Еще не поздно поделиться прогнозами на наступивший год. Кое-что из того, о чем говорилось год назад, сбылось: популярность облаков и твердотельных накопителей заметно выросла. А вот массовая миграция некоторых организацию из облака обратно в собственную выделенную ИТ-инфраструктуру, равно как и триумфальное возвращение AMD ускользнули от взглядов многих предсказателей.

Итак, давайте заглянем в вечно затянутый облаками (простите за невольный каламбур) хрустальный шар и составим из того, что удастся там разглядеть, десять прогнозов для центров обработки данных на 2020 год.

1. Перемещение ЦОДов в городские центры под влиянием Интернета вещей

Предположить такое несложно, поскольку это происходит уже сейчас. На протяжении долгого времени ЦОДы размещались там, где вокруг не было ничего – вблизи возобновляемых источников энергии, но сегодня настоятельная потребность в них возникает в густонаселенных районах. Одной из движущих сил здесь является Интернет вещей.

2. Наступление специализированных сетевых ускорителей

Технологии больших данных и искусственного интеллекта подразумевают наличие огромных объемов данных, причем не все из них можно найти в одном месте. Кроме того, контроллерам сетевого трафика сегодня нужны ресурсы центральных процессоров, что отвлекает процессоры от их основных задач, связанных с обработкой данных.

В результате на рынке появляется все больше и больше специализированных сетевых ускорителей, подобных Mellanox ConnectX. Центральные процессоры освобождаются для обработки данных, а сетевые ускорители берут на себя функции быстрой передачи данных в место назначения.

3. Рост популярности NVMe over Fabrics

NVMe (non-volatile memory express) – это интерфейс для подключения к устройствам хранения данных, примерно такой же как SATA. Недостаток SATA заключается в том, что он разрабатывался для жестких дисков и не позволяет в полной мере использовать преимущества SSD в скорости и параллелизме. Первые корпоративные устройства SSD могли обмениваться данными только с компонентами того физического сервера, в котором они были установлены. Но серверы нуждались в массивах хранения, а это предполагало передачу данных по сети, что приводило к задержкам.

Появление технологии NVMe over Fabrics (NVMeoF) стало очень важным шагом вперед. Устройства SSD, находящиеся в одном сервере, получили возможность обмениваться данными с любыми другими накопителями, подключенными к сети. Такое прямое соединение будет иметь жизненно важное значение для улучшения передачи данных в корпоративных системах и осуществления цифровой трансформации.

4. Удешевление SCM

Память класса устройства хранения (storage-class memory, SCM) устанавливается в разъем DRAM и может играть роль как оперативной памяти, так и твердотельного накопителя. Она обладает почти такой же скоростью, как и DRAM, но при этом является энергонезависимой, что позволяет эффективно использовать ее в качестве буфера для устройств SSD.

Компании Intel и Micron совместными усилиями разрабатывали технологию SCM, но в конечном итоге их пути разошлись. В мае прошлого года Intel представила линейку SCM-продуктов под названием Optane, а Micron в октябре вышла на рынок с собственными устройствами QuantX. Южнокорейский гигант отрасли оперативной памяти, компания SK Hynix также работает над созданием продуктов SCM, которые отличаются от используемой Intel и Micron технологии 3D XPoint.

Все это звучит весьма многообещающе с точки зрения дальнейшего развития технологий и снижения цен. Сегодня устройство Optane емкостью 512 Гбайт предлагается за совершенно безумные 8 тыс. долл. Правда, процессоры Intel Xeon могут стоить еще больше, но сборка полнофункционального сервера при таких ценах обходится непомерно дорого. Совершенствование технологии и конкуренция должны привести к снижению цен, благодаря чему память такого класса станет более привлекательной для корпоративных заказчиков.

5. Средства автоматизации на базе искусственного интеллекта

Интеллектуальными средствами автоматизации управления оснащают свои системы все ведущие поставщики серверов, но особняком здесь стоит компания Oracle, предлагающая клиентам абсолютно все, начиная от оборудования и заканчивая операционной системой, приложениями и стеком связующего ПО. Компании HPE, Dell и Lenovo также продолжают совершенствовать свои решения. А вот поставщики гипермасштабируемых серверов, компании Inspur и Supermicro рискуют отстать, поскольку обладают только аппаратным стеком и почти ничего не сделали в области операционных систем. Направление систем хранения в отличие от большой тройки поставщиков серверов у них тоже хромает.

Oracle и не входит в ведущую пятерку поставщиков серверов, но ее достижения в сфере автоматизации нельзя игнорировать. Ожидается, что и у других поставщиков серверов уровень автоматизации также будет расти.

6. Замедление миграции в облако

Помните, как все намеревались полностью отказаться от собственных ЦОДов и перенести все в облако? Из этой затеи ничего не вышло. Последний опрос IDC CloudPulse показывает, что 85% организации в течение ближайшего года намерены перенести рабочую нагрузку из публичных облачных сервисов в частную среду. А в ходе опроса Nutanix 73% респондентов сообщили о переносе некоторых приложений из публичных облаков назад, на свою территорию. Главной причиной такого разворота называется безопасность.

Поскольку безопасность в публичных облаках вряд ли когда-нибудь устроит некоторые компании и окажется достаточной для некоторых категорий данных, безумный скачок в облако, вероятно, немного замедлится, а люди станут более разборчивыми при определении того, что они будут хранить в облаке, а что – за границей собственного межсетевого экрана.

7. Расширение ареала данных, часть 1

По оценкам IDC, большая часть данных сегодня размещается не там, где следует. Только 10% корпоративных данных относятся к категории «горячих» – используемых постоянно. Еще 30% причисляют к категории «теплых» – используемых время от времени, а оставшиеся 60% относятся к «холодным». Обращение к ним осуществляется очень редко, если это вообще происходит.

Но дело в том, что данные разбросаны в самых разных местах и зачастую находятся не на том уровне. Многие поставщики систем хранения предлагают функции исключения дублирования, а вот о смене уровней речи, как правило, не идет. Стартап Spectra Logic нацелился сегодня на решение указанной проблемы, и вряд ли в этот он будет одинок. Если же соответствующий функционал окажется востребованным, очевидно, HPE и Dell тоже не окажутся в стороне.

8. Расширение ареала данных, часть 2

По прогнозам IDC, к 2025 году суммарный объем накопленных в глобальном масштабе данных достигнет 175 зеттабайт, а между тем, у нас уже сейчас имеется 32 Збайт данных, большая часть из которых вообще не используется. Было время, когда данные в хранилище сортировались, обрабатывались, и все ненужное отбрасывалось. Сегодня озера данных постоянно подпитываются потоками, поступающими из самых разных источников, в том числе из социальных сетей и от устройств Интернета вещей.

Рано или поздно что-то придется исключать. Глядя на петабайты мусора, люди начинают более разборчиво относиться к тому, что имеет смысл хранить, а что нет. Тратить целое состояние на жесткие диски и массивы, где хранится огромное количество бесполезных и не имеющих никакой ценности данных, представляется весьма сомнительным. Рано или поздно маятник качнется обратно в сторону модели хранения данных, приносящих пользу. Это обязательно должно случиться, иначе люди окажутся просто погребены под горами мусора.

9. Больше серверов и процессоров разных

Десять лет назад и однопроцессорный сервер, стоящий под столом, и четырехпроцессорный сервер, смонтированный в двухметровом шкафу, в любом случае оснащались процессорами x86-архитектуры. Сегодня мы видим, как растет число серверов, имеющих интегрированные процессоры, процессоры ARM, ускорители искусственного интеллекта и сетевые ускорители.

Все это требует внесения изменений в серверную архитектуру. Для работы многочисленных процессоров, греющихся в замкнутом пространстве, нужны системы жидкостного охлаждения. Программный стек также необходимо перестраивать с учетом особенностей всех этих чипов, что требует определенной работы со стороны Microsoft и провайдеров разнообразных дистрибутивов Linux.

10. Трансформация задач ИТ-службы

Не стоит надеяться на то, что внедрение средств автоматизации позволит вам играть в компьютерные игры на своем «айфоне». Постоянное развитие систем приносит специалистам ИТ-служб все новую и новую головную боль. На них возлагаются следующие задачи:

• борьба с теневыми ИТ;
• обеспечение цифровой трансформации;
• разработка стратегий искусственного интеллекта для успешного противостояния конкурентам;
• реакция на отрицательные последствия, связанные с новыми стратегиями в области искусственного интеллекта;
• управление безопасностью в рамках всей компании;
• управление растущими объемами данных и принятие решений о том, что с этими данными делать;
• ускорение реакции на запросы клиентов и публикации в социальных сетях, оказывающие влияние на репутацию компании.

На протяжении десятилетий прогресс технологий хранения измерялся главным образом емкостью и скоростью. Теперь это не так. В последнее время привычные критерии были дополнены и даже заменены новыми сложными технологиями и методологиями, которые делают хранение более гибким и интеллектуальным, упрощая управление им.

Предстоящий год обещает нам настоящий прорыв на стабильном еще не так давно рынке хранения данных. Руководители ИТ-служб ищут способы, которые позволили бы им эффективнее справляться с наплывом данных, которые генерируются искусственным интеллектом, устройствами Интернета вещей и многочисленными другими источниками. Перечислим пять технологий, которые обещают в 2020 году наиболее серьезный прорыв, а их внедрение на предприятиях продолжает набирать обороты.

Программно-конфигурируемое хранение

Возможность перехода на программно-конфигурируемое хранение (software-defined storage, SDS) рассматривают все больше предприятий, привлекаемых преимуществами автоматизации, а также повышения гибкости, емкости хранения и эффективности персонала.

SDS отделяет ресурсы хранения от базового оборудования. В отличие от обычных подключаемых к сети систем хранения (network-attached storage, NAS) или сетей хранения (storage area network, SAN) технология SDS проектировалась для работы с любыми x86-системами массовой архитектуры. Внедрение SDS повышает уровень интеллектуальности при взаимодействии рабочей нагрузки со средствами хранения, гибкость потребления ресурсов хранения и масштабируемость в реальном времени.

«Технологии SDS обеспечивают виртуализацию доступных ресурсов хранения и реализуют упрощенный интерфейс управления хранилищем, в котором различные пулы хранения представлены в виде единого ресурса», – пояснила Синди Ляшапель, главный консультант компании ISG.

SDS предлагает абстрацию, мобильность, виртуализацию, а также управление ресурсами хранения и оптимизацию. Технология требует от менеджеров изменения представления об оборудовании, которое больше не считается самым важным элементом корпоративных систем хранения. Развертывание систем SDS в 2020 году будет обусловлено самыми разными причинами.

«Зачастую цель состоит в том, чтобы улучшить параметры операционных затрат за счет снижения административных расходов, – указала Ляшапель. – Твердотельные накопители меняют характер использования средств хранения и управления, что делает их основными кандидатами для перевода на SDS. Они предлагают более полный контроль и конфигурируемость, обеспечивая должный уровень производительности и емкости с одновременной оптимизацией порядка использования средств хранения и управления затратами».

Для максимально безболезненного перехода на SDS нужно ясное и четкое понимание потребностей приложений в емкости и производительности. Потенциальным проводникам этой идеи следует честно оценить возможности своей организации в части управления средой SDS и уровня внутренних компетенций. Во многих случаях наилучшим выбором становятся программно-аппаратные комплексы SDS, уже оснащенные необходимым оборудованием и программным обеспечением.

NVMe/NVMe-oF

Первые устройства хранения на основе флеш-памяти подключались через унаследованные интерфейсы SATA или SAS, которые разрабатывались десятилетия назад для жестких дисков. Технология NVMe (Non-Volatile Memory express), работающая поверх уровня Peripheral Component Interconnect express (PCIe), представляет собой гораздо более мощный протокол связи, специально предназначенный для высокоскоростных систем на основе флеш-памяти.

Поддерживая команды с низким уровнем задержки и параллельные очереди, NVMe позволяет увеличить производительность устройств SSD старшего класса.

«Речь идет не только о существенном по сравнению с унаследованными протоколами повышении производительности и уменьшении задержек при работе с существующими приложениями, но и о новых возможностях обработки данных в ЦОДах, облаке и на границе сети в реальном времени, – заметил доцент кафедры технологий бизнеса школы Теппера при Университете Карнеги-Меллоуна Ян Хуанг. – Эти возможности помогают предприятиям получать конкурентные преимущества в среде больших данных. NVMe имеет особую ценность для бизнеса, управляемого данными, особенно если он базируется на развивающихся технологиях и ему требуется анализ данных в реальном времени».

Одним лишь подключением флеш-накопителей возможности протокола NVMe не ограничиваются – эта технология может выступать и в качестве сетевого протокола. Появление NVMe-oF (NVMe over Fabrics) позволяет развертывать высокопроизводительные сети хранения, работающие с такими же задержками, что и устройства с прямым подключением (direct attached storage, DAS). В результате ресурсы флеш-накопителей при необходимости разделяются между серверами.

Совместное применение интерфейсов NVMe и NVMe-oF обеспечивает серьезный прирост производительности и снижение задержек по сравнению с их предшественниками – SATA и SAS.

«Это позволяет создавать новые решения, приложения и сценарии использования, которые ранее были недостижимы или стоили слишком дорого», – отметил главный аналитик компании-производителя средств хранения Viking Enterprise Solutions Ричард Эллинг. – Недостаточная устойчивость и зрелость технологии до сих пор ограничивали применение NVMe/NVMe-oF. Благодаря расширениям, например, анонсированной недавно технологии NVMe over TCP, распространение новых приложений и сценариев использования заметно ускорилось. Несмотря на довольно скромный рост на начальном этапе сегодня мы видим, что NVMe и NVMe-oF сделали большой шаг вперед, а в 2020 году ожидается дальнейшее ускорение их развертывания».

«Вычислительное» хранение

Вычислительное хранение (computational storage), подход, который позволяет выполнять определенную обработку на уровне хранения, а не в основной памяти посредством центрального процессора, привлекает сегодня внимание все большего числа ИТ-менеджеров.

Развитие искусственного интеллекта и приложений Интернета вещей требует еще большего объема высокопроизводительных средств хранения, а также дополнительных вычислительных ресурсов. Процесс перемещения данных к основному процессору дорог и малоэффективен.

«Благодаря высокопроизводительным устройствам SSD мы вот уже несколько лет наблюдаем тенденцию перемещения вычислительных ресурсов поближе к средствам хранения», – указал старший архитектор систем хранения технологического инкубатора Fujitsu Solutions Labs Пауль фон Штамвитц. Обозреватели уверены в том, что в 2020 году этот подход получит наконец массовое распространение.

Вычислительное хранение можно реализовать разными способами, начиная от использования небольших периферийных устройств, фильтрующих данные перед их отправкой в облако, и заканчивая развертыванием массивов хранения, которые обеспечивают сортировку информации в базах данных, и систем уровня стойки, преобразующих крупные наборы данных в приложения Больших Данных.

Основными технологическими драйверами концепции вычислительного хранения являются NVMe и контейнеры. «Поэтому ИТ-менеджерам нужно планировать переход на контейнерную инфраструктуру, если они еще не сделали этого, – подчеркнул фон Штамвитц. – Кроме того, имеет смысл выбирать приложения, сулящие наибольший выигрыш за счет более высокой эффективности вычислительного хранения и укреплять отношения с их поставщиками».

Память класса систем хранения

Широкое распространение памяти класса систем хранения (storage class memory, SCM) прогнозировалось еще несколько лет назад, и в 2020 году эти прогнозы должны наконец осуществиться. Несмотря на то, что про модули памяти Intel Optane, Toshiba XL-Flash и Samsung Z-SSD известно уже достаточно давно, их влияние до сих пор ощущалось не слишком заметно.

«Главное отличие сегодня заключается в том, что Intel удалось наконец обеспечить нормальное функционирование своего модуля энергонезависимой памяти Optane DCPMM, – пояснил Энди Уотсон технический директор разработчика программного обеспечения для корпоративных средств хранения Weka.io. – И теперь характер игры должен существенно измениться».

Устройства Intel сочетают в себе преимущества быстрой, но теряющей данные при отключении питания памяти DRAM, и медленных, но при этом энергонезависимых микросхем NAND. Такая комбинация позволяет объединить скорость DRAM с высокой емкостью и устойчивостью NAND.

«Технология SCM не просто быстрее альтернативных вариантов NAND на основе флеш-памяти – она быстрее в тысячи раз, – подчеркнул Уотсон. – Задержки здесь измеряются уже не в миллисекундах, а в микросекундах. Конечно, нашему коллективному разуму понадобится какое-то время, чтобы осмыслить, что означает все это для наших приложений и инфраструктуры. Авторы SCM, изначально затеявшие большую игру, будут наращивать объемы памяти. Программное обеспечение независимых разработчиков уже сейчас позволяет размещать в памяти приложения, которым благодаря Optane доступно пространство емкостью до 768 Тбайт».

При этом ЦОДы, планирующие развертывание SCM, ограничены в своих возможностях серверами, на которых установлены процессоры Intel последнего поколения, Cascade Lake. Очевидно, необходимость больших вложений является серьезным сдерживающим фактором. Однако отдача от инвестиций может оказаться настолько высока, что вызовет мощную волну масштабного обновления ЦОДов, обусловленного изменением окружающего ландшафта.

Управление хранением на основе намерений

Оценивая перспективы SDS и других последних новаций в области хранения, можно говорить о том, что в 2020 году управление хранением на основе намерений должно существенно улучшить ход планирования, проектирования и реализации архитектур хранения, особенно в организациях, которые работают в критически важных средах.

«Подходы, основанные на намерениях, позволяют добиваться высокой масштабируемости, операционной гибкости и внедрять развивающиеся технологий на годы раньше, что мы уже наблюдали в сетях, – отметил Хэл Вудс, технический директор компании Datera, разрабатывающей программное обеспечение для систем хранения корпоративного класса. – Такая тактика способна на порядок сократить сроки разработки и административные затраты по сравнению с обычным администрированием систем хранения и одновременно уменьшить число возникающих ошибок».

Управляя хранением исходя из поставленных целей, разработчик, который уже определил желаемый результат (например, «мне нужно быстрое хранилище»), не сталкивается с дополнительными административными издержками, а следовательно, может быстрее развертывать контейнеры, микросервисы и обычные приложения.

«Операторы инфраструктуры получают возможность управлять потребностями приложений и разработчиков, в том числе параметрами производительности, готовности, эффективности и размещения данных, задействуя интеллектуальные компоненты программного обеспечения для оптимизации среды данных, – указал Вудс. – Кроме того, при управлении хранением на основе намерений разработчику достаточно просто отрегулировать политики хранения, не тратя несколько дней на настройку каждого массива вручную».

Хранение данных на основе намерений становится возможным благодаря непрерывному и автономному циклу развертывания, потребления, телеметрии и анализа, дополненному применением SDS. «Система SDS позволяет использовать методы искусственного интеллекта и машинного обучения, обеспечивая достижение специфичных для клиента целей и гибкую корректировку его намерений путем налаживания обратной связи с технологиями искусственного интеллекта и машинного обучения с последующим улучшением клиентской среды», – добавил Вудс.

Недостатком управления хранением на основе намерений (intent-based storage management), как и любой другой прорывной технологии, является возможное несоответствие издержек получаемому выигрышу.

«Хранение на основе намерений нельзя считать технологией, подходящей на все случаи жизни, – предупредил Вудс. – Наибольшую ценность она представляет в дезагрегированных, масштабных, критически важных средах, где скорость разработки и операционная гибкость оказывают наиболее сильное влияние на бизнес. В небольших и менее критичных средах использования средств хранения с прямым подключением и гиперконвергентной инфраструктуры будет вполне достаточно».

Компания Dell EMC представила в Москве модульную серверную инфраструктуру PowerEdge MX (ее поставки начались с 12 сентября), которая, как утверждают разработчики, способна динамически адаптироваться к изменяющимся рабочим нагрузкам и оптимизировать использование ИТ-ресурсов.

PowerEdge MX называют в Dell EMC «первой модульной серверной системой, предназначенной для центров обработки данных с дезагрегируемой или кинетической инфраструктурой».

Маркетинговый термин «кинетическая инфраструктура», введенный Dell EMC, характеризует набор свойств, обеспечивающий высокий уровень компонуемости вычислительных систем, благодаря которому становится возможным выделение ИТ-ресурсов из их общего пула в соответствии с требованиями конкретных приложений.

Сегодня минимальный элемент такой компонуемости — единичный массив хранения данных. В дальнейшем, полагают в Dell EMC, она распространится на модули оперативной памяти, энергонезависимые устройства хранения (Storage Class Memories, SCM), графические процессоры и программируемые логические матрицы.

По словам Артема Булкина, системного инженера департамента серверных и сетевых решений, «кинетические» функции PowerEdge MX поддерживаются архитектурными решениями и встроенным программным обеспечением, являющимся единой универсальной системой управления.

Аппаратной платформой PowerEdge MX служит шасси MX7000. В его фронтальной части расположены восемь вертикальных отсеков для размещения серверных модулей и модулей хранения данных.

Двухсокетные (MX740c) и четырехсокетные (MX840c) серверные узлы содержат 28-ядерные процессоры Xeon Skylake-SP, слоты оперативной памяти DDR4 DIMM, накопители SAS/SATA (дисковые или твердотельные) или твердотельные накопители NVMe.

В узлы хранения (MX5016s) устанавливаются до 16 накопителей с горячей заменой. Они доступны всем серверам, «шаг» подключения – один накопитель. Локальные диски серверов являются их собственными ресурсами.

С тыльной стороны шассии MX7000 установлены три коммутационные структуры (I/O fabriс) с резервируемыми для повышения надежности компонентами, модули управления, вентиляторы, разъемы блоков питания.

Коммутационные структуры общего назначения Fabric A и Fabric B обеспечивают передачу сетевого трафика и осуществляют взаимодействие серверов, которые подключаются к ним через мезонинные карты. Быстродействие каналов передачи данных внутри шасси составляет 25 Гбит/с, восходящих (uplink) каналов, предназначенных для связи шасси между собой или с центрами обработки данных, – 100 Гбит/с. Для подключения к шасси внешних систем хранения используется Fabric C.

«Фабрика» MX, по словам Булкина, способна масштабироваться, объединяя до 10 шасси и до 80 модульных серверов, причем задержка коммутации — в пределах 600 нс. Для использования в составе шасси MX выпущены четыре типа модулей на основе коммутаторов Ethernet и Fibre Channel.

К важнейшим архитектурным особенностям инфраструктуры MX представители Dell EMC относят отсутствие в шасси центральной объединительной платы (midplane) и возможность каждого сервера подключаться к модулям ввовода/вывода. Такое решение, утверждают разработчики PowerEdge MX, позволяет совмещать компоненты, созданные на основе технологий различных поколений, а также использовать без ограничений новейшие вычислительные и сетевые разработки.

Для управления новой инфраструктурой используется ПО OpenManage Enterprise Modular Edition (OME-M), которое поддерживается двумя выделенными аппаратными модулями.

Это ПО, поясняют в Dell EMC, созданное на основе дистрибутива Linux CentOS, способно управлять работой до 160 серверов, которые установлены в 20 шасси MX, обеспечивает конфигурирование модулей на базе профилей, поддерживает пользовательский доступ на основе ролевых политик. Встроенный интерфейс RESTful API позволяет интегрироваться с инструментами управления и консолями других производителей.

«Модульная серверная платформа PowerEdge MX предоставляет возможность использовать комбинацию решений виртуализации с высокой плотностью, программно-конфигурируемых систем хранения, программно-конфигурируемых сетей для развертывания таких масштабных проектов, как создание систем на основе искусственного интеллекта и больших данных», — говорится в блоге Dell EMC.

Проводя инвестиции в средства хранения, предприятия отдают предпочтение уже не унаследованным архитектурам, а программно-конфигурируемым системам, которые обеспечивают более высокую гибкость, упрощают снабжение и снижают административные расходы. Гиперконвергентные системы – объединяющие в едином виртуальном решении средства хранения, вычислительные ресурсы и сетевую функциональность, – вне всякого сомнения, находятся в их поле зрения.

Предприятия, проявляющие интерес к гиперконвергентным системам и рассматривающие их в качестве потенциальной замены унаследованных систем хранения категорий SAN (storage area network — «сеть хранения») и NAS (network attached storage — «подключаемое к сети устройство хранения»), побуждают крупных производителей систем хранения проводить свою гиперконвергентную игру, приобретая стартапы и выстраивая собственные предложения.

Усиление внимания со стороны потенциальных клиентов возымело свое действие: крупнейшим сегментом программно-конфигурируемых средств хранения становится гиперконвергентная инфраструктура, которая в ближайшие пять лет обещает среднегодовой рост на уровне 26,6%, а ее обороты, по прогнозам исследовательской компании IDC, в 2021 году достигнут 7,15 млрд долл.

«Гиперконвергентная инфраструктура является самым динамичным рынком во всем многомиллиардном сегменте хранения», – отметил директор IDC по исследованиям систем хранения Эрик Бердженер.

Шумиха вокруг гиперконвергентности

Гиперконвергентные платформы, как правило, работают на серверах массовой архитектуры и включают в свой состав гипервизор для виртуальных вычислений, программно-конфигурируемые системы хранения (Software Defined Storage, SDS) и средства виртуализации сетевых функций (Network Function Virtualization, NFV). Множество узлов объединены в кластеры и формируют пулы разделяемых вычислительных ресурсов и ресурсов хранения, которые спроектированы из расчета максимального удобства потребления – компании могут начинать с малого и наращивать потребление по мере необходимости. Использование стандартного оборудования позволяет сформировать инфраструктуру, которая с точки зрения управления оказывается более простой и гибкой по сравнению с традиционной корпоративной инфраструктурой хранения.

Основной причиной широкого распространения гиперконвергентной инфраструктуры является простота ее расширения. «Если ваш бизнес растет, и пришла пора расширяться, вы просто покупаете еще один x86-сервер с дополнительными средствами хранения и подключаетесь к остальной гиперконвергентной инфраструктуре, а за сбалансированность нагрузки отвечает уже программное обеспечение, – подчеркнул Бердженер. – Все очень просто, и это можно рассматривать как обычную единичную покупку».

Изначально гиперконвергентные системы были предназначены для инфраструктуры виртуальных рабочих столов и прочих систем общего назначения с предсказуемым потреблением ресурсов. Но со временем они превратились в специализированные решения для инфраструктуры виртуальных рабочих столов и масштабируемые платформы для баз данных, коммерческих приложений, средств взаимодействия, файловых сервисов и сервисов печати и т.д.

Основными потребителями гиперконвергентных систем на сегодняшний день являются малые и средние предприятия, но технологии совершенствуются, и уже в ближайшее время ситуация может измениться. Внимание крупных компаний привлекает, в частности, возможность независимого масштабирования вычислительных ресурсов и ресурсов хранения.

«Один из недостатков гиперконвергентной инфраструктуры, покупаемой в виде единого узла, заключается в том, что вы не можете адаптировать к своим потребностям производительность и емкость хранения независимо друг от друга, – указал Бердженер. – В небольших средах несоответствие производительности, как правило, не имеет особого значения. Но в крупной среде для того, чтобы получить желаемую емкость, организации приходится порой тратить на вычислительные компоненты гораздо больше, чем она хочет».

Решение заключается в том, чтобы позволить компаниям смещать гиперконвергентной инфраструктуры в сторону дезагрегированных моделей, не требующих миграции данных при изменении рабочей нагрузки.

«В крупных средах хорошо иметь возможность независимого масштабирования вычислительных ресурсов и ресурсов хранения, – указал Бердженер. – При использовании дезагрегированной модели в случае увеличения потребностей в емкости хранения вы можете получить ее, не оплачивая дополнительно увеличение вычислительных ресурсов. В 2018 году поставщики позволят клиентам настраивать свою гиперконвергентную инфраструктуру в рамках традиционной гиперконвергентной модели или дезагрегированной модели хранения. Клиенты растут, и поставщики не хотят терять их».

NVMe over Fabrics

Еще одним существенным нововведением в мире гиперконвергентной инфраструктуры является возможность создания гиперконвергентного решения с использованием технологии NVMe over Fabrics (Non-Volatile Memory Express — интерфейс для подключения устройств хранения, оптимизированный под скоростные накопители с энергонезависимой памятью. — Прим. ред.). В большинстве существующих гиперконвергентных систем кластерные узлы подключаются через Ethernet, что порождает вопросы локальности данных, поскольку предприятия пытаются создавать собственные гиперконвергентные среды. «Это одна из причин, сдерживающих дальнейшее распространение гиперконвергентных решений, – указал Бердженер. – Когда набор данных оказывается слишком велик для размещения его на одном узле, и для получения доступа к данным приходится переходить на другой узел, это приводит к весьма существенным задержкам».

Низкие задержки и высокая пропускная способность NVMe over Fabrics способствуют значительному улучшению ситуации.

«Если вы можете подключить узлы гиперконвергентной инфраструктуры через NVMe over Fabrics и использовать RDMA – удаленный прямой доступ к памяти – задержка не должна превышать 5 микросекунд независимо от того, находятся ли данные на том же самом узле или происходит обращение к другому узлу, – подчеркнул Бердженер. – А для большой схемы 5 микросекунд – это ничто».

Подключения NVMe могли бы снять вопросы, связанные с локальностью данных, если предположить, что все находится в той же самой кампусной среде. Устранение задержек откроет возможность использования гиперконвергентной инфраструктуры с большими наборами данных, что должно способствовать привлечению крупных компаний.

«Две причины, по которым крупные предприятия не хотели покупать гиперконвергентную инфраструктуру в прошлом, уже устранены благодаря дезагрегированному подходу и NVMe over Fabrics, – пояснил Бердженер. – А это значит, что среды с большими наборами данных могут функционировать в рамках этой архитектуры более эффективно».

Корпорация EMC представила 18 февраля в Москве гиперконвергентную систему VCE VxRail, созданную на основе собственных решений, а также технологий входящих в ее состав компании VMware и подразделения EMC Converged Platforms Unit. (Такое название VCE получила после приобретения EMC большей части доли Cisco в этом совместном предприятии (см. «EMC выкупает контрольный пакет VCE, своего СП с Cisco», Computerworld Россия, № 27, 2014.)

«VxRail полностью соответствуют требованиям гиперконвергентных систем. В этих интегрированных устройствах нет традиционных систем хранения, серверы со встроенными дисками формируют единое виртуализованное решение с общим ПО управления», — подчеркнул Андрей Николаев, руководитель направления облачных решений EMC в России и СНГ.

Основные компоненты VxRail — это серверы white-box (экономичные устройства без маркировки производителя), а также программное обеспечение VMware и EMC. Управление всей системой возложено на VCE VxRail Manager. Пользовательский интерфейс прост и понятен, как в программной платформе VMware EVO: Rail.

В интегрированный стек гиперконвергентного программного обеспечения входят инструментарий виртуализации систем хранения VMware Virtual SAN, платформа виртуализации VMware vSphere и система централизованного управления виртуализованными средами VMware vCenter Server.

VxRail поддерживает сервисы репликации, резервного копирования и облачного хранения данных EMC; многоуровневое облачное хранение реализуется во взаимодействии с VMware vCloud Air, Amazon Web Services, Microsoft Azure и рядом других облачных сервисов.

В EMC особо отмечают возможности ПО RecoverPoint for Virtual Machines, которое не только осуществляет репликацию отдельных виртуальных машин и их данных, но и обеспечивает автоматизированное аварийное восстановление критически важных бизнес-процессов. Для резервного копирования и восстановления данных используется интегрированное решение vSphere Data Protection, которое способно также размещать резервные копии непосредственно в системах хранения EMC Data Domain.

Гипергонвергентные системы VxRail содержат четыре вычислительных узла, установленные в шасси высотой 2U. В каждом узле младшей модели шесть процессорных ядер, в то время как в узлах старших моделей их число достигает 28. Предусмотрены гибридные и полностью твердотельные конфигурации VxRail с максимальной емкостью хранения каждого узла 10 и 19 Тбайт соответственно. Кластеры VxRail масштабируются до 16 устройств и 64 узлов, способных, как утверждают в компании, поддерживать более 3 тыс. виртуальных машин.

Выпуск VxRail выводит EMC на рынок гиперконвергентных систем и делает ее в этой области конкурентом таких компаний, как Nutanix и SimpliVity. До этого в портфель конвергентных предложений EMC входили «строительные блоки» vBlock и стоечные решения VxRack, рассчитанные на крупные предприятия. Системы VxRail, как подчеркивают в EMC, предназначаются для небольших компаний и филиалов корпораций.

Начальная стоимость VxRail — 60 тыс. долл. Российские партнеры EMC находят эти системы весьма перспективными для канала продаж. В 2015 году в России и других странах СНГ состоялось несколько поставок конвергентных систем корпорации, в том числе для предприятий среднего бизнеса.

По данным отчета IDC Worldwide Quarterly Converged Systems Tracker, в третьем квартале 2015 года объем мирового рынка конвергентных систем увеличился в годовом исчислении более чем на 6%, до 2,5 млрд долл. На долю гиперконвергентных систем приходится почти 11% этого рынка. Их продажи возросли за тот же период втрое и почти достигли 280 млн долл. Лидером сегмента интегрированных систем является VCE/EMC Converged Platforms Unit.

В преддверии грядущего объединения Dell и EMC Майкл Делл разместил на сайте Dell сообщение для партнеров и заказчиков VCE, в котором заверил их в своем намерении сохранить партнерские отношения с Cisco и продолжить использование в составе модулей vBlock ее серверных и сетевых продуктов.