Архитектура распределенного дата-центра

16 марта 2015 г. | Раторе Винай | Категория: Обсуждаем статью

Недавно я посетил Гонконг и, когда я проезжал через индустриальный район Коулун, мое внимание привлекли несколько огромных зданий с одним-двумя окнами, табличек на них не было. Я стал размышлять, что же это за здания: пенитенциарные учреждения или здания секретной службы правительства?

Потом я понял, что для тюрьмы или секретного объекта не хватает витой колючей проволоки в несколько рядов. К счастью, GPS на телефоне подсказал мне, что я проезжаю мимо крупного дата-центра.

В то время, как существует тенденция создания более крупных и мощных централизованных дата-центров для удовлетворения потребностей конечных пользователей, также есть и другой, менее заметный тренд, направленный на перемещение дата-центров поближе к пользователям, по такой же причине. Крупные ЦОДы повышают эффективность путем централизации ресурсов (например, ИБП, генераторы, теплохладотехника, доступ к сетевым провайдерам и проч.). Целью является минимизация затрат при сохранении максимальной функциональности и надежности самого дата-центра. Однако многие конечные пользователи все больше предпочитают, чтобы определенные критические элементы их IT-инфраструктуры располагались физически ближе к их офисам, а не в каком-то удаленном дата-центре. Это дало толчок разработке архитектуры  ЦОДа, расположенного в физической близости к заказчика (витруализированный дата-центр), и это в основном представляет собой сетевое расширение централизованного дата-центра в пространство, близкое к конечному пользователю, и при этом такой ЦОД продолжает оказывать традиционные услуги дата-центра. Для некоторых местностей, например, удаленных бизнес-парков, строительство дата-центров полного спектра услуг при меньшем масштабе может быть оправдано, в других случаях лучшим вариантом будет виртуальный ЦОД.

Почему большие централизованные ЦОДы хороши не для всех?

Сегодня многие организации гораздо больше зависимы от IT-инфраструктуры, нежели в прежние времена. Кроме того, они больше не хотят нести бремя управления комплексом IT – эта функция, как правило, далека от их профильной деятельности. Вместо этого они предпочитают отдать IT-ресурсы в такое место, где площади, электроэнергия и сетевые соединения всегда доступны в любом объеме, и ими можно управлять удаленно. Для некоторых предприятий эта модель создает дилемму: возникает вопрос «как мне работать с моими критическими приложениями в дата-центре, удаленном на 80 км, в котором есть другие пользователи, и который не легко доступен (физически)»? Некоторые бизнес-приложения не требуют таких параметров, например, определенные приложения отдела кадров или приложения заказчик/маркетинг, но другие, например, частный алготрейдинг, приложения 3D-моделирования, или процессы, ориентированные на большой объем сделок могут страдать от недостаточно быстрого отклика сети и нуждаться в более пристальном контроле. Альтернатива – держать собственное IT-подразделение, но в идеале хорошо бы передать его кому-то другому в управление.

Почему большинство крупных предприятий нуждаются в виртуализированном ЦОДЕ?

По мере того как пользователи движутся к облачным вычислениям, производительность и скорость инноваций (скорость изменений) становятся особенно важны. Это стимулирует стремление разметить часть инфраструктуры на высокопроизводительной контролируемой IT-площадке, в то время как другие составляющие системы могут эксплуатироваться через публичную инфраструктуру, формируя гибридную облачную сеть. Это стремление способствовало созданию новой облачной концепции, известной как гибридное облако. Гибридное облако определяется как объединяющее некую часть облачной инфраструктуры, работающую в публичном облаке, и другую часть – на частной площадке, обычно для выполнения специфических требований клиента, таких как безопасность, местоположение, доступность и надежность.

Многие крупные предприятия, включая финансовый сектор и ритейлеров, могут построить свое собственное частное облако на базе своей инфраструктуры, либо отдать задачу на аутсорсинг оператору/интегратору дата-центра, являющемуся владельцем ЦОДа и эксплуатирующей организацией, где будет доступ к широкому спектру прочих облачных услуг. Любое публичное облако может быть дополнено частным предложением, таким образом создавая полное гибридное решение.

Что такое виртуальный дата-центр?

Концепция виртуального дата-центра базируется одновременно на доходе и на возможностях. Виртуальный ЦОД – это всего лишь продолжение крупного централизованного, предлагающего те же услуги, но имеющий преимущество: он обслуживает специфические нужды предприятия. Создавая продукт для больших предприятий, как вариант – через кастомизированный виртуальный ЦОД, оператор сможет привлечь более крупные, высокодоходные предприятия в качестве конечных пользователей, расширяя свое присутствие в новых сегментах рынка. Фактически, многие компании из списка Fortune 500 уже задействованы в таких стратегиях и строят свои собственные частные сети, используя арендованные помещения и нанимая специалистов для управления сетью. Эта концепция виртуального дата-центра оказалась популярна в крупных столичных регионах, где пользователи разбросаны на обширной территории.

Преодоление сетевых ограничений

Ключевая задача – расширить сеть от центрального дата-центра к виртуальной площадке наиболее эффективным способом. Фактически, существует несколько способов решить эту сетевую проблему, включающую технологичность, простоту в эксплуатации и сверхвысокую производительность. Все ключевые эксплуатационные задачи так или иначе касаются использования пространства, потребления энергии и требований к высокопроизводительным сетям. В этом случае две технологические инновации дают шанс этим решениям стать реальностью: фотонная интегральная схема и оптические супер-каналы.

Фотонная интегральная схема

Ценность технологии – замещение множественных дискретных компонентов единым высоко интегрированным оптическим контуром, также известным как фотонная интегральная схема (ФИС). Ключевое преимущество ФИС в том, что она сокращает занимаемое место и потребляемое электричество, и в то же время дает более высокую производительность сети. ФИС основана на той же философии, как и интегральные схемы в ноутбуках, заменившие транзисторы, которые были намного крупнее и потребляли больше электричества. В конце концов, настоящая ценность фотонных схем заключается в том, что она берет компоненты с высоким энергопотреблением (сетевые лазеры) и интегрирует их в небольшое компактное устройство, занимающее намного меньше места и потребляющее намного меньше энергии.

Оптические супер-каналы

Оптические супер-каналы определены как совокупность небольших более мелких оптических каналов, сплетенных в единую крупную оптическую группу, дающую ту же высокую производительность, но при этом упрощающую управление меньшим количеством схем. Например, что вы предпочтете: управлять пятьюдесятью 10-гигабитными оптическими каналами или пятью 100-гигабитными?

Если мы принимаем за аксиому, что основанные на ФИС оптические супер-каналы – это самый простой и наименее затратный способ развертывания сетевых мощностей, то следующий вопрос – это вопрос надежности. К счастью, надежность технологии ФИС столь высока, что время ожидания отказа составляет миллиард часов (источник – Infinera). Это решение позволяет повысить надежность фотонных интегральных схем и упростить систему супер-каналов, обеспечивающих производительность.

Сети, которые максимизируют окупаемость

Применение ФИС и супер-каналов позволят не только увеличить эффективность сетей и эксплуатационных процедур, но также даст возможность повысить эффективность инвестиций. Однако, 500 Гб – это огромная мощность, но прогнозируемые потребности отдельного клиента могут не превысить 100-200 Гб/с. Чтобы решить эту дилемму, супер-канал может быть при необходимости «порезан» на доли путем программного управления. Говоря конкретно, поскольку супер-каналы и фотонные интегральные схемы тесно переплетены, клиенты могут просто активировать ту ширину полосы, какая им нужна, пропорционально 100 Гб/с, используя простую комбинацию клавиш, подобно тому, как они запускают программу на компьютере.

Заключение

По мере того, как рынок продолжает развиваться, будут сосуществовать два вида ЦОДов: большие централизованные дата-центры и менее крупные виртуализированные, расположенные ближе к пользователю. Концепция гибридного облака играет роль в этом процессе, поскольку она отвечает потребностям крупных предприятий «передвинуть» определенные критические ресурсы ближе к местонахождению заказчика, в то время как остальные активы могут храниться на более экономичных централизованных площадках. Это решение также дает возможность операторам дата-центров предложить другие сервисы, от базового виртуального хранилища и вычислительных услуг до IT-решения на основе полного аутсорсинга, что делает оператора незаменимым для предприятия. Критический элемент этого решения остается сеть, которая должна быть проста и эффективна. С точки зрения технологий, такие из них как фотонная интеграция и оптические супер-каналы, могут оказаться критически важными для того, чтобы обеспечить развертывание простого в управлении, эффективного и высокопроизводительного решения дата-центра.

Источник: www.datacenterdynamics.com  

Теги: Архитектура, Гонконг