Infrastruktura hiperkonwergentna (HCI) polega na wykorzystaniu lokalnej pamięci masowej serwera, połączonej z pamięcią masową definiowaną programowo (SDS), w celu utworzenia wirtualnej sieci SAN, której pamięć masowa jest dostępna ze wszystkich węzłów w klastrze HCI. Dzięki HCI, pamięć masowa i obliczeniowa są zarządzane z tej samej konsoli. Aby dodać moc obliczeniową i pamięć masową do klastra HCI, wystarczy zakupić dodatkowe węzły HCI zamiast, jak w przypadku starszych topologii centrów danych, kupować pamięć masową, integrować ją z serwerami, a następnie zarządzać pamięcią masową i obliczeniową za pomocą różnych konsol zarządzania. Pomimo swoich zalet, HCI nie jest panaceum na problemy centrów danych; w rzeczywistości obserwujemy nadmierne poleganie na HCI, co negatywnie wpływa na ekonomikę centrów danych. Przedsiębiorstwa rozważają obecnie alternatywy, takie jak rozproszone rozwiązanie HCI (dHCI) firmy HPE , które obejmuje serwery ProLiant firmy HPE, Nimble Storage i przełączniki sieciowe serii M jako alternatywę dla HCI, ponieważ zapewnia ono korzyści HCI, jednocześnie eliminując jego wady.
HCI polega na wykorzystaniu lokalnej pamięci masowej serwera, połączonej z pamięcią masową definiowaną programowo (SDS), w celu utworzenia wirtualnej sieci SAN (vSAN), którą można współdzielić z innymi węzłami HCI w klastrze HCI. Dzięki HCI wystarczy zakupić jeden węzeł, aby dodać moc obliczeniową i pamięć masową, zamiast alternatywy: konieczności zakupu oddzielnych macierzy pamięci masowej i zarządzania nimi z różnych konsol zarządzania, a także serwerów i konieczności ich integracji.
Dodanie dodatkowej mocy obliczeniowej i pamięci masowej za pomocą jednego produktu uprościło logistykę zwiększania pojemności centrum danych, którą nadal można zarządzać z tej samej płaszczyzny sterowania. Pomimo tych korzyści, HCI nie jest jednak lekarstwem na wszystkie problemy centrów danych; w rzeczywistości obserwujemy nadmierne poleganie na HCI, co negatywnie wpływa na ekonomikę centrów danych.
Wyzwania związane z HCI
Pierwszym powszechnym zastosowaniem HCI była infrastruktura wirtualnych pulpitów (VDI) i wydawało się, że VDI i HCI idealnie do siebie pasują. Kiedy potrzebowaliśmy dodatkowych pulpitów, to połączenie dało nam dobry obraz zapotrzebowania na pamięć masową i moc obliczeniową dla każdego pulpitu, co pozwoliło nam zaprojektować nowe węzły HCI, aby spełnić te wymagania. Ten proces sprawił, że projektowanie, wdrażanie i rozszerzanie wdrożeń VDI było stosunkowo proste.
Po tym, jak HCI ugruntowało swoją pozycję w zakresie VDI, węzły HCI zaczęto sprzedawać i wdrażać do obsługi obciążeń ogólnych. Niestety, obciążenia ogólne nie są tak przewidywalne jak obciążenia VDI, a zasoby obliczeniowe i pamięci masowej mogą nie skalować się liniowo ze względu na różnorodność obciążeń wymagających dużej mocy obliczeniowej i dużej mocy obliczeniowej. Nie można po prostu oddzielić zasobów pamięci masowej i obliczeniowej w HCI, ponieważ prowadzi to do marnotrawstwa zasobów. W niektórych przypadkach firmy uzasadniają rozbudowę nieefektywnej infrastruktury HCI właśnie ze względu na łatwość administrowania nią w obszarze IT.
Nawet obciążenia VDI, ulubieńcy HCI, ulegają zmianom. Branża IT odnotowała ostatnio masową migrację pracowników, którzy tradycyjnie pracowali w biurach, a teraz pracują z domu (WFH). Nie widzimy już pracowników, którzy muszą obsługiwać tylko jedną lub dwie aplikacje w środowiskach VDI. Teraz widzimy zaawansowanych użytkowników, którzy potrzebują wirtualnych pulpitów z 4 lub 8 procesorami wirtualnymi (vCPU), 32 GB pamięci RAM i procesorami graficznymi, pracujących zdalnie. Nie trzeba dodawać, że węzły HCI ogólnego przeznaczenia nie są przygotowane do efektywnego radzenia sobie z tego typu obciążeniami.
Rozproszony HCI (dHCI)
W ciągu ostatnich kilku lat wielu specjalistów IT doszło do wniosku, że potrzebują sposobu na szczegółową rozbudowę pamięci masowej i mocy obliczeniowej, zachowując jednocześnie jedną konsolę zarządzania. Musieli rozdzielić zasoby IT, a tym samym zdezagregować HCI, w skrócie dHCI. Z logicznego punktu widzenia dHCI wygląda identycznie jak HCI, ale na poziomie fizycznym posiada węzły pamięci masowej i obliczeniowej. Pamięć masową i moc obliczeniową można zakupić oddzielnie i połączyć ze sobą za pomocą sieci o dużej przepustowości.
Jeśli wymagane są specjalistyczne zasoby IT, takie jak procesor graficzny NVIDIA do obróbki grafiki, inżynierii, sztucznej inteligencji (AI) lub uczenia maszynowego (ML), można oddzielnie dodać zasób obliczeniowy i pamięć masową. W razie potrzeby można dodać więcej pamięci masowej bez pozostawiania niepotrzebnych zasobów obliczeniowych.
Aby lepiej zrozumieć, jak działa dHCI, warto przyjrzeć się architekturze dHCI firmy HPE. HPE, jeden z pierwszych innowatorów i pionierów w dziedzinie dHCI, oferuje rozwiązanie wykorzystujące serwery HPE ProLiant do obliczeń, HPE Nimble do przechowywania danych i VMware vSphere do płaszczyzny zarządzania.
Przełączniki Ethernet HPE serii M łączą ze sobą komponenty sprzętowe i stanowią kluczowy element wdrożeń dHCI. W przeszłości ilość i jakość ruchu sieciowego między środowiskiem obliczeniowym a pamięcią masową stanowiły ogromne wąskie gardło.
Przeczytaj więcej: Praktyczne wrażenia z HPE Nimble dHCI
Do obliczeń w ramach wdrożenia HPE dHCI, firma HPE wykorzystuje swoje znane i cenione serwery DL ProLiant. Serwery te są dostępne w szerokiej gamie konfiguracji, aby sprostać potrzebom organizacji. Z jednej strony oferuje serwer HPE ProLiant DL325 Gen10, który jest systemem 1U z jednym gniazdem procesora AMD EPYC i 16 GB pamięci RAM. Z drugiej strony oferuje serwer 4U HPE ProLiant DL580 Gen10, który obsługuje do czterech procesorów Intel Xeon, 16 TB pamięci RAM i 16 gniazd PCIe 3.0.
Mniej wydajne serwery w konfiguracji dHCI mogą obsługiwać pojedynczą aplikację, natomiast serwery o ogromnych zasobach mogą obsługiwać najbardziej wymagające aplikacje, takie jak bazy danych w pamięci operacyjnej. Serwery z wieloma procesorami GPU mogą wykonywać wymagające obliczenia analityczne. Klaster HPE dHCI może obsłużyć do 32 węzłów obliczeniowych. Kluczową kwestią jest to, że można uzyskać serwer bardziej dostosowany do konkretnego obciążenia, zamiast wybierać go z ograniczonego zestawu opcji, jak w przypadku HCI.
HPE Nimble Storage było jednym z pierwszych graczy na rynku macierzy all-flash i innowatorem w dziedzinie samodzielnie zarządzanych pamięci masowych. Po wprowadzeniu do środowiska HPE dHCI, Nimble Storage zostanie automatycznie wykryte przez VMware vCenter. Usługi pamięci masowej VMware vSphere, obecnie obsługiwane przez Nimble Storage, obejmują VMware Virtual Volumes (VVols), które umożliwiają zarządzanie pamięcią masową na podstawie reguł. Zawiera również symulator „co by było, gdyby”, który pozwala zobaczyć efekty konsolidacji nowych aplikacji w klastrze dHCI.
Nimble Storage charakteryzuje się opóźnieniem na poziomie zaledwie 200 mikrosekund i automatycznym QoS, co zapewnia aplikacjom krytycznym dostęp do niezbędnych zasobów. W celu ochrony danych system może tolerować awarie trzech dysków jednocześnie, a macierz nie posiada pojedynczego punktu awarii. HPE Nimble Storage zapewnia dostępność na poziomie 6 dziewiątek, czyli mniej niż 32 sekundy przestoju rocznie.
Można śmiało powiedzieć, że najważniejszym elementem wdrożenia dHCI jest przełącznik sieciowy, który musi obsługiwać ogromną ilość ruchu między pamięcią masową a mocą obliczeniową. Przełączniki muszą nie tylko spełniać wymagania dotyczące przepustowości, ale także zapewniać stałe, niskie opóźnienia. Aby to osiągnąć, HPE oferuje przełączniki serii M, oparte na krzemowym układzie przełączającym Ethernet NVIDIA® Mellanox Spectrum™.
Rodzina przełączników Ethernet HPE serii M, oparta na układzie scalonym Nvidia Spectrum ASIC, oferuje szeroki wybór przełączników, od 16 do 128 portów, obsługujących przepustowość od 1 Gb/s do 100 Gb/s. Przełączniki te są dostępne w rozmiarach połówkowych i pełnoszerokich.
Jedną z cech wyróżniających te przełączniki jest ich opóźnienie rzędu 300 nanosekund, czyli od jednej trzeciej do połowy opóźnienia oferowanego przez przełączniki innych producentów. Chociaż przełączniki te zapewniają znakomitą wydajność w ogólnym ruchu sieciowym, to naprawdę wyróżniają się podczas przekazywania ruchu z pamięci masowej blokowej, takiego jak ruch iSCSI, między serwerami Nimble Storage i ProLiant w klastrze dHCI. Wyjątkowa wydajność tych przełączników wynika częściowo z 16 MB i 42 MB elastycznego, współdzielonego bufora w systemach Spectrum i Spectrum-2, który zapewnia najlepsze buforowanie i absorpcję mikroprzepięć. Ponadto, przełączniki te obsługują szybkie, jawne powiadomienia o przeciążeniu (ECN) oraz RDMA/RoCE w celu optymalizacji przepływów danych w pamięci masowej, co daje im wyraźną przewagę nad przełącznikami konkurencji.
Przełącznik HPE M-series SN2010M jest dostępny w unikalnej obudowie o połowie szerokości, co pozwala na ustawienie dwóch urządzeń obok siebie, zajmując zaledwie 1U przestrzeni w szafie, pozostawiając więcej miejsca na pamięć masową i moc obliczeniową. Dwa przełączniki zapewniają pełną redundancję w obudowie o szerokości 1U. SN2010M mieści wiele funkcji w obudowie o połowie szerokości 1U, oferując prędkości od 1 Gb/s do 100 Gb/s, 18 portów SFP28 + 4 porty QSFP28, co daje łączną przepustowość 1.7 Tb/s.
Ponieważ serwery, przełączniki i pamięć masowa są tak bardzo od siebie zależne, może to prowadzić do licznych oskarżeń między dostawcami, gdy próbujemy dotrzeć do źródła problemu, który może wystąpić we wdrożeniu dHCI. Aby rozwiązać ten problem, Nimble Support przejmuje pełną odpowiedzialność za zgłoszenia, niezależnie od komponentu. Specjaliści IT zdają sobie sprawę z wagi tego poziomu usług, ponieważ zapewnia im on centralną organizację wsparcia z dedykowanymi ekspertami, a co ważniejsze, prowadzi do szybszego rozwiązania problemu.
Problemem systemów innych niż HCI jest konieczność korzystania z wielu różnych konsol zarządzania do ich monitorowania i zarządzania, co prowadzi do silosowania, gdzie różne działy w organizacji są właścicielami i zarządzają różnymi komponentami. Z kolei w przypadku HPE dHCI wszystkimi komponentami można zarządzać za pośrednictwem VMware vCenter Server, eliminując silosowanie, które w przeszłości stanowiło plagę systemów.
Aby jeszcze bardziej zwiększyć wartość, jaką HPE wnosi do dHCI, InfoSight, bezpłatna usługa internetowa, która monitoruje komponenty w klastrze HPE dHCI, będzie proaktywnie formułować zalecenia mające na celu zapobieganie problemom zanim zakłócą one działanie aplikacji.
Wniosek
Technologia dHCI pozwala firmom czerpać korzyści z technologii HCI (łatwość zarządzania i wdrażania) bez jej wad (ograniczona i nieelastyczna topologia, która wymaga wdrażania pamięci masowej równolegle z obliczeniami). Ta nieelastyczność HCI sprawia, że kosztowne zasoby pozostają bezużyteczne. Technologia dHCI to coś więcej niż tylko połączenie serwerów i pamięci masowej z oprogramowaniem do zarządzania. Aby była efektywna, sprzęt i oprogramowanie muszą być zintegrowane w sposób holistyczny, co właśnie zrobiła firma HPE w swojej ofercie dHCI. HPE wykorzystuje wysoce konfigurowalne serwery ProLiant do obliczeń, Nimble Storage o wyjątkowej wydajności przetwarzania danych i ultraniskich opóźnieniach do przechowywania danych, a co być może najważniejsze, przełączniki sieciowe HPE serii M do przesyłania informacji między tymi dwoma systemami.
W przeszłości możliwość rozdzielenia zasobów IT była utrudniona przez brak możliwości obsłużenia przepustowości między pamięcią masową a obliczeniową przy ultraniskich opóźnieniach wymaganych przez aplikacje. Dzięki przełącznikom sieciowym HPE serii M, które są zasilane przez NVIDIA Spectrum ASIC, nie jest to już prawdą, ponieważ mogą one obsługiwać przepustowość w taki sposób, że dHCI jest bardzo potrzebną rzeczywistością w dzisiejszych nowoczesnych centrach danych. Te przełączniki w połączeniu z serwerami HPE i mocą pamięci masowej all-flash dostarczanej przez HPE Nimble Storage tworzą niezwykle elastyczne rozwiązanie, które można skonfigurować tak, aby spełniało wymagania sprzętowe centrów danych, bez pozostawiania drogich zasobów bezczynnych i niewykorzystanych, jak miałoby to miejsce w przypadku wdrożenia HCI. Jednym z głównych wyróżników HCI było ujednolicone zarządzanie, ale HPE usunęło tę wadę dHCI, tworząc oprogramowanie potrzebne do tego, aby codzienne działanie środowiska dHCI z pojedynczej konsoli zarządzania stało się rzeczywistością.
Rozwiązania sieciowe NVIDIA/HPE
Instalacja i konfiguracja HPE Nimble dHCI
Niniejszy raport jest sponsorowany przez firmę NVIDIA. Wszystkie poglądy i opinie wyrażone w niniejszym raporcie opierają się na naszej obiektywnej opinii na temat rozpatrywanego produktu/produktów.
Amazon