передачи данных.

Гиперконвергентные системы были созданы для решения проблем корпоративных ИТ, особенно в условиях продолжающегося роста виртуализации. Этот принцип основан на концепции конвергенции «рука об руку», но делает еще один шаг вперед.

Такая система поставляется клиентам в виде полного пакета. Все компоненты инфраструктуры находятся внутри предварительно сконфигурированной системы. Инфраструктура работает через виртуальные машины на уровне гипервизора. Аппаратное обеспечение представляет собой общий пул ресурсов. Гиперконвергентные системы функционируют, в принципе, как облачные сервисы: На абстрактном уровне предлагаются услуги, которые работают на виртуальных серверах, а аппаратное решение на заднем плане не видно и не важно для пользователя. Но с HCI — в отличие от облачных провайдеров — компании получают преимущество в том, что их данные остаются в том же месте.

Особенно интересно то, что все работает на стандартном оборудовании x86, и компаниям не требуется никаких специальных разработок. Это упрощает обслуживание. Это возможно потому, что гиперконвергенция основана на идее SDDC (программно-определяемого центра обработки данных). Использование аппаратного обеспечения отходит на второй план, а все необходимые компоненты предоставляются и управляются программным обеспечением. Кроме того, ресурсы можно легче перемещать. Программное обеспечение для управления дает администраторам возможность предоставлять вычислительные мощности и мощности хранения данных в виртуальной среде по мере необходимости в данный момент. Что касается аппаратного обеспечения, то большинство гиперконвергентных систем оснащаются флеш-накопителями, а также классическими жесткими дисками, что обеспечивает хороший баланс между стоимостью и производительностью.

HCI снижает сложность центров обработки данных, что приводит к повышению эффективности и производительности на различных уровнях.

• Администрирование: Состав ИТ-команды кардинально меняется при создании гиперконвергентной инфраструктуры. Традиционный центр обработки данных характеризуется множеством независимых решений. Работа с сетями, системами хранения данных и компьютерами ведется отдельно — и не только когда речь идет о поставке соответствующего оборудования. Управление этой системой также разделено между различными ИТ-экспертами. Для каждой задачи есть свой специалист. С HCI все работает на одном интерфейсе. Все операции по мониторингу могут проводиться в одном месте. В то же время это приводит к тому, что вместо специалистов востребованы универсалы. Им приходится иметь дело с инфраструктурой в целом, а не заниматься исключительно отдельными аспектами. В конечном итоге это также означает, что потребности ИТ-отдела в персонале снизятся.
   
• Настройка: HCI — это решение «все в одном». Это основано главным образом на идее plug-and-play: Система прибывает, подключается к источнику питания и работает. Конечно, дальнейшая настройка все равно необходима, но поставщик берет на себя львиную долю забот перед поставкой. Это также помогает облегчить переход от традиционной системы к гиперконвергентному решению.
   
• Модификация: Гиперконвергентные системы проще настраивать, чем традиционную инфраструктуру. Для этого необходимо масштабировать размер систем до подозрительных размеров. Это означает, что компоненты создаются с учетом того, что в будущем они не будут полностью использовать производительность. На момент создания системы условия для эффективного использования часто еще не созданы, поэтому ресурсы долгое время остаются неиспользованными. Если затем все снова нужно модернизировать, это очень дорогой и трудоемкий процесс. С другой стороны, HCI можно модернизировать гораздо проще: Расширения можно относительно легко приобрести для системы и интегрировать их без сбоев в работе ИТ. Вам просто нужно интегрировать в систему еще один узел. Это можно сделать за несколько часов, а не за несколько недель.
   
• Стоимость: Благодаря сокращению числа администраторов, более быстрой настройке и простоте расширения, HCI снижает затраты по сравнению с традиционной системой. Приобретение также в большинстве случаев обходится гораздо дешевле. Также снижаются эксплуатационные расходы, поскольку процесс экономит энергию. Однако цена отдельных решений варьируется: Само оборудование не является крупной статьей расходов, но за его установку можно заплатить провайдерам. Программное обеспечение, которое должно быть очень мощным, чтобы обеспечить виртуализацию HCI, имеет свою цену. Однако в долгосрочной перспективе она должна окупиться.
   
• Безопасность: Доказано, что гиперконвергентные системы имеют гораздо меньшее время простоя, чем традиционные системы. Кроме того, необходимые условия для резервного копирования и восстановления уже созданы и автоматизированы. Избыточность создается при соединении двух узлов. Поскольку все компоненты виртуально представлены в инфраструктуре, вы можете обмениваться целыми устройствами без потери данных или сбоев системы.
   
• Скорость: Гиперконвергентные инфраструктуры также предлагают преимущество более высокой скорости в определенных областях. В частности, процесс дедупликации можно контролировать более эффективно. Поскольку все виртуальные машины используют один и тот же код, легче устранить дублирование данных. Проблема эффекта смешивания ввода-вывода также сведена к минимуму, поскольку системы полностью совместимы и предназначены для виртуализации.

Снова и снова ИТ-команды, полагающиеся на традиционную инфраструктуру, оказываются без решений при возникновении проблем — вместо этого поставщики просто обвиняют друг друга в ошибке. Для пострадавшей компании не имеет значения, чья это вина, поскольку они просто хотят как можно быстрее решить проблему. Такая ситуация не может возникнуть с гиперконвергентными решениями «все в одном». За функции системы отвечает только один поставщик. Даже если они используют компоненты других производителей, они остаются контактным лицом и несут полную ответственность за решения.

Требования к пространству и энергии сведены к минимуму, особенно для небольших предприятий. Гиперконвергентные серверы строятся очень маленькими и не имеют ничего общего с традиционными гигантскими шкафами для хранения данных. Энергопотребление также ниже, поэтому такие системы считаются экологически чистыми — ключевое слово: Green IT.

Если вы выбираете гиперконвергентную систему, вы получаете решение «все в одном» — все от одного поставщика. Но это также означает, что вы полностью зависите от этого сервера (vendor lock-in). Если производитель окажется ненадежным или даже прекратит свою деятельность, это может стать катастрофой для ИТ-инфраструктуры компании. Вы также не сможете просто перейти на нового производителя для расширения. Хаос в серверной будет неизбежен.

Это касается и тех случаев, когда компании пытаются модернизировать существующую инфраструктуру с помощью гиперконвергентных систем. Система спроектирована не так: HCI должна заменять существующее оборудование, а не расширять его. Переход от одного решения к другому относительно прост в управлении, но для компаний, которые годами работали с традиционной инфраструктурой, это означает чистый разрыв. Оборудование, в которое было вложено много сил и средств, устаревает вместе с переездом. Вы должны осознавать это, выбирая HCI.

Одно из предполагаемых преимуществ системы может быть истолковано и как отрицательное: гибкая расширяемость. Чтобы настроить центр обработки данных в соответствии с возросшими требованиями, к инфраструктуре добавляется комплексное устройство. Однако этот продукт включает в себя компьютер, систему хранения и сеть в полном комплекте. Однако если вам действительно нужно только больше места для хранения данных, вам все равно придется заказывать полный пакет — а его нельзя настроить. Поставщики гиперконвергентных систем предлагают продукты различных размеров, но этот тип центра обработки данных как раз и предназначен для того, чтобы избежать точной подгонки под индивидуальные параметры.

На первый взгляд HCI и облачные технологии очень похожи, поскольку в их основе лежит один и тот же принцип виртуализации: более эффективное использование ресурсов и облегчение работы пользователей. Обе технологии функционируют с помощью виртуальных машин, которые предоставляют услуги. Но разница заключается, прежде всего, в местоположении и предоставляемых преимуществах и недостатках продуктов. Если облачный сервис иногда находится далеко от клиента (в зависимости от провайдера, даже на другом континенте), то гиперконвергентная система располагается в собственном соседнем помещении и находится под контролем самой компании.

Вопрос о том, стоит ли вашей компании выбирать собственный центр обработки данных с гиперконвергентной инфраструктурой, зависит от требований конкретной компании. Небольшие компании, у которых нет собственного ИТ-отдела, и так прекрасно справляются с облачными провайдерами. Однако HCI — это правильное решение для тех, кто мыслит более масштабно в отношении ИТ и ни при каких обстоятельствах не хочет передавать контроль над своими данными другим.

Главное преимущество гиперконвергентной инфраструктуры — упрощение ИТ: больше места, меньше хаоса производителей, меньше усилий по управлению. Новые системы, основанные на знакомой технологии, следуют целям конвергентной инфраструктуры и расширяют ее за счет виртуализации всех компонентов. Это уже не имеет ничего общего с традиционным центром обработки данных, поэтому изменения иногда могут нарушить всю систему и структуру персонала.

Преимущества гиперконвергентных инфраструктур очень заманчивы как для малых, так и для крупных компаний. Хорошая масштабируемость в сочетании с упрощенным мониторингом и управлением делает их целесообразными для всех пользователей. Для основателей и любой компании, которая только начинает свою ИТ-операционную деятельность, HCI должен быть правильным выбором. Ситуация меняется, если уже есть полностью оборудованный центр обработки данных с хорошо обученной ИТ-командой. Готовые системы не предназначены для интеграции и не требуют технологических знаний. Если же вам придется полностью заменить существующее оборудование для хранения данных, серверное и сетевое оборудование и одновременно провести реструктуризацию команды, то миграция будет не столь привлекательной.

Развитие ИТ-рынка трудно предсказать, иначе в прошлом не было бы столь частых просчетов в отношении спроса и скорости развития. Однако вполне вероятно, что процессы виртуализации не потеряют своей значимости и в будущем, поэтому HCI не стоит просто отбрасывать как нынешнюю шумиху. Шаг в этом направлении — который не обязательно означает гиперконвергенцию — необходим любой компании в долгосрочной перспективе. Однако правильное время для такого перехода зависит от конкретной компании и ИТ-специалистов, которые должны проявлять большую осторожность.