Одним из главных направлений в эволюции IT-систем является стремление к компактности, универсальности и простоте в использовании. Один из примеров — развитие компьютеров. Они прошли стадии эволюции от огромных штучных систем объёмом в десятки кубометров, предназначенных для очень ограниченного круга задач, до универсальных персоналок и серверов. Персональные компьютеры, в свою очередь, тоже видоизменялись, обретая всё больше возможностей, становясь унифицированней по элементной базе и доступнее в освоении, пройдя путь от гаражной сборки до собираемых из типовых компонентов систем, и, в результате, до относительно недорогих мощных устройств заводской сборки с установленным ПО, полностью готовых к работе из коробки. Похожие процессы, с определёнными коррективами, протекали и во многих других отраслях. Не стало исключением и оборудование для создания промышленной инфраструктуры.
Смартфонная идеология
До недавнего времени доминирующим подходом к созданию промышленных IT-систем был «сделай сам». В IT-департаментах один специалисты занимались созданием серверных кластеров, другие — систем хранения данных, третьи — сетевой инфраструктуры. Системы строились из разнородных компонентов, причём зачастую без учёта особенностей смежных систем. В результате, по мере развития и усложнения инфраструктуры компании, затраты на поддержку и модернизацию возрастали нелинейно, не говоря о сложности и трудоёмкости поддержания и перестройки многих процессов.
Сложившаяся ситуация дала толчок к появлению конвергентных систем. В рамках сложной корпоративной инфраструктуры создавались независимые, автономные подсистемы на основе решений от небольшого количества вендоров, зачастую с единой точкой входа для технической поддержки и обслуживания. Это позволило существенно затраты и трудоёмкость при построении и модернизации инфраструктуры.
Однако обособленность вычислительных мощностей, систем хранения и сетевого оборудования, интегрированных на производственных площадках вендоров, со временем также перестало удовлетворять требованиям времени. Бурное развитие облачных систем, ставший некий константой постоянный рост объёмов обрабатываемых и хранимых данных, необходимость быстрой адаптации инфраструктуры под изменяющиеся условия на рынке, а также возрастание роли управления рабочей нагрузкой — всё это приметы нашего времени. В условиях, когда требуется быстро и часто масштабировать систему, затраты на перерасчёт и переоснащение конвергентных систем просаживают IT-бюджеты, а трудоёмкость процесса вгоняет в уныние всех причастных лиц. Всё это привело к появлению гиперконвергентных систем.
В основе идеологии гиперконвергированности лежат такие понятия, как:
- Модульность.
- Аппаратное объединение вычислительных мощностей, дисковой подсистемы и сетевого коммутатора.
- Минимальная необходимость в первичной настройке для запуска в работу.
- Использование типовых компонентов.
Гиперконвергентная система представляет собой объединённые в одном корпусе сервер, СХД и сетевой коммутатор. Однако вишенкой на торте, которая делает данное трио полноценным строительным кирпичиком, является адаптированное ПО, включая контроллеры.
По сути, гиперконвергентную систему можно сравнить со смартфоном: оба представляют собой некое массовое устройство с хорошо известными возможностями, не требующее наладки и доводки, работающее практически из коробки, обладающее широчайшей совместимостью и универсальное в применении. Неудивительно, что гиперконвергентые системы пользуются всё возрастающей популярностью. Многие компании малого и среднего уровня, особенно не имеющие больших штатов IT-специалистов, с помощью подобных систем очень быстро разворачивают компактные, недорогие и очень гибко масштабируемые системы хранения и обработки данных.
Давайте рассмотрим подробнее устройство конвергентных систем на примере одного из ярких представителей, EMC VSPEX Blue, предназначенного для создания виртуализированных сред, обеспечения работы бизнес-приложений, развёртывания виртуальных рабочих мест, а также организации сред для тестирования и разработки.
Аппаратная составляющая
Как уже было сказано, преимущества конвергентных систем проистекают из суммы двух компонентов: аппаратной начинки и программного обеспечения.
VSPEX Blue представляет собой стандартное 2U устройство, в котором размещено четыре узла с поддержкой «горячей» замены. Каждый узел содержит:
- Вычислительный модуль на базе двух процессоров Intel Xeon E5-2620 V2, ОЗУ 128 или 192 Гб.
- Систему хранения на основе жёстких дисков и SSD-накопителей (до 4 шт) со встроенным контроллером SAT/SAS.
- Один модуль SLC SATADOM 32 Гб (загрузочный образ ESXi).
- Сетевой коммутатор двухпортовый, 10 GbE SFP+ или 1 GbE 1000Base-T.
- Два источника питания 1200 Вт.
Обратите внимание, что узлы построены на базе стандартной архитектуры х86. Все остальные компоненты также являются типовыми моделями.
Процедура развёртывания VSPEX Blue очень проста: нужно подключить все четыре узла к стоечным коммутаторам верхнего уровня, подключить к нему же ноутбук, настроить коммутатор, включить питание и зайти в веб-браузере на страницу настройки VSPEX Blue.
Программная составляющая
Ключевым компонентом VSPEX Blue является не оборудование, а программное обеспечение. В комплект поставки включено:
- vSphere Data Protection Advanced with Data Domain Integration. Один из лучших в своём классе продуктов. Предназначен для создания резервных копий и восстановления из них как локально, так и удалённо. Имеет встроенную дедупликацию. Восстанавливает данные из копии за один шаг, с проверкой возможности восстановления. Поддерживается интеграция с внешней системой хранения резервных копий EMC Data Domain.
- EMC RecoverPoint для виртуальных машин. Обеспечивает непрерывную защиту данных и операционное и аварийное восстановление на любой момент времени для 15 виртуальных машин. Имеет встроенную оркестрацию, интегрируется с VMware vCenter. Обеспечивает локальную и удалённую, синхронную и асинхронную репликацию.
- EMC CloudArray. Позволяет интегрировать VSPEX Blue в сторонние масштабируемые объектные облачные хранилища многих сервис-провайдеров (Amazon S3, Google, и т.д.). Для локальных систем представляет такие хранилища в виде NAS или SAN массивов.
- EMC Secure Remote Services (ESRS). Обеспечивает удалённую двустороннюю связь между службой поддержки и VSPEX Blue. Позволяет автоматически загружать и устанавливать обновления без остановки работы системы.
- VSPEX Blue Manager. Предназначено для всестороннего управления системой. В частности VSPEX Blue Manager позволяет интегрировать поддержку веб-служб, управлять каталогом программ и автоматизированным обновлением ПО. В приложении содержится служба мониторинга состояния событий и оповещения. В целом возможности VSPEX Blue Manager существенно превышают функционал EVO:RAIL Manager.
Помимо прочего, VSPEX Blue Manager включает в себя… магазин приложений VSPEX Blue Market. Это снова к вопросу о «смартфонной идеологии». В этом магазине можно приобрести дополнительное ПО и оборудование как от EMC, так и от компаний-партнёров.
Особенности VSPEX Blue
Все операции максимально автоматизированы. В частности, настройка сервера vCenter, настройка хоста ESXi и виртуальной сети VSAN, а также выполнение всех настроек, которые не могут быть выполнены вендором без знания фактических IP-адресов. Всего автоматизировано свыше 200 стандартных операций EVO:RAIL. Полная настройка системы до состояния готовности к развёртыванию приложений занимает около 15 минут.
Установка обновлений и исправлений ПО также происходит после проверки и без простоев системы. Для обновления целых кластеров достаточно сделать несколько кликов.
Система поддерживает горизонтальное масштабирование до 4 устройств, суммарно с 16 узлами. При этом обнаружение каждого устройства в сети, как и его узлов, происходит автоматически. Также без участия человека происходит распределение рабочей нагрузки между узлами и конфигурации и создание единого пула хранения.
Благодаря использованию vSphere и VSAN, система обеспечивает тонкую резервацию памяти диска, мгновенные снэпшоты, создание клонов, шифрование и эффективную детализацию на уровне виртуальной машины для всех операций хранения данных.
Заключение
Главные преимущества гиперконвергентных систем — простота развёртывания и низкая стоимость, в том числе с точки зрения дальнейшего масштабирования. Высокая автоматизация и управление на основе заданных правил позволяют гибко и легко управлять распределением ресурсов и рабочей нагрузки. Эти факторы, как и большая популярность гиперконвергентных систем, указывают на то, что в относительно близком будущем подобные системы займут основную долю рынка. А о временах, когда сотрудники IT-департаментов самостоятельно собирали, настраивали и увязывали между собой серверы и СХД, будут писать в книгах по истории развития информационных технологий.