Després d'haver fet una visió d'ocell de totes les solucions empresarials modernes de Huawei presentades el 2020, passem a històries més enfocades i detallades sobre idees i productes individuals que poden servir de base per a la transformació digital tant de les grans empreses com de les agències governamentals. Avui parlem dels conceptes i tecnologies que Huawei proposa per construir centres de dades.
A l'era del món connectat, els reptes d'emmagatzematge i processament de dades requereixen nous enfocaments en totes les etapes del cicle de vida del centre de dades. Simultàniament, han de ser més simples i intel·ligents per fer front al seu paper com a elements centrals de la infraestructura de l'economia digital global.
El 2018, la humanitat va emmagatzemar 33 zettabytes d'informació, però el 2025 el seu volum total hauria d'augmentar més de cinc vegades. Tres dècades d'experiència en el desenvolupament d'infraestructures TIC han permès a Huawei estar ben preparat per al creixent "tsunami de dades" i oferir als seus socis i clients el concepte d'un centre de dades intel·ligent, incloent totes les etapes de la seva construcció, operació i manteniment. Els elements d'aquest concepte s'uneixen sota el nom general HiDC.
Digitalitza-ho
Hi ha una nova broma flotant per Internet: qui va accelerar més la transformació digital de la vostra empresa: CEO, CTO, consell d'administració? Epidèmia del coronavirus! Només el mandrós no fa seminaris web, no escriu articles, no diu a la gent com i què fer. Però totes són accions reactives. Alguns preparats amb antelació.
No per presumir: per raons objectives, utilitzarem com a exemple la nostra empresa, en la qual la transformació digital es va iniciar a gran escala fa uns quants anys. Actualment, podem traslladar gairebé tots els nostres empleats a treballar des de casa sense cap pèrdua d'eficiència. La història d'un hospital construït a la ciutat de Wuhan en deu dies és indicativa. Allà, la transformació digital es va manifestar en el fet que tots els sistemes informàtics es van desplegar en tres dies. Per tant, la transformació digital no es tracta de "quan" i "per què", sinó de "com".
Enfocament arquitectònic en lloc de desenvolupament espontani
Quins són els principals problemes que ens enfrontem quan comencem a construir un determinat sistema? Fins ara, tots els nostres clients treballen en una manera de combinar tasques empresarials amb serveis d'aplicacions i solucions informàtiques. És bastant difícil fer-se una idea general del funcionament d'aquest complex si es va crear simplement afegint diversos blocs. I per construir un sistema com un únic organisme, primer cal un enfocament arquitectònic. Això és el que vam plasmar en la ideologia de la nostra solució HiDC.
Valor màxim i cost mínim
Tota l'estructura HiDC està formada per dues rodanxes principals. El primer és el que esteu acostumats a veure des de Huawei: una infraestructura clàssica. Els elements de la segona porció es combinen més fàcilment amb el terme "dades intel·ligents".
Per què això és necessari? Avui en dia, moltes empreses acumulen quantitats colossals d'informació, sovint dispersa o accessible a través de diversos tipus de "juntes". Sí, agafeu almenys bases de dades normals. Pregunteu als vostres administradors de bases de dades com encaixen aquestes bases de dades i com utilitzar-ne la informació als sistemes de BI per prendre decisions empresarials. Sorprenentment, les bases de dades solen estar molt connectades entre elles i funcionen com a "illes" separades. Per això, en primer lloc, vam pensar quins plantejaments arquitectònics podrien eliminar aquest problema.
Principis de disseny de l'arquitectura HiDC
Vegem els principis bàsics del disseny HiDC. Això serà útil principalment no per a especialistes en cap camp en particular, sinó per a arquitectes de solucions que puguin contemplar tot el panorama.
Els més habituals són el bloc de xarxes convergents i el bloc de gestió de dades. I aquí ve un concepte que els arquitectes de solucions poques vegades pensen: la gestió del cicle de vida de les dades. Des de les bases de dades clàssiques, ha migrat a molts altres sistemes, inclòs el núvol i la informàtica de punta.
La informàtica perifèrica és cada cop més habitual. L'exemple més evident del seu ús és un cotxe amb pilot automàtic, que s'aconsella controlar des d'una única plataforma. A més, hi ha una tendència cap a tecnologies "verdes": més eficients energèticament, causant un dany mínim al medi ambient. Podeu aconseguir tots dos canvis als recursos intel·lectuals (més sobre ells més endavant).
És fantàstic tenir a la nostra disposició els sis blocs de l'estructura HiDC. És cert que els clients sovint treballen en un entorn creat prèviament. Tanmateix, utilitzar fins i tot un bloc del diagrama anterior pot donar els seus fruits. I si afegeixes un segon, un tercer, etcètera, començarà a aparèixer un efecte sinèrgic. La combinació de la xarxa i l'emmagatzematge distribuït per si sols donarà un rendiment més elevat i una latència més baixa. L'enfocament de blocs ens permet desenvolupar-nos no de manera caòtica, com passa sovint a la indústria, sinó utilitzant un enfocament arquitectònic integrat. Bé, l'obertura dels mateixos blocs proporciona llibertat per triar la solució òptima.
El temps de les xarxes convergents
Recentment, als mercats mundial i rus, hem estat promovent cada cop més el concepte de xarxes convergents. Els nostres clients ja estan utilitzant solucions convergents basades en RoCEv2 (RDMA sobre Converged Ethernet v2) per crear sistemes d'emmagatzematge definits per programari distribuïts. El principal avantatge d'aquest enfocament és la seva obertura i l'absència de la necessitat de crear un nombre indefinit de xarxes dispars.
Per què no es feia això abans? Recordem que l'estàndard Ethernet es va desenvolupar l'any 1969. Durant mig segle, ha acumulat molts problemes, però Huawei ha après a resoldre'ls. Ara, gràcies a una sèrie de passos addicionals, podem utilitzar Ethernet per a aplicacions de missió crítica, solucions d'alta càrrega, etc.
De DCN a DCI
La següent tendència important és l'efecte sinèrgic de la implementació de DCI (Data Center Interconnect). A Rússia, a diferència de la Xina, una cosa semblant només es pot trobar amb els operadors de telecomunicacions. Quan els clients consideren solucions de xarxa per al centre de dades, normalment no presten prou atenció a la integració profunda de xarxes òptiques i solucions IP clàssiques dins d'un únic punt de presència. Utilitzen solucions conegudes que funcionen a la capa IP, que és suficient per a ells.
Aleshores, per a què serveix el DCI? Imagineu que l'administrador del node DWDM i l'administrador de la xarxa actuen de manera independent. En algun moment, un fracàs en qualsevol d'ells pot reduir seriosament la vostra resiliència. I si fem servir el principi de sinergia, l'encaminament IP es realitza tenint en compte el que està passant a la xarxa òptica. L'ús d'un servei tan intel·ligent augmenta significativament el nombre de nou en el nivell de disponibilitat de tot el sistema.
Un altre avantatge important del nostre DCI és el seu gran marge de rendiment. En resumir les capacitats de les gammes C i L, podeu obtenir unes 220 lambdes. És poc probable que aquesta reserva s'esgoti ràpidament fins i tot per un gran client corporatiu, atès que la nostra solució actual permet transmetre fins a 400 Gbit/s a través de cada lambda. En el futur, serà possible aconseguir 800 Gbit/s en el mateix equip.
La facilitat de gestió global que oferim a través d'interfícies obertes clàssicament ofereix una comoditat addicional. NETCONF gestiona no només interruptors, sinó també dispositius multiplex òptics, la qual cosa permet aconseguir convergència a tots els nivells i percebre el sistema com un recurs intel·lectual, i no com un "conjunt de caixes".
La informàtica perifèrica és cada cop més important
Molta gent ha sentit parlar de l'Edge Computing. I els que participen en el núvol i els centres de dades clàssics haurien de tenir en compte que recentment hem vist un canvi seriós cap a la informàtica de punta.
Què causa això? Vegem els models de desplegament comuns. Actualment es parla molt de “ciutats intel·ligents”, “cases intel·ligents”, etc. Aquest concepte permet al promotor crear valor afegit i augmentar el preu de l'immoble. Una "casa intel·ligent" identifica el seu resident, el deixa entrar i sortir i li proporciona determinats serveis. Segons les estadístiques, aquests serveis afegeixen entre un 10 i un 15% al preu dels apartaments i, en general, poden estimular el desenvolupament de nous models de negoci. A més, ja s'ha dit sobre els conceptes de pilot automàtic. Aviat, el desenvolupament de les tecnologies 5G i Wi-Fi 6 proporcionarà una latència extremadament baixa per a la transferència de dades entre llars intel·ligents, cotxes i el centre de dades principal que realitza la informàtica de punta. Això vol dir que serà possible realitzar un nombre molt més gran d'operacions relacionades amb el tractament seriós de dades. Per resoldre aquests problemes, en particular, és possible utilitzar processadors neuronals que ja es subministren a Rússia.
La promesa de la tendència que acabem de descriure és innegable. Imaginem, per exemple, un sistema intel·ligent de gestió del transport urbà capaç d'encendre els semàfors, regular la càrrega de trànsit en carrers concrets o, fins i tot, prendre les mesures adequades en cas d'emergència.
Passem ara als recursos amb els quals proporcionem la implementació del concepte HiDC.
Càlculs
Quan necessitem implementar un sistema informàtic estàndard, s'hi fan servir, per descomptat, processadors amb arquitectura x86. Però tan bon punt sorgeix la necessitat de personalitzar, és hora de pensar en solucions més diverses.
Per exemple, els processadors ARM, a causa del seu gran nombre de nuclis, són excel·lents per a aplicacions altament paral·leles. El multithreading ofereix un guany de rendiment d'aproximadament un 30%.
Quan la baixa latència és crítica, els circuits integrats de lògica programable de camp (FPGA) passen a l'avantguarda.
Els processadors neuronals es necessiten principalment per resoldre problemes d'aprenentatge automàtic. Si per a una implementació específica necessitem 16 bastidors amb 8 servidors cadascun, farcits de processadors neuronals, llavors una solució del mateix nivell basada en l'arquitectura x86 requeriria (!) uns 128 bastidors. Com podeu veure, la gran varietat de tipus de càlcul fa que sigui necessari seleccionar acuradament les plataformes de maquinari.
Emmagatzematge de dades
Des de fa segon any, Huawei demana als socis, clients i col·legues del sector perquè creïn sistemes d'emmagatzematge de dades d'acord amb el principi de només Flash. I la majoria dels nostres clients utilitzen accionaments mecànics de cargol només en solucions antigues o per a dades d'arxiu que s'utilitzen poc.
Els sistemes flash també estan evolucionant. Els sistemes de memòria de classe d'emmagatzematge (SCM) com Intel Optane estan apareixent al mercat. Els fabricants xinesos i japonesos estan demostrant novetats interessants. Actualment, SCM és superior a totes les altres solucions en termes de classe de processament. Fins ara, només el cost elevat no permet utilitzar-los a tot arreu.
Al mateix temps, veiem que s'ha de millorar la qualitat dels sistemes d'emmagatzematge no només en el backend convencional, sinó també en el frontend. Ara, de fet, en les noves implementacions, per regla general, oferim i utilitzem mecanismes d'accés directe a la memòria a través d'Ethernet, però veiem les peticions dels clients i, per tant, cap a finals d'any, començarem a utilitzar NVMe sobre Fabrics amb més freqüència. A més, d'extrem a extrem, per tal de proporcionar una arquitectura comuna, que, per descomptat, ha de ser d'alt rendiment i resistent a la fallada del controlador.
El sistema d'emmagatzematge OceanStor Dorado és un dels nostres productes emblemàtics. Les proves internes han demostrat que proporciona un rendiment de 20 milions d'IOPS, mantenint la funcionalitat quan set de cada vuit controladors fallen.
Per què tant poder? Vegem la situació actual. Des de fa uns quants mesos, els residents xinesos passen molt més temps a casa a causa del bloqueig. El trànsit d'Internet en aquest moment va augmentar una mitjana del 30%, i en algunes províncies fins i tot es va duplicar. El consum de diversos serveis de xarxa ha augmentat. I en algun moment, els mateixos bancs van començar a experimentar una càrrega addicional greu, per a la qual els seus sistemes d'emmagatzematge no estaven preparats.
Està clar que no tothom necessita ara 20 milions d'IOPS. Però què passarà demà? Els nostres sistemes intel·ligents maximitzen tot el potencial dels processadors neuronals per garantir la compacitat del trànsit, la deduplicació, l'optimització i la ràpida recuperació de dades.
Xarxa de referència
El 2020, com hem comentat a l'article anterior, serà l'any de les xarxes bàsiques per a nosaltres. Molts clients, especialment els proveïdors de serveis d'aplicacions (ASP) i els bancs, ja estan pensant en com funcionaran les seves aplicacions específicament en termes de comunicacions cap i entre centres de dades. Aquí és on ens ajuda una nova xarxa troncal. Com a exemple, prenguem els bancs xinesos més grans que han passat a sistemes troncals simplificats que utilitzen no una dotzena de protocols diferents per a la comunicació entre centres de dades, sinó, relativament parlant, un parell: OSPF i SRv6. A més, l'organització rep el mateix conjunt de serveis.
Recursos intel·lectuals
Com utilitzar les dades? Fins fa poc existia un sistema fragmentat de bases de dades heterogènies: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, etc. Per treballar-hi s'utilitzaven solucions de l'àmbit del big data, capaços de combinar aquestes dades, agafar-les, treballar-hi. Tot això va generar una gran càrrega de recursos.
Al mateix temps, no hi havia cap mecanisme per realitzar operacions amb dades quan es produís algun esdeveniment. La solució va ser el desenvolupament dels principis de gestió del cicle de vida de les dades (DLM).
Tothom ha sentit a parlar dels llacs de dades. Amb la transició de la gestió de dades a la governança de dades, els "llacs digitals" van començar a ser ràpidament més intel·ligents. Incloent gràcies a les solucions de Huawei. En els següents materials definitivament parlarem de tota la pila de tecnologies de programari que hem utilitzat. Ara és important assenyalar que va ser l'ús de la gestió intel·ligent del cicle de vida de les dades el que ens va permetre simplificar l'ús de la nostra xarxa i servidors, així com aprendre a construir arquitectures d'extrem a extrem per entendre millor els principis de treballar amb dades. .
Infraestructura d'enginyeria del centre de dades
Publicarem materials separats dedicats a la infraestructura d'enginyeria, però en el context del tema d'avui ens agradaria esmentar aquells canvis relacionats amb el concepte HiDC.
Durant molt de temps, es va prohibir l'ús de bateries de liti en sistemes d'alimentació d'emergència i de seguretat (ESP) dels centres de dades a causa del seu alt risc d'incendi. Qualsevol dany mecànic o violació de la integritat de la bateria podria provocar un incendi i conseqüències imprevisibles. En aquest sentit, el PSA estava equipat amb bateries d'àcid obsoletes, que tenien una baixa densitat de càrrega específica i una gran massa.
Els nous sistemes d'alimentació d'emergència i de seguretat de Huawei utilitzen bateries segures de fosfat de ferro de liti (LFP) amb una gestió proactiva intel·ligent. Amb la mateixa capacitat, ocupen tres vegades menys volum que les bateries àcids. El seu cicle de vida és de 10 a 15 anys, cosa que, entre altres coses, redueix la càrrega que generen al medi ambient. El sistema de control patentat de l'ecosistema SmartLi permet l'ús de sistemes híbrids que consisteixen en matrius de bateries de tipus antic i nou, i el sistema de commutació permet canvis "calents" a l'estructura PSA mantenint la funció de redundància.
Funcionament intel·ligent
Una part important dels principis de funcionament de la infraestructura HiDC és la ideologia de l'autocuració intel·ligent. EN De les nostres publicacions anteriors, hem esmentat la plataforma intel·ligent O&M 1-3-5, que és capaç no només de detectar i analitzar un esdeveniment no desitjat al sistema, sinó que també ofereix a l'administrador diverses opcions per a una solució totalment automatitzada al problema.
La funció d'autoanàlisi us permet detectar problemes en aproximadament un minut. Es dediquen tres minuts a l'anàlisi i en cinc minuts es formen propostes per canviar l'estat del sistema.
Diguem que algun error de l'operador va provocar la formació d'un bucle tancat de processos, reduint el rendiment de la granja de virtualització del 100 al 77%. L'administrador del centre de dades rep un missatge corresponent al seu tauler, que conté una visualització completa del problema, inclòs un diagrama de xarxa dels recursos afectats pel procés no desitjat. A continuació, l'administrador pot procedir a corregir la situació manualment o utilitzar un dels diversos escenaris de recuperació automàtica que se li ofereixen.
El sistema coneix uns 75 escenaris d'aquest tipus que es poden implementar en menys de deu minuts i, a més, cobreixen el 90% dels problemes que es troben als centres de dades. En aquest moment, l'enginyer pot respondre amb calma les trucades de clients preocupats, segur que el servei es restablirà en qualsevol moment.
Nous productes clau a HiDC
A més dels productes de programari, això hauria d'incloure solucions clau que operen a nivell d'infraestructura. En primer lloc, hem d'esmentar els processadors neuronals utilitzats a la nostra família Atlas de clústers d'IA, així com els servidors basats en NPU i GPU.
A més, no podem deixar d'esmentar de nou el Dorado i la seva actuació capdavantera, que durarà molts anys. Això és especialment cert a l'espai postsoviètic, on, amb rares excepcions, és habitual actualitzar alguna cosa només quan deixa de funcionar completament. Això explica la vida útil dels sistemes d'emmagatzematge individuals, arribant als deu anys. Dorado necessita una productivitat enorme per garantir la prestació de serveis d'alta qualitat d'aquí a deu anys.
Innovació en cada element
A l'hora d'escollir solucions d'infraestructura específiques, no hem d'oblidar-nos de l'arquitectura i els escenaris per al seu desenvolupament posterior. Els productes diferents de diferents fabricants no garanteixen l'efecte sinèrgic esperat que proporcionaran les solucions ja optimitzades per a l'ús conjunt.
La infraestructura s'ha de basar en la tecnologia adequada. Els "correctes" inclouen els oberts, que proporcionen un alt rendiment, funcionen de manera estable sota càrregues elevades. Per als centres de dades, per exemple, és important una bona relació entre el consum total d'energia i la càrrega de TI. Per assolir tots els objectius anteriors, cal seleccionar l'entorn i els components. En les condicions modernes, això també significa l'ús cada cop més estès de la intel·ligència artificial.
Segons les nostres observacions, entre els clients estratègics de Huawei cada cop hi ha menys que encara no utilitzen sistemes d'aprenentatge automàtic. Sense ML, simplement és impossible monetitzar les dades acumulades tant com sigui possible.
El sistema de monetització pot ser diferent: per als bancs - que ofereixen nous productes orientats, per als operadors de telecomunicacions - que ofereixen serveis individuals i garanteixen la fidelitat, per als clients governamentals - una gestió del cicle de vida de les dades d'alta qualitat i un alt nivell d'interacció amb altres organitzacions. Al cap i a la fi, els models de gestió de dades han anat molt més enllà de configurar un tallafoc i garantir la visibilitat de la xarxa de les seves bases de dades.
De la idea al centre de dades operatiu
La construcció d'un centre de dades estàndard triga entre un any i un any i mig en el millor dels casos. El nostre cicle de producció ens permet fer-ho molt més ràpid gràcies a l'ús d'un grup de solucions unides sota el nom comú FusionDC 2.0. El disseny, el desenvolupament del disseny d'alt nivell, el muntatge de tots els elements de la càrrega informàtica es realitzen directament a la fàbrica. En poc temps, l'equip es lliura amb contenidors marítims des de la Xina a Rússia. Com a resultat, la creació d'un centre de dades clau en mà es pot aconseguir literalment en quatre o cinc mesos.
La idea d'un centre de dades al núvol prefabricat també és interessant perquè un centre de dades es pot desenvolupar per etapes, afegint-hi els blocs funcionals necessaris. Aquest enfocament està integrat en el propi concepte HiDC.
Per no convertir el material de revisió en un full de dades, per obtenir informació addicional sobre HiDC us suggerim que aneu . Hi trobareu una descripció i exemples d'implementació dels enfocaments, productes i solucions dels quals us vam parlar. Com més alt sigui el nivell d'accés al lloc, més materials hi haurà. Si se t'assigna l'estat de "partner", podràs descarregar fulls de ruta d'HiDC, presentacions tècniques, vídeos.
Ens atrevim a suposar que la majoria dels que llegeixen aquest article tenen les competències dels arquitectes de xarxes. Sens dubte estaran interessats en visitar el nostre . Allà parlem detalladament de com construir una infraestructura de xarxa segons les regles de Huawei Validated Design (HVD). Les directrius disponibles per a la baixada us ajudaran a entendre a fons com funcionen les solucions de l'empresa. Només recordeu que sense autorització, hi haurà menys materials disponibles.
***
Nombrosos seminaris web realitzats no només en el segment en llengua russa, sinó també a nivell internacional també us ajudaran a navegar. En ells compartim tant informació sobre els nostres productes com les nostres pràctiques comercials. També parlem de com Huawei, malgrat la interrupció de moltes cadenes de servei, continua assegurant el lliurament continu dels seus productes a diferents països. Recentment, per exemple, hi va haver un cas en què un equip de nova producció per a un centre de dades va arribar a un client de Moscou en només tres setmanes.
La llista de seminaris web d'abril està disponible .
Font: www.habr.com