Мобильный широкополосный доступ, социальные сети, аналитика Больших Данных и облачные сервисы требуют все больших ресурсов. Необходимую для этого инфраструктуру специалисты называют «третьей платформой». В данном контексте

Ежегодное увеличение объемов корпоративных данных на 40–60%, консолидация, виртуализация и облачные вычисления создают «новую реальность», которой должны соответствовать инфраструктура ЦОД и его ИТ-платформы. Как подчеркивают аналитики IDC, из-за взрывного роста объемов данных, а также количества и разнообразия устройств предъявляются новые требования к центрам обработки данных. По их прогнозам, за пять лет число обслуживаемых северами устройств вырастет втрое, количество виртуальных машин и пользователей ЦОД — вдвое, а объем данных — в шесть раз. Быстрыми темпами увеличивается сетевой трафик.

Возрастает и число виртуальных машин в инфраструктуре заказчиков: в 2008 году их стало столько же, сколько физических серверов, а в 2011 году — уже вдвое больше, и это не предел (см. Рисунок 1). При этом средняя «плотность» ВМ приближается к семи виртуальным машинам на сервер.

 

Рисунок 1. Виртуализация в регионе EMEA (по данным IDC).
Рисунок 1. Виртуализация в регионе EMEA (по данным IDC).

 

В России уже с 2007 года поставки серверов, «оптимизированных для ЦОД», значительно опережали поставки неоптимизированных решений (см. Рисунок 2). Причина — появление продуктов виртуализации, тогда еще первого поколения. Несмотря на отсутствие роста серверного рынка, эта тенденция будет сохраняться, чему способствует совершенствование решений виртуализации. Характерные черты «виртуализации 3.0» (с 2012 года) — появление полностью виртуализированных ЦОД, частные и публичные облака, адаптивная интеллектуальная инфраструктура, сервисная модель («ИТ как услуга») и снижение операционных расходов.

 

Рисунок 2. Доли различных типов серверов в России (по данным IDC).
Рисунок 2. Доли различных типов серверов в России (по данным IDC).

 

ЦОД постепенно переходят от классической инфраструктуры к динамической — с виртуализацией, автоматизацией процессов и самообслуживанием, что формирует основу для создания облачных решений и реализации модели «приложения как сервис». Виртуализация не ограничивается серверами и охватывает также системы хранения, сетевую инфраструктуру, рабочие станции (VDI) и приложения. Высокие требования предъявляются к сетевой инфраструктуре: наряду с обеспечением взаимодействия различного оборудования, построением подсетей между устройствами и отдельными площадками, минимизацией точек управления появляется необходимость применения определенных правил в отношении виртуальных серверов и сохранения этой политики при миграции нагрузки, в том числе в случае ее перераспределения между центрами данных.

Комплекс продуктов виртуализации стал достаточно многообразным, и во многих областях он представляет собой вполне сформировавшийся сегмент ИТ-отрасли. По данным IDC, Россия — один из лидеров в EMEA как по темпам роста рынка виртуализированных серверов, так и по его размерам. Основные события ИТ-отрасли текущего года IDC связывает с развитием так называемой третьей платформы. По прогнозу IDC, к 2020 году эти технологии, на которые сейчас приходится 22% расходов на ИТ, будут обеспечивать до 40% дохода и более 98% роста мирового ИТ-рынка. Стимулом является опережающее увеличение расходов на передачу данных в широкополосных мобильных сетях и наращивание объемов неструктурированных данных.

ВИРТУАЛИЗИРОВАННЫЙ ЦОД

Что же должна представлять собой эта масштабируемая и надежная ИТ-платформа для виртуализированных нагрузок? «На этот вопрос нет однозначного ответа и единого объективного мнения, — подчеркивает Владимир Щетинин, директор центра разработки инфраструктурных решений компании «Ай-Теко». — Практически все ведущие вендоры — НР, IBM, NetApp, EMC и другие — предлагают платформы для современных ЦОД с широким использованием виртуализации. Они обладают высокой надежностью, масштабируемостью и производительностью. Поэтому для заказчика определяющими факторами выбора зачастую становятся опыт работы с конкретным оборудованием, наличие специалистов, квалификация партнера-интегратора и его способность продемонстрировать преимущества оборудования конкретного вендора. Важно, чтобы платформа изначально создавалась для работы в виртуализированных средах».

Как считает Максим Захаренко, генеральный директор компании «Облакотека», главное — не пытаться строить универсальную платформу для нагрузок различных типов. Хотя у отдельных платформ есть общие свойства (максимальная автоматизация, программное управление и конфигурирование различных компонентов (Software-Defined), комплексная система мониторинга и учета), требования по SLA, TCO, надежности, производительности и масштабируемости элементов платформы будут разными — в зависимости от нагрузки.

Основными отличительными чертами современной ИТ-платформы должны быть в первую очередь адекватная функциональность, позволяющая эффективно справляться с поставленными задачами, и системная открытость как основа для развития системы и ее будущей модернизации, уверены в компании DSCon. Построение такой системы возможно только при тщательном проектировании и грамотном отборе компонентов. Естественно, при создании ЦОД главным критерием остается его пригодность для эффективного выполнения ключевых для предприятия задач.

В современном представлении оптимальной платформой для виртуализированных нагрузок является программно-аппаратный комплекс, построенный с учетом его применения в облаке, констатирует Андрей Сысоев, руководитель группы систем виртуализации и управления данными компании «Комплит». На рынке имеется множество надежных, гибких в управлении и хорошо масштабируемых решений. В серверной части в эту концепцию отлично вписываются модульные серверные решения (blade), в системах хранения можно отметить HP P4000, HP 3PAR или IBM XIV, а в качестве ПО — VMware.

В прошлом году VMware представила новую концепцию «программно определяемых ЦОД» (Software-Defined Data Center, SDDC). Главная идея — использовать преимущества виртуализации на всех уровнях ЦОД, включая вычисления, хранение данных и сети, что предполагает наличие стандартизированного целостного подхода к IaaS (предоставлению инфраструктуры как сервиса). В основе SDDC — комплексное решение vCloud Suite, объединяющее в себе целый набор продуктов VMware для виртуализации, облачной инфраструктуры и управления ею (см. Рисунок 3).

 

Рисунок 3. VMware рассматривает SDDC как важный шаг на пути упрощения использования ИТ, предлагая клиентам все, что им потребуется для построения
Рисунок 3. VMware рассматривает SDDC как важный шаг на пути упрощения использования ИТ, предлагая клиентам все, что им потребуется для построения и эксплуатации облачных сред, а также для управления ими.

 

Не приходится сомневаться, что концепция SDDC и идея предоставления ЦОД как услуги, продвигаемые VMware, HP и другими крупными вендорами, в конечном счете будут реализованы, уверен Владимир Щетинин. «В пользу этого говорит тот факт, что технологии виртуализации стали широко применяться не только в серверных парках предприятий, но и для виртуализации СХД, отдельных элементов сетевой инфраструктуры и приложений. Постепенно растет число заказчиков, осуществляющих виртуализацию некоторых бизнес-критичных приложений. Налицо тенденция постепенного абстрагирования функционала вычислительных комплексов ЦОД от физической инфраструктуры. В рамках концепции SDDC в этот процесс включаются, кроме прочего, SDN и протокол OpenFlow. Разумеется, в настоящее время ни о каком широком использовании SDDC речи не идет, но первые подобные проекты появятся, судя по всему, уже в 2014 году. А пока я рекомендовал бы в максимальной мере пользоваться теми элементами SDDC, которые уже опробованы и доступны. В частности, преимуществами виртуализации СХД и автоматизации ЦОД».

По словам Владимира Прохорова, начальника управления пресейлинга компании «Техносерв», общей тенденцией стали удешевление и унификация вычислительной платформы. Повсеместно наблюдается переход к серверной инфраструктуре x86. Детали при этом зависят от приоритетов. Если требуется единая платформа для различных типов нагрузок с максимальной консолидацией, то выбор делается в пользу мэйнфреймов. Если же снижение капитальных затрат важнее, чем унификация и высокие показатели RAS, то у горизонтально масштабируемых систем стандартной архитектуры в связке с популярными гипервизорами vSphere, Hyper-V или Xen, конвергентными сетями передачи и виртуализированными хранилищами практически нет альтернативы.

По замечанию Ивана Батова, руководителя управления корпоративных систем компании «Астерос», виртуализация уже используется очень широко и требования к основным компонентам надежной виртуальной ИТ-инфраструктуры вполне понятны: «Прежде всего, это программно-аппаратный комплекс с отказоустойчивой архитектурой и широкими возможностями масштабирования без принципиального ее изменения. Конкретные требования к отказоустойчивости определяются в первую очередь задачами бизнеса, но, как правило, практически любая создаваемая виртуальная ИТ-инфраструктура обладает подобными функциями, недоступными для классической архитектуры, когда операционная система устанавливается на физический сервер без прослоек виртуализации (если говорить о решениях одного ценового порядка)».

Развитием отказоустойчивой среды виртуализации является распределенная катастрофоустойчивая ИТ-инфраструктура, позволяющая обеспечить предоставление сервисов в случае выхода из строя целого ЦОД. Для создания подобной среды нужны два или более ЦОД с аналогичными конфигурациями виртуальной ИТ-инфраструктуры. Кроме того, при построении катастрофоустойчивых систем приходится решать достаточно специфичные вопросы, такие как зеркалирование СХД, обеспечение сетевой поддержки распределенной системы, использование ПО для выполнения сценариев перехода на другой ЦОД и т. д., что существенно повышает стоимость решения в целом. Отказоустойчивой и надежной может быть виртуальная ИТ-инфраструктура самых разных масштабов и стоимости, конкретные же требования к решению, его возможности и цену определяет бизнес, резюмирует Иван Батов.

Основными компонентами виртуальной инфраструктуры являются:

  • вычислительный комплекс, включающий в себя некоторое количество однотипных (идентичных по архитектуре) виртуализированных серверов, у которых имеются дублированные подключения к системе хранения данных и локальной сети (характеристики серверного комплекса должны рассчитываться так, чтобы консолидация виртуальных нагрузок повышала эффективность использования виртуализации);
  • система хранения данных, обеспечивающая хранение виртуальных серверов и, в некоторых случаях, загрузку физических серверов;
  • сетевая инфраструктура, позволяющая взаимодействовать виртуальным серверам и внешним системам;
  • система резервного копирования, куда посредством специальных агентов сохраняются образы виртуальных серверов и данных приложений.

По словам Максима Захаренко, сетевая инфраструктура виртуализированного ЦОД должна предусматривать возможность настройки под каждого клиента, то есть выполняться в архитектуре SDN, а также поддерживать высокоуровневые услуги — в первую очередь связанные с безопасностью передачи данных (IPSec VPN) и защитой от внешних атак (IDS/IPS).

Как считают в компании DSCon, одной из основных особенностей сетевой инфраструктуры современного ЦОД является гетерогенность. Ограничения в энергопотреблении и размерах системы заставляют использовать единую кабельную систему для передачи прикладных данных и трафика сети хранения данных. В этих условиях актуальной становится возможность применения наиболее производительных сетевых технологий: 40/100GbE, Infiniband и т. п.

На данный момент технология 10GbE позволяет решить подавляющее большинство задач ЦОД, но его сетевая инфраструктура должна быть готова к поддержке таких технологий, как VXLAN и Private VLAN, подчеркивает Дмитрий Гачко, генеральный директор группы компаний «ИТ-Град». В корпоративных ЦОД желательно использовать унифицированную архитектуру с поддержкой протокола FCoE/FC, например на базе коммутаторов Cisco Nexus.

«Вряд ли можно сказать, что сейчас происходит принципиальная трансформация сетевой инфраструктуры ЦОД, — отмечает Иван Батов. — Скорее, в связи с широким распространением виртуализации, назрела потребность в некоторых изменениях, прежде всего в том, что касается интеграции сети с серверными фермами. Существующая схема ‘‘виртуальный сервер – виртуальный коммутатор – сетевой адаптер – физический коммутатор’’ достаточно сложна для администрирования, локализации и устранения проблем, когда речь идет о большом количестве серверов и регулярных изменениях. На рынке уже появляются решения, существенно упрощающие эту связку».

Виртуализированный ЦОД предназначен для обеспечения гибкости и оперативности деятельности предприятия за счет эффективного использования ресурсов. Однако, повышая эффективность использования ресурсов ЦОД, виртуализация усложняет инфраструктуру, что требует применения иного подхода к управлению ею, в том числе отдельными операциями. Все больше предприятий приходят к пониманию того, что для получения максимальной отдачи от капиталовложений необходимо переходить к комплексному управлению виртуализированными ЦОД — к контролю, эксплуатации и планированию вычислительных и сетевых ресурсов, а также ресурсов хранения данных, рассматривая все это как целостную среду.

Как полагают в компании Cisco, частное облако превосходит по эффективности виртуализированную инфраструктуру за счет высокой нагрузки и лучшего использования ресурсов. От виртуализированного ЦОД оно отличается более высоким уровнем управления («оркестрации»), унификацией управления (см. Рисунок 4) и предоставлением ИТ в виде облачных сервисов в соответствии с определением NIST. Физический уровень облачной инфраструктуры включает в себя серверы, СХД и сетевые компоненты, а ПО абстрагирует эти ресурсы посредством технологии виртуализации и тем самым позволяет добиться присущей частному облаку гибкости с возможностью оперативного выделения и освобождения ресурсов, снизить TCO и привести ИТ в соответствие с требованиями бизнеса. Для бесперебойной работы сервисов облако должно обладать высокой надежностью. Для этого провайдеру необходимо эффективно управлять сервисами и применять средства резервирования и автоматизации.

 

Рисунок 4. Унифицированное управление платформой виртуализации.
Рисунок 4. Унифицированное управление платформой виртуализации.

 

ЦОД И УПРАВЛЕНИЕ

В связи с увеличением плотности размещения оборудования инфраструктура ЦОД испытывает все возрастающие нагрузки, поэтому она должна быть эффективной как в части инженерной составляющей (от каждой стойки приходится отводить все большее количество тепла), так и с точки зрения управления, считает Владимир Прохоров. Ведь в виртуальных и тем более облачных средах на развертывание или перенастройку системы отводится намного меньше времени. При этом виртуализация значительно упрощает переход к управлению по методу ITSM и к «монетизации» сервисов, предоставляемых ЦОД.

Чтобы ЦОД был максимально эффективным, требуются мониторинг и управление достаточно большим количеством параметров, для чего нужна единая система управления, рассказывает Иван Батов. Такая комплексная система позволяет осуществлять расчет стоимости в облачном решении и прогнозировать эффективность потребления внешних ресурсов с большей точностью.

Система управления виртуальными серверами — неотъемлемая часть виртуальной ИТ-инфраструктуры. Она включает в себя следующие функции: создание/удаление виртуальных серверов (в том числе перенос физических серверов в виртуальную среду — P2V); изменение их конфигурации; создание/удаление шаблонов виртуальных серверов; запуск, остановку, перезагрузку виртуального сервера; настройку службы обеспечения высокой доступности; мониторинг использования и перераспределение вычислительных ресурсов физических серверов виртуальными серверами; разграничение доступа пользователей к виртуальным серверам; управление хост-серверами и мониторинг загрузки их вычислительных ресурсов; установку, настройку и обновление ОС хост-серверов; управление лицензиями на компоненты среды виртуализации.

Для эффективной эксплуатации ЦОД необходимы системы мониторинга и автоматизации, с помощью которых можно контролировать как физические, так и виртуальные ресурсы, поясняет Владимир Щетинин. Все это позволяет минимизировать риски, связанные с ошибками персонала. Особое внимание следует уделить средствам обеспечения высокой доступности, отказоустойчивости и катастрофоустойчивости систем ЦОД с использованием технологий виртуализации. Для ЦОД среднего и крупного размера понадобятся средства сквозного управления, и на рынке есть решения, которые позволяют управлять как аппаратной составляющей, так и виртуальной.

Что касается управления ЦОД в соответствии с открытыми стандартами, то, уверен Дмитрий Гачко, значимость таких стандартов преувеличена — они необходимы только в крупных инсталляциях (500 серверов и выше) и там, где высока динамика типовых изменений в инфраструктуре. «Свои решения предлагают как производители продуктов ITSM, так и поставщики оборудования. Я бы рекомендовал обратить внимание на продукты Cloupia (подразделение Cisco). В то же время инженерные системы ЦОД и ИТ зачастую обслуживаются разными подразделениями либо вообще сторонней организацией, поэтому я сторонник того, чтобы охлаждение и электропитание отделялись от серверного и сетевого оборудования на уровне управления».

Говоря о возможностях внедрения средств автоматизации ЦОД (Data Center Automation, DCA), Дмитрий Гачко отметил, что, как и в случае любого новшества, в этой области пока «много маркетинга и мало реальной готовности ПО и оборудования», но по мере усовершенствования технологий появятся и реальные применения. Тем не менее с распространением виртуализации возрастает и потребность в автоматизации, так как ошибки при конфигурировании, допущенные администраторами, могут приводить к серьезным авариям. К функциям DCA относятся автоматизация рутинных задач администрирования, контроль за соблюдением корпоративных стандартов на компонентах ЦОД, автоматизированное разрешение инцидентов в случае возникновения известных аварий, рассказывает Сергей Кунько, руководитель группы управления ресурсами ЦОД компании «Комплит». «Интерес к DCA — замечает он, — увеличивается с внедрением облачных сервисов, где наиболее востребованы средства автоматизации выделения ресурсов».

Возрастает и роль планирования ЦОД, и у производителей уже есть множество инструментов, например VMware Capacity Planner, рассказывает Андрей Сысоев. Применение этого продукта ведет к снижению затрат на ПО и аппаратную часть, так как позволяет получить точные данные о рабочих нагрузках и коэффициентах консолидации, а также верно их интерпретировать. «В существующих ЦОД я бы рекомендовал использовать системы оперативного управления и планирования мощностей. Многие заказчики, активно использующие виртуализацию, после внедрения таких инструментов и программной реорганизации ЦОД действительно высвободили ресурсы, которые считали занятыми или неэффективно расходуемыми, — поясняет он. — У каждого вендора и интегратора есть определенные «наборы» ПО и аппаратных систем, которые опробованы и прекрасно работают вместе, и недооценивать этот опыт, конечно, нельзя. Однако на этапе проектирования нужно больше внимания уделять различным ограничениям и допущениям (от нестабильных каналов передачи данных до требований безопасности и прикладного ПО) и внимательно прорабатывать их, внося изменения в шаблонные архитектуры. Если учесть все эти нюансы, риски будут вполне адекватными».

В виртуализированных центрах данных важно управлять не только ресурсами, но и предоставляемыми на их основе услугами. Следующим этапом развития виртуальной ИТ-инфраструктуры является расширение системы управления для самообслуживания пользователей, учета и тарификации потребляемых ресурсов, а также управления жизненным циклом виртуальных ресурсов, то есть фактически превращение системы виртуализации в полноценное облако с сервисами IaaS.

«Если говорить о публичных сервисах для SMB и физических клиентов, то эти возможности им жизненно необходимы, но крупным заказчикам они пока не нужны, прежде всего из-за неготовности технологий, — полагает Дмитрий Гачко. — Зачастую проект для крупного клиента является уникальным, и реализовать его удается, скорее, вопреки возможностям современных решений. К сожалению, практика «маркетингового забегания» при незавершенности разработок становится распространенной».

Как считает Сергей Кунько, степень интеграции и унификации систем управления должна соответствовать требованиям предоставления услуг при условии, что это будет коммерчески оправданно. В случае облачных сервисов централизованное управление позволяет создавать гетерогенные услуги, программные компоненты которых расположены как в виртуальной, так и в физической среде. Кроме того, для контроля доступа и организации единой «точки входа» для потребителей может потребоваться возможность влиять на конфигурацию сетевой инфраструктуры. А интеграция с инженерными системами способна дать экономию используемых ресурсов. Например, при увеличении нагрузки потребление электроэнергии процессором растет нелинейно, и распределение этой нагрузки без потери качества обслуживания обеспечит снижение энергозатрат при сохранении производительности.

«Система управления должна быть, с одной стороны, максимально проста в использовании, с другой стороны — охватывать все компоненты серверного комплекса, системы хранения данных, инженерное оборудование, сетевую инфраструктуру и т. д., чтобы при возникновении проблемы можно было проследить всю цепочку — от пострадававших приложений или нарушенных SLA до первопричины, например в виде вышедшего из строя диска, — уверен Владимир Прохоров. — Тотальная автоматизация ЦОД нередко сдерживается из-за того, что такие проекты требуют серьезных изменений в устоявшихся регламентах работы, и немногие центры обработки данных к этому готовы».

С появлением виртуализации и облачных вычислений более сложной задачей становится обеспечение безопасности ИТ, подчеркивает Андрей Сысоев. С учетом специфики виртуальных нагрузок зачастую для этого приходится использовать множество различных инструментов, в том числе от разных производителей, что делает процесс достаточно сложным. Инфраструктура ЦОД должна быть, во-первых, максимально управляемой и автоматизированной (поэтому придется потратить средства на внедрение систем управления и прогнозирования), а во-вторых, максимально безопасной — причем с сохранением той же степени гибкости, прежнего уровня автоматизации рутинных задач, ввода новых сервисов и т. д.

«Средства оперативного управления, планирования мощностей и обеспечения безопасности помогают получить полную отдачу от технологий виртуализации, — считает Андрей Сысоев. — На мой взгляд, прекрасно зарекомендовал себя VMware Operations Manager Suite, очень хороший инструментарий предлагает и компания Veeam. Для обеспечения безопасности в виртуальной среде весьма неплох продукт vGate. К тому же на рынке достаточно много разнообразных аппаратных систем, которые позволяют работать с большим количеством гипервизоров, — например, такое предложение есть у HP. Корпоративные заказчики это понимают. Точно так же, внедряя виртуализацию в ЦОД, они осознавали, что за счет консолидации могут получить максимальную отдачу от каждого мегабайта и мегагерца. А теперь с помощью инструментов управления можно задействовать современный функционал виртуализации на все 100%. Дело за выбором вендора и подхода к управлению».

«Что касается управления облачными услугами, то мы говорим об автоматизации предоставления типовой услуги большому количеству потребителей и оперативном освобождении ресурсов после окончания подписки, — поясняет Сергей Кунько. — Почему такие модели, как IaaS и SaaS, востребованы в наше время? Подобная форма оказания услуг позволяет потребителю снять с себя часть рисков, связанных с поддержанием постоянной доступности услуги, и переложить их на поставщика. Для контроля за характеристиками отдельной услуги существует соглашение об уровне обслуживания. Роль автоматизации, помимо оперативного предоставления продукта (сервиса) по запросу, состоит еще и в сборе основных показателей, позволяющих контролировать уровень обслуживания. Кроме того, для оперативного выявления возможных сбоев в работе сервиса необходим мониторинг основных компонентов и автоматическое создание сервисно-ресурсной модели услуги. В ней будут отображены взаимосвязи между компонентами, что позволит выявить основную причину проблем или эмулировать различные аварийные ситуации». Готовые к развертыванию интегрированные платформы виртуализации, предлагаемые вендорами, сделают внедрение виртуализации более простым и избавят заказчика от проблем, связанных с интеграцией разнородных систем.

ИНТЕГРИРОВАННЫЕ КОНВЕРГЕНТНЫЕ ПЛАТФОРМЫ

Виртуализация рассматривается сегодня как основа облачной модели, а развитие соответствующих технологий сделало их инструментом управления и оптимизации для широкого круга задач. Она стала и ключевым элементом интегрированных конвергентных систем, объединяющих серверы, системы хранения и сетевое оборудование. Такие системы поставляются практически всеми ведущими вендорами (см. Рисунок 5).

 

Рисунок 5. Виртуализация — основа облачной модели (по данным IDC).
Рисунок 5. Виртуализация — основа облачной модели (по данным IDC).

 

По информации IDC, в предыдущие два года российские предприятия активно внедряли частные облака, и аналитики прогнозируют быстрый рост российского рынка облачных сервисов (см. Рисунок 6). Развертывание различных типов облаков стимулирует спрос на конвергентные решения. В IDC конвергенцию рассматривают в качестве основного направления развития ИТ-инфраструктуры. Такие системы, как Cisco UCS, HP CloudSystem Matrix, IBM Cloudburst и VCE vBlock, объединяют серверы, СХД и сетевое оборудование не только аппаратно, но и с точки зрения систем управления, а кроме того, предполагают использование виртуализации.

 

Рисунок 6. Российский рынок облачных сервисов, млн долларов (по данным IDC).
Рисунок 6. Российский рынок облачных сервисов, млн долларов (по данным IDC).

 

 

Рисунок 7. Приоритеты заказчиков в расходах на ИТ (прогноз по миру на 2013 год, по данным опросов IDC).
Рисунок 7. Приоритеты заказчиков в расходах на ИТ (прогноз по миру на 2013 год, по данным опросов IDC).

По оценкам IDC, к 2015 году применение конвергентных решений в ЦОД приведет к сокращению расходов на ИТ-платформы на 13 млрд долларов, или почти на 10%. Кроме того, в IDC отмечают смещение приоритетов. Проводимые по всему миру опросы показывают, что при планировании развития своих ИТ-ресурсов заказчики ориентируются на частные облака (см. Рисунок 7) и принимают во внимание возможности автоматизации и гибкость решений, при этом огромное значение приобретает модульность продуктов.

Предприятия уже не интересуются оборудованием как таковым и не фокусируют свое внимание на его отдельных компонентах. В IDC подчеркивают: успешное решение стоящих перед ИТ-инфраструктурой бизнес-задач зависит от реализации «ИТ как сервиса» (внешнего или внутреннего). Ориентированные на облачные сервисы интегрированные ЦОД, основанные на модульных, конвергентных системах с применением виртуализации, наилучшим образом соответствуют задачам компаний, считают аналитики. Они отмечают также нивелирование грани между серверами и СХД, констатируют рост требований к сетевому оборудованию.

Предлагаемые вендорами готовые к развертыванию интегрированные платформы удобны для «быстрого старта» при создании частного облака, считает Максим Захаренко: «Вендор подбирает сочетающиеся между собой компоненты, предлагает готовое решение и дополняет их минимально необходимым комплектом автоматизации. Однако создавать на их основе коммерческий виртуальный ЦОД в расчете на добавление в будущем возможностей, о которых сегодня есть только общее представление, я бы не стал».

Готовые интегрированные платформы могут представлять собой моновендорные решения, но чаще это комплексные решения от разных производителей. Они могут предназначаться для конкретных задач или быть достаточно универсальными. «Если говорить о создании среды виртуализации, то наш опыт показывает, что в подавляющем большинстве случаев виртуальная ИТ-инфраструктура строится без применения интегрированного решения, — рассказывает Иван Батов. — Это не удивительно, ведь подобрать оптимальный набор из разных компонентов намного проще. Однако моновендорное решение удобнее с точки зрения технической поддержки. В то же время, когда речь идет о создании облака, то есть среды виртуализации с расширенными возможностями управления ресурсами, необходимо тщательно оценивать трудоемкость интеграции сторонней системы управления с оборудованием и ПО. В таком случае имеет смысл подумать о применении интегрированной системы».

Интегрированные системы сегодняшнего дня — это действующие модели ЦОД будущего, полагает Андрей Лукичев, бизнес-архитектор из компании «Инфосистемы Джет». Они полнофункциональны, но несколько ограниченны в размерах. Одна такая система представляет собой ЦОД в миниатюре, удовлетворяющий требованиям среднего предприятия или филиала крупного. С ростом вычислительных мощностей, емкости хранения, скорости передачи данных они будут становиться все больше и мощнее. Показательно, что все вендоры уже просчитали будущие выгоды и работают в этом направлении.

По словам Владимира Прохорова, основной эффект от интегрированных систем заключается в значительном сокращении времени внедрения и снижении рисков за счет предварительной архитектурной проработки, сборки и тестирования вычислительного комплекса. Дополнительный положительный эффект таких комплексных решений, как vBlock, заключается в единой поддержке со стороны вендора, сокращении стадии проектирования и единой «точке входа» для сервисных случаев.

«Все зависит от требований конкретного бизнеса. Если критична скорость ввода новых сервисов в эксплуатацию, то, безусловно, эти системы отлично справятся с такой задачей. Некоторые заказчики используют их для снижения влияния «человеческого фактора» — ошибок инженеров и администраторов при вводе в эксплуатацию сервисов или крупных изменениях в структуре, что тоже более чем оправданно», — поясняет Андрей Сысоев.

Еще один путь — применение разработанных референсных архитектур (см. Рисунок 8). «Очевидно, что такие эталонные архитектуры для реализации виртуализированных ЦОД и частных облаков с уже опробованными производителями конфигурациями — вычислительными, сетевыми ресурсами, системами хранения и программными компонентами крайне полезны и важны, — уверен Дмитрий Гачко. — Самыми очевидными достоинствами представляются сокращение сроков проектирования и, как следствие, ускоренный запуск оборудования в работу. Например, ЦОД на базе архитектуры FlexPod (Cisco UCS + СХД NetApp) вводится в эксплуатацию через две недели после поставки оборудования. Отметим и высокую надежность решения за счет проработки его архитектуры самим вендором. Разумеется, такой подход уменьшает вероятность возникновения инцидентов».

 

Рисунок 8. Эталонная архитектура Cisco и EMC включает в себя коммутаторы Cisco Nexus 5548UP и Cisco 6248UP Fabric Interconnect, модульное шасси Cisco UCS 5108 с двумя экстендерами, восемь модульных серверов Cisco UCS B200 M2, унифицированную платформу хранения EMC VNX5300 с дисковыми полками. Все системы и подключения резервируются, виртуализацию серверов обеспечивает гипервизор Microsoft Hyper-V. Такую архитектуру можно реконфигурировать в соответствии с требованиями бизнеса.
Рисунок 8. Эталонная архитектура Cisco и EMC включает в себя коммутаторы Cisco Nexus 5548UP и Cisco 6248UP Fabric Interconnect, модульное шасси Cisco UCS 5108 с двумя экстендерами, восемь модульных серверов Cisco UCS B200 M2, унифицированную платформу хранения EMC VNX5300 с дисковыми полками. Все системы и подключения резервируются, виртуализацию серверов обеспечивает гипервизор Microsoft Hyper-V. Такую архитектуру можно реконфигурировать в соответствии с требованиями бизнеса. 

 

Использование референсных архитектур и «лучших практик» ведущих вендоров, безусловно, существенно снижает риски при проектировании и внедрении, считает Владимир Щетинин. «Как правило, готовые интегрированные решения имеют преимущества перед системами, созданными путем интеграции различных компонентов, по скорости развертывания и удобству управления и эксплуатации. Скажем, на развертывание и внедрение интегрированной системы требуется от нескольких часов до двух-трех дней, в то время как при «самосборе» — несколько недель. С ТСО все не так однозначно. В ряде случаев можно создать систему, ТСО которой будет ниже, но скоростью внедрения и удобством эксплуатации в этом случае придется пожертвовать».

По мнению Дмитрия Гачко, готовые решения помогают повысить операционную эффективность виртуализированных и подготовленных к поддержке облачных технологий центров обработки данных и обеспечить соответствие операций согласованным уровням обслуживания. Например, для FlexPod имеется проектная документация для любой распространенной задачи, в том числе для реализации полностью безопасного решения, позволяющего выполнять задачи с разными параметрами SLA.

Для виртуализированных нагрузок характерны высокая плотность (в случае консолидации оборудования) и динамическое потребление мощности, поэтому инженерная инфраструктура тоже должна соответствовать требованиям ИТ, подчеркивает Алексей Соловьев, системный архитектор подразделения IT Business компании Schneider Electric. Если цели консолидации не преследуются и физические хосты распределяются по стойкам машинного зала равномерно, нужно лишь убедиться в том, что добавление нового оборудования не вызовет превышения проектных параметров электропитания и охлаждения в конкретной стойке. Когда эти параметры находятся в пределах проектных значений, дополнительных изменений не требуется. При недостатке электропитания и охлаждения в стойке уместно рассмотреть создание специальной локальной зоны для виртуализированной нагрузки.

В большинстве случаев это выгоднее, чем модернизация и увеличение мощности инженерных систем на уровне машинного зала и ЦОД. В работающем ЦОД такая модернизация должна производиться без отключения существующей нагрузки.

СХД В ЦОД НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Основные требования к масштабируемой и надежной ИТ-платформе для виртуализированных нагрузок следующие: однотипное решение в части серверной составляющей, высокопроизводительная коммуникационная среда (например, на базе 10GbE) и высокопроизводительная и масштабируемая система хранения данных, поддерживающая нагрузки разного типа. «По мере эволюции ЦОД система хранения данных начинает главенствовать. Она становится сердцем ЦОД и во многом определяет его готовность к современным требованиям, а также обеспечиваемые им возможности и гибкость, — поясняет Дмитрий Гачко. — Я имею в виду поддержку протоколов доступа, в первую очередь файловых протоколов NFS/SMB. Немаловажное значение имеют функции репликации данных и поддержка кеширования средствами флэш-накопителей. А для краткосрочного резервирования данных крайне актуальна поддержка мгновенных снимков без потерь в производительности».

 

Рисунок 9. Как считают в компании HGST, при существенном снижении соотношения «цена / емкость в гигабайтах» и намного больших скоростях доступа дисковые системы резервного хранения и архивирования будут постепенно вытеснять ленточные устройства.
Рисунок 9. Как считают в компании HGST, при существенном снижении соотношения «цена / емкость в гигабайтах» и намного больших скоростях доступа дисковые системы резервного хранения и архивирования будут постепенно вытеснять ленточные устройства.

 

 

Рисунок 10. Снижение стоимости (доллар/Гбайт) и увеличение поставок (в единицах продукции) накопителей SSD корпоративного класса (по данным HGST).
Рисунок 10. Снижение стоимости (доллар/Гбайт) и увеличение поставок (в единицах продукции) накопителей SSD корпоративного класса (по данным HGST).

По прогнозам HGST, объем хранимых данных вырастет с 750 до 3500 Эбайт и 85% данных будут храниться на дисках (см. Рисунок 9). Основным драйвером этого роста станут облачные приложения. Если 10–15 лет назад разница между соотношениями производительность/стоимость у памяти и устройств хранения была 10–15-кратной, то теперь этот разрыв быстро сокращается благодаря все более широкому использованию флэш-памяти и твердотельных накопителей SSD (см. Рисунок 10), а также появлению гибридных дисков. Между тем среднегодовой темп увеличения емкости дисковых накопителей, по прогнозам аналитиков, до 2016 года будет составлять лишь 20%, что втрое ниже по сравнению с ростом объемов хранимых данных. Отчасти решить эту проблему позволит развитие дисковых устройств хранения, оптимизированных не по производительности, а по емкости хранения (см. Рисунок 11).

 

Рисунок 11. Спрос на емкость корпоративных систем хранения растет быстрее, чем возможности увеличения плотности размещения информации (по данным HGST).
Рисунок 11. Спрос на емкость корпоративных систем хранения растет быстрее, чем возможности увеличения плотности размещения информации (по данным HGST).

 

Несмотря на увеличение объема данных, накапливаемых организациями, частый доступ к большей их части не требуется. Для оптимизации производительности ИТ многие предприятия переносят менее важную информацию, такую как архивные или редко используемые данные, на ленточные системы хранения, что позволяет повысить эффективность и надежность хранения, высвобождая ресурсы ИТ-систем.

Ленточные системы хранения более экономичны. В отличие от дисковой, такая СХД не требует больших затрат на электропитание или охлаждение, поэтому, согласно прогнозам, число организаций, которые будут использовать ленточные СХД, возрастет. Как считают в Oracle, к 2017 году 55% цифровых данных будут храниться на лентах, тогда как сегодня эта цифра равна 40%. Кроме того, ожидается, что количество данных, хранящихся на дисках, уменьшится за тот же период с 55 до 35%.

Как показывает исследование компании 451 Research, проведенное в декабре 2012 года, самую большую долю среди применяемых в настоящее время систем хранения в ЦОД составляют дисковые массивы SAN корпоративного уровня (68%). Унифицированные системы хранения среднего класса отстают ненамного — 51%. Эти дисковые массивы становятся все популярнее благодаря тому, что обеспечивают файловый и блочный доступ к данным (SAN+NAS) (см. Рисунок 12). На долю корпоративных дисковых массивов NAS приходится 40%. Характерно, что из пяти представленных в отчете типов систем хранения самое большое число пользователей (12%) планирует внедрить унифицированные СХД — в ближайшие полгода (4%), в течение полутора лет (2%) или в более отдаленное время (6%). Компании собираются активно развертывать массивы для работы с Большими Данными (в те же сроки — 2, 4 и 2% соответственно). Сейчас их используют 18% респондентов — почти столько применяют объектные СХД.

 

Рисунок 12. 12% опрошенных собираются развернуть унифицированные системы хранения в своих ЦОД, в то время как лишь 3–4% планируют внедрение массивов SAN или NAS (по данным 451 Research).
Рисунок 12. 12% опрошенных собираются развернуть унифицированные системы хранения в своих ЦОД, в то время как лишь 3–4% планируют внедрение массивов SAN или NAS (по данным 451 Research).

 

Унифицированные платформы облегчат работу ИТ-специалистов: дополнительную емкость можно приобретать, не принимая окончательного решения о том, как будет организован к ней доступ — посредством файловых или блочных протоколов. Некоторые унифицированные системы предусматривают и другие варианты, например объектное хранение. Однако такой подход, считают аналитики, годится не для всех. Унифицированные СХД могут оказаться дорогостоящим выбором, поэтому, если нет острой потребности в поддержке нескольких протоколов, предпочтительнее устанавливать шлюзы.

По мнению аналитиков IDC, непредвиденные затраты на аппаратное обеспечение и неэффективное использование хранилищ данных зачастую являются критическими факторами, тормозящими консолидацию серверов, а по оценкам IBM, за счет виртуализации СХД можно на 25% снизить требования к дисковому пространству, на 33–70% сократить расходы на оборудование, примерно на 50% уменьшить затраты на поддержку и на 33% — на гарантийное обслуживание.

Сегодня специалисты стараются оптимизировать ЦОД на разных уровнях, снизить энергопотребление, уменьшить риски и контролировать затраты. Новые разработки и подходы в области инфраструктуры ИТ становятся действенными средствами борьбы за сокращение издержек. Основной особенностью текущего года станет переход компаний от исследований в области «третьей платформы» к полноценной конкуренции и созданию реальных эффективных решений.

Сергей Орлов — ведущий редактор «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF