Гиперконвергентные системы что это
Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана
Bauman National Library
Персональные инструменты
Гиперконвергентность
В узком смысле гиперконвергентность — это программно определяемый подход к управлению хранением, объединяющий средства хранения, вычислительные мощности, сетевые ресурсы и технологии виртуализации в одном физическом устройстве, управление которым осуществляется как единой системой. В широком смысле гиперконвергентность — это объединение вычислительных мощностей, сетевых ресурсов и средств хранения с использованием стандартных компонентов x86 в качестве общих строительных блоков, при этом интеллект больше не привязан к отдельным физическим устройствам — все функции центра обработки данных выполняются как программное обеспечение на гипервизоре.
Гиперконвергенция предлагает полноценную альтернативу традиционной модели использования выделенных систем хранения. Она предполагает отказ от отдельного уровня хранения, что рассматривается как одно из ключевых преимуществ HCI. Гиперконвергенция позволяет упростить архитектуру вычислительных систем за счет отказа от отдельного уровня хранения.
Содержание
Общая информация
В отличие от прежних архитектур, гиперконвергентная не приводит к образованию изолированных островков хранения. Чтобы каждый сервер мог воспользоваться ресурсами хранения на других системах, она опирается на программно определяемые решения в области хранения (Software-Defined Storage, SDS).
Гиперконвергентная система представляет собой объединённые в одном корпусе сервер, систему хранения данных и сетевой коммутатор. Однако самой главной частью является адаптированное ПО, включая контроллеры. Это некое массовое устройство, не требующее наладки и доводки, обладающее широчайшей совместимостью и универсальное в применении. Гиперконвергентые системы пользуются всё большей популярностью. Многие компании малого и среднего уровня, не имеющие больших штатов IT-специалистов, с помощью подобных систем очень быстро разворачивают компактные, недорогие и очень гибко масштабируемые системы хранения и обработки данных.
Гиперконвергентные решения выделяются улучшениями на уровне программного контролера, что позволяет легко их масштабировать. Для увеличения емкости и производительности нужно добавить новый блок. Вместо усиления мощности за счет увеличения числа дисков, количества памяти или процессоров, производительность увеличивается за счет добавления большего числа модулей.
Таким образом, гиперконвергентная инфраструктура – это инфраструктура, в которой вычислительные мощности, хранилища, серверы, сети объединяются в одно целое с помощью программных средств, а управление ими происходит через общую консоль администрирования. По этой причине вместо команды IT-специалистов для управления хранилищами данных и серверным оборудованием порой достаточно одного системного администратора.
Гиперконвергентная архитектура
Гиперконвергентные системы обычно состоят из нескольких физических модулей, объединяемых в горизонтально масштабируемый кластер. Каждый из них содержит вычислительное ядро, ресурсы хранения, сетевые компоненты и гипервизор. Наличие гипервизора не является обязательным, но он имеется во всех основных продуктах известных производителей, причем часто можно выбрать из двух и более гипервизоров.
Отдельное устройство имеет от одного до четырех узлов, каждый из которых представляет собой самостоятельный сервер с процессором и памятью в общем шасси. Гиперконвергентные кластеры обычно содержат от 4 до 64 узлов, хотя некоторые производители не указывают конкретных пределов масштабируемости. Для того, чтобы узлы могли совместно использовать ресурсы хранения, применяется программное обеспечение для создания виртуальной сети хранения или кластерная файловая система. Программное обеспечение для реализации гиперконвергентной инфраструктуры может предлагаться как отдельно, так и предустановленным на физические устройства.
В основном на рынке предлагаются полностью готовые самодостаточные вычислительные системы. Чаще всего поставщики разрабатывают свое собственное программное обеспечение для реализации функций хранения и управления, либо эти функции выполняются как виртуальная машина на используемом гипервизоре. Во многих продуктах используется виртуальное устройство хранения (Virtual Storage Appliance, VSA) для объединения ресурсов хранения в общий пул. Другой подход состоит в использовании платформы VMware EVO:RAIL, в которой функции хранения и управления интегрированы в соответствующий гипервизор.
Позволяя избавиться от выделенной сети хранения, гиперконвергентная инфраструктура реализует виртуальную сеть хранения (Virtual SAN, VSAN). Обычно такая SAN предполагает использование VSA в виде виртуальной машины. Виртуальное устройство хранения предоставляет функции контроллера хранения для гипервизора в кластере. Ресурсы хранения физического узла предоставляются VSA. Группа VSA создает виртуальную сеть хранения. Исключением является реализация VSAN компании VMware. Сервисы хранения расположены в ядре vSphere, так что решение полностью интегрируется в vSphere.
Поставщики гиперконвергентных систем
Крупным поставщиком гиперконвергентной инфраструктуры является компания VMware. Как в случае с традиционными инфраструктурами, стоимость гиперконвергентной инфраструктуры может варьироваться в зависимости от используемого гипервизора. Инфраструктура на VMware vSphere или Microsoft Hyper-V может стоить достаточно дорого, а вот Nutanix поддерживает KVM. Также крупным поставщиком является Simplivity.
Сравнение поставщиков
| Возможность | Simplivity | VMware |
|---|
Максимум —16 узлов в кластере.
Примеры гиперконвергентных систем
10 новых гиперконвергентных систем 2016 года:
Сравнение гиперконвергентных систем и конвергентных решений
Важным отличием между этими системами является то, что в конвергентной инфраструктуре каждый компонент в строительном блоке является дискретным и может использоваться отдельно. Что касается гиперконвергентной инфраструктуры, то это программно-определяемая технология, потому все компоненты интегрированы. Такие системы построены чаще всего на базе систем хранения данных и в качестве вычислительного модуля используют отдельный сервер Х86, который подключен с помощью канала 10 ГБит/с.
Разница между гиперконвергентными системами и просто серверами, оснащенными дисковыми массивами, заключается в инжиниринге и ПО. Гиперконвергентные решения отличаются улучшениями на уровне программного контролера, и это позволяет без труда масштабировать данные системы. Чем больше устройств добавляется, тем большую производительность и емкость получается на выходе. Вместо увеличениямощности за счет добавления большего числа дисков, памяти или процессоров появляется возможность увеличивать производительность за счет добавления большего числа модулей.
Помимо упрощенной архитектуры в гиперконвергентной системе более простая модель администрирования. Гиперконвергентные системы управляются через единую систему. Вместо большого количества приложений и группы IT-администраторов для управления массивом данных, виртуализацией и серверным оборудованием, полным гиперконвергентным стеком может управлять всего одна команда (иногда один системный администратор).
Переход на гиперконвергентные системы
Имеется два подхода к переходу на гиперконвергентные системы. Вы можете купить предварительно собранные системы у производителей Nutanix, SimpliVity или Scale Computing, или же построить свою собственную систему. Такие решения как VMware VSAN и HP StoreVirtual позиционируются как оптимальный вариант для заказчиков, стремящихся получить больше контрольных точек при разработке гиперконвергентных систем.
Достоинства и недостатки
Преимущества конвергентных систем проистекают из суммы двух компонентов: аппаратной начинки и программного обеспечения.
Один гиперконвергентный узел объединяет вычислительные ресурсы и ресурсы хранения данных, что следовательно ведет к уменьшению числа отдельных устройств и, как следствие, уменьшению количества объектов, которые надо покупать, устанавливать и обслуживать. Помимо этого более легкому развертыванию и обслуживанию гиперконвергентных устройств способствует то, что они базируются на стандартных серверных компонентах. И наконец, наличие во многих решениях интегрированных инструментов управления упрощает задачи администрирования.
Гиперконвергентные системы рассчитаны не на вертикальное, а на горизонтальное масштабирование.
Практически все гиперконвергентные устройства содержат флеш-накопители. Они отличаются от флеш-массивов тем, что находятся внутри физического сервера, обеспечивая меньшую — по сравнению с внешними системами хранения — задержку.
Недостатки
Рост хранилища данных и повышение производительности являются критически важными пунктами для любой компании. Если емкость системы хранения данных кластера практически закончилась, однако по вычислительным ресурсам еще есть хороший запас, то вам все же придется увеличить общую вычислительную мощность путем добавления новых устройств. Точно также, если требуется настроить конфигурацию дисков хранилища для определенного приложения, это может стать проблемой. Исключение состоит в построении собственной платформы. Возможно добавить только систему хранения данных или только вычислительную мощность при выборе подхода VSAN.
Гиперконвергентность
Гиперконвергентность — это ИТ-инфраструктура, объединяющая хранилище, вычислительные и сетевые ресурсы в единую систему, которая помогает упростить среду ЦОД и повысить масштабируемость. Гиперконвергентная платформа включает в себя гипервизор для виртуализированных вычислительных ресурсов, программно-определяемого хранилища и виртуализации сети.
Гиперконвергентность: определение
Гиперконвергентность — это программно-ориентированная архитектура, в которой вычислительные ресурсы, хранилище и средства виртуализации интегрированы в единую систему. Она предоставляется в виде устройства на базе серверов x86 или как ПО, которое можно установить на имеющемся оборудовании.
Связанные темы
Принцип гиперконвергентности
Гиперконвергентность обеспечивает реализацию всех основных возможностей ЦОД на тесно интегрированном программном уровне, а не на специализированном оборудовании. Гиперконвергентные платформы состоят из трех программных компонентов: виртуализации вычислительных ресурсов, виртуализации хранилища и средств управления. ПО для виртуализации абстрагирует и объединяет в пулы базовые ресурсы, а затем динамически выделяет их приложениям, которые выполняются в ВМ или контейнерах.
Продукты, решения и ресурсы VMware, связанные с гиперконвергентной инфраструктурой
Готовая гиперконвергентная инфраструктура для частного облака
Устройство Dell EMC VxRail, созданное на базе VMware vSAN, — это первое и единственное устройство, полностью интегрированное с решениями VMware для программно-определяемых ЦОД.
VMware vSphere
vSphere предоставляет мощную, гибкую и безопасную основу для обеспечения адаптивности бизнеса, что помогает ускорить цифровую трансформацию и переход к гибридному облаку, а также быстрее добиться успеха в условиях цифровой экономики.
Программно-определяемое хранилище
Программно-определяемое хранилище — это архитектура хранения для ЦОД, которая отделяет процессы управления хранилищем и его инициализации от базового физического оборудования подобно виртуализации сети и серверов.
Что такое гиперконвергентная инфраструктура?
Гиперконвергентная инфраструктура — это программно-ориентированная архитектура, которая объединяет вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и виртуализации в единой системе.
Современные предприятия полагаются на центры обработки данных, которые предоставляют вычислительные ресурсы, ресурсы хранения, сети и управление, необходимые для размещения жизненно важных корпоративных рабочих нагрузок и данных. Но центры обработки данных могут быть довольно сложными местами, где множество поставщиков конкурируют за поставку множества различных устройств, систем и программного обеспечения. Этой разнородной структуре часто сложно взаимодействовать — и она редко обеспечивает максимальную производительность для бизнеса без тщательной и отнимающей много времени оптимизации. Сегодня у ИТ-команд просто нет времени на решение проблем развертывания, интеграции и управления центром обработки данных, которые возникают в традиционных неоднородных средах.
Идея конвергенции изначально возникла как средство решения проблем неоднородности. Вначале один поставщик собирал системы и программное обеспечение разных поставщиков в единый предварительно настроенный и оптимизированный набор оборудования и инструментов, который продавался как единый комплекс. Это было известно как конвергентная инфраструктура или CI. Позднее поставщики конвергенции сделали следующий шаг, спроектировав собственную линейку предварительно настроенных и высокоинтегрированных вычислительных систем, систем хранения данных и сетевых устройств для центров обработки данных. Это был эволюционный шаг, который теперь называется гиперконвергентной инфраструктурой или HCI.
Конвергентные и гиперконвергентные инфраструктуры возможны благодаря сочетанию технологии виртуализации и унифицированного управления. Виртуализация позволяет рассматривать вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и сетевые ресурсы как единый пул ресурсов. Единое управление позволяет обнаруживать все эти ресурсы, организовывать их в пулы, разделять на уровни производительности и затем беспрепятственно предоставлять рабочим нагрузкам независимо от того, где эти ресурсы физически расположены. Унифицированное управление предлагает качественный скачок по сравнению с традиционными неоднородными средами центров обработки данных, которые используют несколько разрозненных инструментов управления, и которые часто не обнаруживают и не управляют всеми ресурсами.
Сегодня комбинация виртуализированного оборудования и связанных с ним инструментов управления часто рассматривается как автономное устройство, которое может работать как единая целостная подсистема в центре обработки данных или в сочетании с другими устройствами HCI для быстрого и простого развертывания и масштабирования гиперконвергентной инфраструктуры.
Как работает гиперконвергентная инфраструктура?
Гиперконвергентная инфраструктура основана на двух основных предпосылках интеграции и управления, которые возникли как средство решения двух самых сложных проблем традиционных гетерогенных центров обработки данных: неоптимальной производительности и раздробленного — проблемного — управления системами. Цель HCI — предоставить виртуализированные масштабируемые вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и сетевые ресурсы, которые можно обнаружить и которыми можно управлять с помощью единой платформы.
Однако, помимо этой базовой предпосылки, существуют многочисленные варианты и разновидности гиперконвергентной инфраструктуры. Важно понимать наиболее распространенные соображения, встречающиеся в технологии HCI.
Оборудование или программное обеспечение. Гиперконвергентная инфраструктура может быть реализована с помощью оборудования или программного обеспечения.
Интегрированные или дезагрегированные. Гиперконвергентная инфраструктура может использовать два разных подхода к проектированию оборудования.
Развертывание. Гиперконвергентная инфраструктура обычно считается прорывной технологией — она обычно заменяет существующее оборудование центра обработки данных. Каждый раз, когда в центре обработки данных внедряется HCI, важно учитывать, как эта технология будет реализована или работать. Существует три основных способа добавить HCI в традиционный неоднородный центр обработки данных.
Почему важна гиперконвергенция?
Построение эффективной неоднородной инфраструктуры центра обработки данных требует времени и усилий. Аппаратное и программное обеспечение необходимо отдельно приобретать, интегрировать, настраивать, оптимизировать — если возможно — и затем управлять с помощью инструментов, которые часто являются уникальными для собственных продуктов поставщика. Таким образом, для управления разнообразной инфраструктурой обычно требуется опыт использования множества инструментов, которыми ИТ-персонал должен владеть и поддерживать. Это вызывает дополнительные временные и интеграционные проблемы, когда инфраструктуру необходимо изменять или увеличивать.
Сегодня бизнес меняется гораздо быстрее. ИТ- отделы должны гораздо быстрее реагировать на запросы бизнеса; предоставление новых ресурсов для возникающих рабочих нагрузок по требованию, чтобы поддерживать работу и безопасность корпоративных приложений; в то же время ИТ- отдел также должен устранять ошибки и упущения в управлении системами, которые могут сделать критически важные системы уязвимыми. И все это должно осуществляться с постоянно сокращающимися бюджетами и персоналом ИТ. Гиперконвергентная инфраструктура — это скорость и гибкость развертывания.
Продукты HCI — это, по сути, центры обработки данных «в коробке». Если бизнесу нужно больше центров обработки данных, просто добавьте больше «коробок». Но привлекательность HCI распространяется не только на центры обработки данных. Компактные, высокоинтегрированные устройства легко внедряются и могут управляться удаленно, поэтому технология HCI стала важной при создании удаленных офисов/филиалов (ROBO) и периферийных вычислений.
В качестве примера рассмотрим типичную систему для работы с большими данными, в которую петабайты данных поступают от целой армии устройств IoT. Вместо того чтобы полагаться на сеть для отправки необработанных данных напрямую в ЦОД, данные можно собирать и хранить локально на периферии — там, где они появляются, — устройства HCI устанавливаются на объектах для сбора, обработки и анализа необработанных данных, устраняя перегрузку сетевого трафика, отправляя только результаты анализа в главный центр обработки данных.
Почему компании переходят к гиперконвергенции?
Хотя HCI не может быть идеальным решением для всех рабочих нагрузок, она может справиться с большим количеством приложений и сценариев использования, чем когда-либо прежде.
Сегодня предложения HCI извлекают выгоду из радикальных изменений, которые произошли в процессорах, памяти и устройствах хранения, а также значительного прогресса в программно-определяемых технологиях, которые по-новому определяют то, как предприятия воспринимают и обрабатывают ресурсы и рабочие нагрузки. Примеры включают следующее:
Гиперконвергентная инфраструктура оказала огромное влияние на периферийные вычисления. Сегодняшнее беспрецедентное распространение устройств IoT, датчиков, удаленных сайтов и мобильной доступности требует от организаций пересмотра процессов сбора, хранения и обработки огромных объемов данных. В большинстве случаев для этого требуется, чтобы бизнес переместил обработку и анализ данных из центрального ЦОД и переместил эти ресурсы ближе к источнику данных. Простота и универсальность, обеспечиваемые предложениями HCI, значительно упрощают удаленное развертывание и управление по сравнению с традиционными ИТ-инфраструктурами.
Наконец, скорость и гибкость сделали HCI подходящим для быстрого развертывания и даже быстрого перепрофилирования. Возникновение пандемии COVID-19 заставило огромное количество пользователей работать из дома. Это заставило организации быстро развернуть дополнительные ресурсы и инфраструктуру для поддержки бизнес-вычислительных потребностей пользователей, которые теперь работают удаленно. Системы HCI сыграли заметную роль в такой быстрой корректировке инфраструктуры.
Поставщики и продукты HCI
Рынок гиперконвергентной инфраструктуры предлагает широкий выбор продуктов от основных поставщиков, включая Dell EMC, Nutanix и HPE. Каждый поставщик поддерживает набор продуктов и программного обеспечения для удовлетворения различных потребностей в ресурсах рабочей нагрузки.
Семейство VxRail от Dell EMC предоставляет пять различных аппаратных платформ VxRail.
Если Dell EMC применяет строгий аппаратно-ориентированный подход к HCI, Nutanix следует программному подходу. Цель Nutanix — предоставить программный уровень, который может предоставить функции, необходимые для HCI, но при этом поддерживать широкий спектр программного и аппаратного обеспечения. Например, Nutanix поддерживает несколько гипервизоров: VMware vSphere, Microsoft Hyper-V или Nutanix Acropolis Hypervisor. Nutanix предлагает свои собственные специализированные гиперконвергентные устройства NX, но устройства производства Cisco, HPE, Lenovo, Fujitsu, Inspur, IBM, Intel, Dell EMC и других поставщиков также могут использовать программное обеспечение Nutanix. Таким образом, Nutanix широко рассматривается как платформа HCI общего назначения.
VMware, например, предоставляет своим заказчикам возможность создания собственной гиперконвергентной платформы путем объединения vSphere, vSAN, NSX и vRealize Suite. Аналогичным образом, можно использовать Microsoft Windows Server в качестве основы для пользовательского устройства гиперконвергентной инфраструктуры.
HPE предоставляет платформу SimpliVity HCI. SimpliVity обещает больший баланс между аппаратным и программным обеспечением, используя программную основу HCI, работающую на серверах HPE DL380 Gen10 в качестве общей аппаратной платформы. Продукт рекламирует производительность корпоративного класса, защиту данных и отказоустойчивость, а также высокий уровень автоматизации и аналитики, основанный на аналитике HPE InfoSight.
Помимо крупных игроков, существует множество мелких поставщиков, стремящихся получить долю рынка HCI, например: Ctera Networks Edge X Series, HiveIO Hive Fabric, Pivot3 HCI, Robin Storage, StorMagic SvSAN и Cloudian HyperStore.
Некоторые поставщики активно используют ту или иную форму дезагрегированных технологий HCI — dHCI или HCI 2.0. К этим поставщикам относятся Datrium, HPE Nimble dHCI и NetApp HCI.
Что такое гиперконвергентная инфраструктура и почему она стала так популярна?
Содержание
Что такое гиперконвергентная инфраструктура и почему она стала так популярна?
Не секрет, что для лучшего использования ресурсов, в любых системах, информационные не исключение, ресурсы следует собирать в общие пулы, с тем, чтобы их можно было целесообразно перераспределять. В компьютинге оптимизация в части использования ресурсов началась давно, еще с систем распределения времени. Потом пришла очередь виртуализации. Во втором десятилетии XXI века фокус внимания естественным образом сместился на гиперконвергенцию и дезагрегацию, потому что на данном уровне развития технологий создавать ресурсные пулы можно этими двумя альтернативными способами.
Различие между ними заключаются в отношении к виртуализации. Если оставаться на физическом уровне, то следует действовать средствами дезагрегации. Если же физические ресурсы можно преобразовать в виртуальные, то тогда предпочтительнее средства гиперконвергенции.
Гиперконвергенция позволяет создавать программно-центричные инфраструктуры, в которых тесно интегрирован разнообразный «аппаратный ширпотреб» (сommodity hardware), но на рынок такие инфраструктуры выводятся под брендом одного вендора.
Префикс «гипер» предполагает существование и просто конвергентных систем. Совместно два типа систем образуют подход, который изначально называли интегрированным стеком (integrated stack). Общим для обоих является то, что в масштабируемый стек собираются три основные компоненты – сети, серверы и СХД, и они объединяются средствами виртуализации и управления.
Консолидировано возникшее движение в одном направлении крупнейших производителей поневоле заставило задуматься о фундаментальности предполагаемого сдвига.
Вот, что говорили тогда аналитики. Стефан Рейд из Forrester Research:
Марк Боукер из Enterprise Strategy Group:
И на самом деле, появление интегрированных стеков изменило правила игры. [1] Раньше предприятию не оставалось ничего иного, как собирать системы собственными силами или прибегать к услугам компаний-интеграторов, а интегрированный стек можно было купить готовым, почти как домашний кинотеатр. Разумеется, тонкие ценители и критики, коих в компьютинге не мало, всегда найдут в любом интегрированном решении массу недостатков. Так было, например, с интегрированными пакетами ПО для ПК. Объединение редакторов, СУБД и электронных таблиц в одном продукте принималось ими в штыки до тех пор, пока не появился один всеобщий Microsoft Office, на этом все дискуссии закончились.
Спору нет, по отдельным показателям готовый комплекс может уступать специализированным решениям, но у него есть главное достоинство — возможность смещения расходов с эксплуатационных (OpEx) в сторону инвестиции в новые решения (CapEx), то есть на поддержку выполнения нового функционала. Продолжив параллель с аудио, можно сказать, что готовые интегрированные стеки позволяют тратить больше денег на музыку, а не на технику для ее воспроизведения.
Затем возникло новое обобщенное понятие «конвергентные инфраструктуры» (Сonverged Infrastructure, CI). [2] Обычно под CI понимают целостное законченное решение, собранное из взаимодополняющих готовых компонентов: серверов, систем хранения, коммуникационного оборудования и ПО для управления инфраструктурой, включающего средства для автоматизации и оркестровки. В некоторых случаях в состав CI могут входить еще и специализированные аппаратные модули управления. Управляющее ПО и специализированные модули обеспечивают централизованное управление обычно виртуализованными и объединенными в общие пулы ресурсами, распределяемыми между различными приложениями. Это повышает экономическую эффективность и снижает стоимость эксплуатации. Появление CI стало закономерным результатом эволюции корпоративных ЦОД по направлению к частным облакам.
По степени консолидированности CI можно разделить на три группы: шаблон, или референсная архитектура (Reference Architecture, RA), инфраструктура единого стека (Single Stack Infrastructure, SSI) и истинно конвергентная инфраструктура (True Converged Infrastructure, TCI).
Отличительная особенность Complete Cluster и всех его последователей состоит в возможности собирать из модулей частное корпоративное облако без дополнительных вложений в сетевые СХД SAN или NAS. Идея Complete Cluster, казалось бы, лежала на поверхности. Известно, что успех таких гигантов, как Google, Yahoo, Amazon и Facebook, в значительной мере базируется на собственных блочных проприетарных технологиях, используемых для создания ЦОД. Почему бы не применить аналогичные подходы к существенно меньшим корпоративным ЦОД с классическими серверами и системами хранения, адаптированными к традиционным нагрузкам? Такого рода заимствование опыта имеет смысл, поскольку в современных корпоративных ЦОД, независимо от их масштаба, доминируют близкие виртуализованные нагрузки.
Основатели Nutanix раньше других обратили внимание на две проблемы классических ЦОДов, состоящих из серверов, SAN и NAS. Первая связана с наследием старых традиций — ЦОД создавались в расчете на статичную нагрузку, а новое представление о динамической нагрузке возникло в связи с виртуализацией серверов и переходом к облакам. Динамика заключается в необходимости на лету создавать виртуальные машины, перемещать их между серверами, однако в этих условиях управление существующими сетевыми системами хранения становится сложным и неудобным и отмахнуться от этой проблемы уже нельзя. Растет количество виртуальных машин, объем данных, которыми они оперируют, увеличивается, причем в немалой степени количественным изменениям способствуют новые технологии виртуализации, в частности, виртуализация настольных систем.
Еще одна проблема современных ЦОДов возникает из-за того, что они проектировались с учетом несоответствия между все более увеличивающейся производительностью процессоров и медлительностью, в силу их механической природы, жестких дисков. Этот разрыв принимался как данность, и его приходилось компенсировать посредством тех или иных методов распределения данных по дискам. Однако появились твердотельные накопители (SSD) со скоростью обмена на два-три порядка выше, чем у традиционных жестких дисков (HDD), что могло бы нивелировать разрыв, но инфраструктура оказалась не подготовлена к ним, и простая замена HDD на SSD создает новую проблему — существующие сети не в состоянии справиться с возросшей потребностью в скорости передачи данных, что затрудняет использование преимуществ SSD.
В Nutanix откровенно признавали, что они заимствовали подход к горизонтальному масштабированию, а их собственный вклад состоит в распространении методики Google на корпоративные системы и предложении создания «готовых к употреблению» блоков для строительства корпоративных систем. Для того чтобы применить Complete Cluster к условиям отдельно взятого предприятия, общую идею пришлось серьезно переработать. Если Google File System представляет собой собственное заказное решение, адаптированное для специфических внутренних приложений (поиск и электронная почта), то Nutanix предлагает более общее решение, адаптированное к условиям корпоративной виртуализованной среды с упором на ее особые требования: эффективное управление данными, высокую готовность, резервирование, восстановление после сбоев.
Архитектура Nutanix Complete Cluster представляла собой кластер с горизонтальным масштабированием, собранный из высокопроизводительных узлов. Отдельный узел имеет в своем составе процессоры, память и локальную систему хранения, состоящую из дисков HDD и SSD. На каждом узле работает собственный экземпляр гипервизора. Узел служит хостом для работающих на нем виртуальных машин. Для объединения ресурсов отдельных систем хранения в единый виртуализованный пул служит SOCS (Scale-out Converged Storage) — аналог Google File System. Виртуальные машины посредством SOCS оперируют данными точно так же, как если бы они работали с SAN, иначе говоря, SOCS служит в качестве гипервизора систем хранения, перемещая данные как можно ближе к той виртуальной машине, на которой они используются, что повышает производительность и снижает стоимость. Кроме того, Complete Cluster служит инструментом для горизонтального масштабирования вплоть до нескольких сотен узлов.
К 2017 году процесс формирования HCI систем достиг определенной зрелости, наряду со стартапами в него включились и крупные вендоры. В России гиперконвергентное решение предлагает компания IBS. Её вычислительная платформа «Скала-Р» – полностью сконфигурированный модуль, на базе которого можно собрать дата-центр практически любой мощности.
Сравнивая CI и HCI, можно использовать строительную аналогию. В первом случае конструкцию собирают из предопределенного набора крупных блоков от связанных между собой производителей, а во втором используют подходящие из имеющихся на рынке кирпичей. Обычно в создании CI ведущая роль принадлежит тому из членов альянса, кто поставляет управление, но об остальных, кто поставляет серверы, СХД, сети и виртуализацию, тоже не забывают. А системы класса HCI поставляются одним вендором, он собирает все необходимое в корпус (box) такими необходимыми вещами как средства для резервного копирования, создания снэп-шотов, дедупликации, компрессии в режиме in-lint и т.д. Конкретный состав набора у разных производителей может варьироваться, некоторые, например, SimpliVity, для ускорения используют собственные специализированные интегральные микросхемы ASIC.
Кем бы не была произведена HCI, создается виртуализированная инфраструктура, точнее говоря, инфраструктура, виртуализованная по определению. Она обладает следующими достоинствами:
В HCI реализуются три типа масштабирования: хорошо известное по кластерам горизонтальное (scale out), по мэйнфреймам и Unix-серверам вертикальное (scale up) и новое scale through.
Программные и сетевые решения для гиперконвергентных инфраструктур
Гиперконвергентные инфраструктуры (HCI) становятся одной из наиболее перспективных технологий для создания частных и гибридных облаков. Идею HCI предложили стартапы, раньше других осознавшие возможность радикальных изменений и успевшие занять лидирующие позиции в этом сегменте рынка. Однако в последнее время и отраслевые тяжеловесы, как обычно задержавшиеся на старте, но обладающие достаточным научным и техническим потенциалом, делают все возможное, чтобы занять подобающее им положение.
Общая ситуация такова: независимо от того, под каким брендом производится та или иная конкурентная HCI, она состоит из четырех взаимосвязанных компонентов – серверы, СХД, сеть и виртуализация СХД с целью создания общих пулов (Storage Pool). В этом отношении, пожалуй, единственное исключение представляет собой совсем недавно появившийся трехкомпонентный подход к образованию HCI на базе Intel Xeon Scalable с чип-сетом Intel C620 и СХД Optane SSD.
В качестве поставщика HCI за редким исключением выступают компании, обеспечивающие функционал, а именно два первых из перечисленных выше четырех компонентов. Они могут сами производить серверы и/или СХД, или же могут приобретать их, практически не имея собственного производства, то есть быть, как сейчас говорят, фаблесс.
Что же касается двух других компонентов (виртуализационное ПО и сетевое оборудование), которые можно назвать системообразующими, то здесь картина совершенно иная. В этих сегментах есть несколько безусловных лидеров и именно они задают правила игры (подробнее здесь).