Аналитики Gartner гиперконвергенцией называют объединение программно-определяемых инфраструктур на всех уровнях – от сети и вычислительных мощностей до хранения данных и приложений. Таким образом, концепция гиперконвергентности подразумевает уход от привязки к физическим устройствам и создание единого виртуального набора активов, из которого можно получить любые ресурсы по требованию. Преимущество этого подхода состоит в том, что можно использовать существующее оборудование, получая максимум отдачи от вложенных средств.
Из чего состоят гиперконвергентные решения
Будучи поставщиком средств виртуализации, мы сами относительно недавно узнали, что выпускаем гиперконвергентные решения. И все потому, что в состав гиперконвергентной системы входят самые стандартные компоненты: средства виртуализации вычислительных мощностей, распределенное программно-определяемое хранилище данных и сетевые сервисы. Могут быть и другие составляющие, но они уже ложатся на основные элементы, управление которыми сведено в одну точку и происходит значительно проще, чем мы привыкли думать.
В связи с тем, что виртуализация как таковая уже давно стала стандартом де-факто в абсолютном большинстве компаний, ключевым элементом гиперконвергентной системы становится программно-определяемое хранилище данных. Использование единой экосистемы ресурсов с возможностью выделить для решения той или иной задачи процессорную мощность вместе с дисковой емкостью без каких-либо ограничений (кроме реального наличия процессоров и дисков) в корне меняет подход к потреблению ИТ-ресурсов и их экономику.
В архитектуре современного гиперконвергентного решения можно выделить три основных компонента, которые дополняют друг друга и позволяют достичь максимального эффекта при запуске различных бизнес-систем или предоставлении услуг другим компаниям.
- Гипервизор и виртуальные машины
Гипервизоры бывают разными, и в зависимости от потребностей компании можно использовать различные решения. Сегодня существуют проприетарные гипервизоры, такие как Microsoft Hyper-V или VMware vSphere, а также решения с открытым исходным кодом, например KVM с хорошим потенциалом и качественной архитектурой. В недавнем прошлом наша компания приняла решение создать свой собственный гипервизор именно на базе KVM. Тем самым удалось получить прирост производительности и эффективности утилизации ресурсов для целого ряда распространенных задач, а также обеспечить совместимость с open-source-экосистемой KVM.
- Контейнеры приложений
Популярные сегодня контейнеры приложений диктуют свои условия для современных ИТ-сред. Экономичность и эффективность этих миниатюрных систем обеспечивается благодаря тому, что контейнер содержит только необходимые для работы приложения библиотеки и компоненты. Контейнер намного «легче» виртуальной машины, и его удобнее перезапустить – достаточно удалить старый и создать новый. За счет перехода на контейнеры приложений значительно сокращаются сроки разработки и внедрения ПО, но зато возникает потребность во внешнем хранилище данных, так как с контейнером уничтожается вся хранящаяся в нем информация.
- Хранилище данных
Программно-определяемое распределенное хранилище использует диски, установленные в ваших серверах – тех самых, которые работают с нагрузками и поддерживают виртуальные машины. Каждый новый диск встраивается в систему и становится элементом общей инфраструктуры. В связи с ростом популярности контейнеров такие хранилища начинают поддерживать интерфейсы для хранения данных вне зависимости от жизненного цикла контейнеров, которые с этими данными работают. Поскольку распределением данных по разным накопителям и серверам управляет специальное ПО, такие операции, как резервное копирование, осуществляются автоматически, обеспечивая высокую доступность данных, а для расширения емкости достаточно добавить новые диски в уже существующие системы.
Реальная экономия от применения гиперконвергенции
Популярность гиперконвергентных решений продолжает расти: только за 2016 год аналитики зафиксировали рост на 80%, и, по оценкам Gartner, системы нового класса займут около четверти рынка интегрированных систем уже в 2019 году (в 2012 году их доля была практически нулевой).
Такое положение дел неудивительно, потому что гиперконвергентные системы помогают компаниям экономить. Во-первых, по данным HP, само по себе распределенное хранилище позволяет снизить затраты на хранение данных до двух раз. Оценка проводилась вендором с учетом целого спектра статей расходов, связанных с закупкой, обслуживанием и администрированием традиционных систем хранения данных и дисковых массивов по сравнению с распределенным программно-определяемым хранилищем.
Во-вторых, использование контейнеров помогает утилизировать вычислительные ресурсы серверов с большей эффективностью. Особенно ярко эта экономия проявляется, когда речь идет о небольших сервисах, таких как рабочие среды пользователей или веб-элементы. Чем более гранулярной будет нагрузка, тем значительнее окажется эффект.
В-третьих, единая система оркестрации позволяет контролировать работу всех компонентов решения через единую консоль, обеспечивая экономию на ИТ-персонале. То есть управлять всей программно-определяемой экосистемой теперь могут один-два специалиста, тогда как раньше компаниям приходилось нанимать для контроля работы ИТ-систем вдвое больше людей.
Но и это еще не все: гиперконвергентные системы позволяют экономить средства на обеспечение соответствия требованиям регуляторов. С 1 июля в России вступил в силу «закон Яровой», при этом никто не отменял закон «О персональных данных» и другие нормативные акты. Все компании, обслуживающие в том числе европейские рынки, обеспокоены на сегодняшний день требованиями GDPR, выполнить которые без обеспечения высокой доступности данных оказывается просто невозможно.
Работая с гиперконвергентной инфраструктурой, можно не только обеспечить отказоустойчивость и высокую доступность хранилища данных без приобретения дорогостоящих дисковых массивов, но и сэкономить на количестве дисков, используемых для реплик данных. Например, задействуя алгоритмы Erasure Coding, удается обеспечить двойную защиту 1 Тбайт информации с постоянной доступностью, занимая при этом лишь 1,7 Тбайт. То есть затраты на защиту данных снижаются почти вдвое.
Перспективы развития систем
Сегодня происходит постепенное внедрение гиперконвергентных систем, и первыми в этом направлении движутся сервис-провайдеры, для которых критична отдача от каждого ресурса – будь то емкость или процессорная мощность. Одним из плюсов гиперконвергенции для них является возможность создать готовую облачную среду для предоставления заказчикам услуг с высоким уровнем SLA. Фактически можно начать с одной стойки с оборудованием и по мере появления новых заказчиков постепенно масштабировать решение, просто добавляя новые серверы или устанавливая дополнительные диски.
Другой фактор, обеспечивающий развитие гиперконвергентных систем, – это Интернет вещей. Генерируемое огромное количество данных на периферийных устройствах диктует потребность в их хранении, передаче и обработке. Оказалось, что решить эти задачи без использования распределенных хранилищ очень сложно. Поэтому гиперконвергентные решения идеально подходят для обработки и хранения таких больших потоков данных.
Наконец, используя гиперконвергентные системы, сами корпоративные пользователи получают возможность развивать концепцию гибридного облака, объединив свою собственную виртуализированную инфраструктуру и сервисы провайдеров услуг. Единая система оркестрации позволяет достичь тех самых параметров agility и flexibility, о которых уже очень давно говорят аналитики, прогнозируя переход к программно-определяемым решениям практически во всех сферах.
Автор – Алексей Кобец, старший вице-президент по разработке Virtuozzo.
