Po pohledu z ptačí perspektivy na všechna moderní řešení Huawei Enterprise představená v roce 2020 přejdeme k cílenějším a podrobnějším příběhům o jednotlivých nápadech a produktech, které mohou sloužit jako základ pro digitální transformaci velkých podniků i vládních agentur. Dnes mluvíme o konceptech a technologiích, na kterých Huawei navrhuje stavět datová centra.
V éře propojeného světa vyžadují výzvy v oblasti ukládání a zpracování dat nové přístupy ve všech fázích životního cyklu datového centra. Musí se zároveň stát jednoduššími a chytřejšími, aby se vyrovnaly se svou rolí ústředních prvků infrastruktury globální digitální ekonomiky.
V roce 2018 si lidstvo uložilo 33 zettabajtů informací, ale do roku 2025 by se jejich celkový objem měl zvýšit více než pětinásobně. Tři desítky let zkušeností s vývojem ICT infrastruktur umožnily Huawei dobře se připravit na rostoucí „datové tsunami“ a nabídnout svým partnerům a zákazníkům koncept inteligentního datového centra, včetně všech fází jeho výstavby, provozu a údržby. Prvky tohoto konceptu jsou sjednoceny pod obecným názvem HiDC.
Digitalizujte to
Internetem koluje čerstvý vtip: kdo nejvíce urychlil digitální transformaci vaší společnosti - CEO, CTO, představenstvo? Koronavirová epidemie! Jen ten líný nepořádá webináře, nepíše články, neříká lidem, jak a co mají dělat. Ale to všechno jsou reaktivní akce. Některé předem připravené.
Ne pro chlubení – z objektivních důvodů použijeme jako příklad naši společnost, ve které byla digitální transformace ve velkém zahájena před několika lety. V současné době jsme schopni převést téměř všechny naše zaměstnance na práci z domova bez ztráty efektivity. Příběh nemocnice postavené ve městě Wuhan za deset dní je orientační. Tam se digitální transformace projevila tak, že všechny IT systémy byly nasazeny do tří dnů. Digitální transformace tedy není o „kdy“ a „proč“, ale o „jak“.
Architektonický přístup místo spontánního vývoje
Jaké jsou hlavní problémy, se kterými se setkáváme, když začínáme budovat určitý systém? Doposud všichni naši zákazníci pracují v režimu kombinování obchodních úkolů s aplikačními službami a IT řešeními. Je poměrně obtížné získat obecnou představu o fungování takového komplexu, pokud byl vytvořen jednoduše přidáním různých bloků. A aby bylo možné vybudovat systém jako jediný organismus, je nejprve nezbytný architektonický přístup. To je to, co jsme ztělesnili v ideologii našeho řešení HiDC.
Maximální hodnota a minimální náklady
Celá struktura HiDC se skládá ze dvou hlavních řezů. První je to, co jste zvyklí vídat od Huawei – klasická infrastruktura. Prvky druhého řezu se nejsnáze kombinují s pojmem „inteligentní data“.
Proč je to nutné? V dnešní době mnoho společností shromažďuje obrovské množství informací, často rozptýlených nebo dostupných prostřednictvím různých typů „těsnění“. Ano, vezměte si alespoň obyčejné databáze. Zeptejte se správců databází, jak tyto databáze do sebe zapadají a jak používat informace z nich v systémech BI k obchodním rozhodnutím. Databáze jsou na sebe překvapivě často velmi volně propojené a fungují jako samostatné „ostrovy“. Nejprve jsme se proto zamysleli nad tím, jaké architektonické přístupy by mohly tento problém odstranit.
Principy návrhu architektury HiDC
Podívejme se na základní principy HiDC designu. To se bude hodit především ne specialistům v nějakém konkrétním oboru, ale architektům řešení, kteří dokážou pojmout celé panorama.
Nejběžnější jsou blok konvergovaných sítí a blok správy dat. A zde přichází koncept, o kterém architekti řešení přemýšlejí jen zřídka: správa životního cyklu dat. Z klasických databází přešel na mnoho dalších systémů, včetně cloudu a edge computingu.
Edge computing je stále běžnější. Nejviditelnějším příkladem jejich použití je auto s autopilotem, které je vhodné ovládat z jediné platformy. Kromě toho existuje trend směrem k „zeleným“ technologiím – energeticky účinnějším, které minimálně poškozují životní prostředí. Obojí můžete dosáhnout přechodem na intelektuální zdroje (více o nich později).
Je skvělé, že máme k dispozici všech šest bloků struktury HiDC. Pravda, zákazníci často pracují v dříve vytvořeném prostředí. Použití byť jednoho bloku z výše uvedeného schématu však může přinést ovoce. A pokud přidáte druhý, třetí a tak dále, začne se dostavovat synergický efekt. Samotná kombinace sítě a distribuovaného úložiště přinese vyšší výkon a nižší latenci. Blokový přístup nám umožňuje vyvíjet se ne chaoticky, jak se to v průmyslu často stává, ale pomocí integrovaného architektonického přístupu. No a otevřenost samotných bloků poskytuje svobodu ve výběru optimálního řešení.
Doba konvergovaných sítí
V poslední době na globálním a ruském trhu stále více prosazujeme koncept konvergentních sítí. Již dnes naši zákazníci využívají konvergovaná řešení založená na RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) k budování distribuovaných softwarově definovaných úložných systémů. Hlavní výhodou tohoto přístupu je jeho otevřenost a absence nutnosti vytvářet neurčité množství nesourodých sítí.
Proč to nebylo provedeno dříve? Připomeňme, že standard Ethernet byl vyvinut v roce 1969. Za půl století se v něm nashromáždilo mnoho problémů, ale Huawei se je naučil řešit. Nyní, díky řadě dalších kroků, můžeme Ethernet používat pro kritické aplikace, řešení s vysokou zátěží atd.
Od DCN k DCI
Dalším významným trendem je synergický efekt z implementace DCI (Data Center Interconnect). V Rusku na rozdíl od Číny něco podobného najdete jen u telekomunikačních operátorů. Když zákazníci uvažují o síťových řešeních pro datové centrum, obvykle nevěnují dostatečnou pozornost hluboké integraci optických sítí a klasických IP řešení v rámci jediného bodu přítomnosti. Používají známá řešení, která fungují na IP vrstvě, což jim stačí.
K čemu pak DCI je? Představte si, že správce uzlu DWDM a správce sítě jednají nezávisle. V určitém okamžiku může selhání kteréhokoli z nich vážně snížit vaši odolnost. A pokud použijeme princip synergie, IP směrování se provádí s ohledem na to, co se děje na optické síti. Využití takto inteligentní služby výrazně zvyšuje počet devítek v úrovni dostupnosti celého systému.
Další vážnou výhodou našeho DCI je jeho velká výkonnostní rezerva. Sečtením schopností řad C a L můžete získat asi 220 lambda. Takovou rezervu pravděpodobně rychle nevyčerpá ani velký firemní zákazník, vzhledem k tomu, že naše současné řešení umožňuje přes každou lambdu přenášet až 400 Gbit/s. V budoucnu bude možné na stejném zařízení dosáhnout 800 Gbit/s.
Další pohodlí poskytuje celková ovladatelnost, kterou poskytujeme prostřednictvím klasicky otevřených rozhraní. NETCONF spravuje nejen přepínače, ale také optická multiplexní zařízení, což vám umožňuje dosáhnout konvergence na všech úrovních a vnímat systém jako intelektuální zdroj, nikoli jako „soubor krabic“.
Edge computing je stále důležitější
Mnoho lidí slyšelo o Edge Computing. A ti, kteří se zabývají cloudovými a klasickými datovými centry, by měli mít na paměti, že jsme v poslední době zaznamenali vážný posun směrem k edge computingu.
co to způsobuje? Podívejme se na běžné modely nasazení. V dnešní době se hodně mluví o „chytrých městech“, „chytrých domech“ atd. Tento koncept umožňuje developerovi vytvářet přidanou hodnotu a zvyšovat cenu nemovitosti. „Inteligentní dům“ identifikuje svého obyvatele, pustí ho dovnitř a ven a poskytuje mu určité služby. Podle statistik tyto služby zvyšují cenu bytů o 10–15 % a obecně mohou urychlit rozvoj nových obchodních modelů. Také to již bylo řečeno o konceptech autopilota. Vývoj technologií 5G a Wi-Fi 6 již brzy poskytne extrémně nízkou latenci pro přenos dat mezi chytrými domy, automobily a hlavním datovým centrem, které provádějí edge computing. To znamená, že bude možné provádět mnohem větší množství operací souvisejících se seriózním zpracováním dat. K řešení takových problémů je zejména možné použít neuronové procesory, které jsou již dodávány do Ruska.
Příslib právě nastíněného trendu je nepopiratelný. Představme si například inteligentní systém řízení městské dopravy schopný přepínat semafory, regulovat dopravní zátěž v konkrétních ulicích nebo dokonce přijímat adekvátní opatření při mimořádných událostech.
Nyní se pojďme věnovat zdrojům, kterými zajišťujeme implementaci konceptu HiDC.
Výpočty
Když potřebujeme implementovat standardní výpočetní systém, používají se v něm samozřejmě procesory s architekturou x86. Jakmile však vznikne potřeba přizpůsobení, je čas přemýšlet o rozmanitějších řešeních.
Například procesory ARM se díky velkému počtu jader výborně hodí pro vysoce paralelní aplikace. Vícevláknové zpracování poskytuje zvýšení výkonu asi o 30 %.
Když je nízká latence kritická, do popředí se dostávají programovatelné logické integrované obvody (FPGA).
Neuronové procesory jsou potřeba především při řešení problémů se strojovým učením. Pokud pro konkrétní implementaci potřebujeme 16 racků po 8 serverech, napěchovaných neuronovými procesory, pak by řešení stejné úrovně založené na architektuře x86 vyžadovalo (!) asi 128 racků. Jak vidíte, široká škála typů výpočtů vyžaduje pečlivý výběr hardwarových platforem.
Ukládání dat
Huawei již druhým rokem vyzývá partnery, zákazníky a kolegy z oboru, aby vybudovali systémy pro ukládání dat v souladu s principem Flash Only. A většina našich zákazníků používá mechanické vřetenové pohony pouze ve starších řešeních nebo pro zřídka používaná archivní data.
Flash systémy se také vyvíjejí. Na trhu se objevují systémy Storage Class Memory (SCM), jako je Intel Optane. Čínští a japonští výrobci demonstrují zajímavý vývoj. V současné době je SCM lepší než všechna ostatní řešení, pokud jde o třídu zpracování. Zatím pouze vysoká cena neumožňuje jejich použití všude.
Zároveň vidíme, že je potřeba zlepšit kvalitu úložných systémů nejen na konvenčním backendu, ale i na frontendu. Nyní de facto v nových implementacích zpravidla nabízíme a využíváme mechanismy přímého přístupu do paměti přes Ethernet, ale vidíme požadavky zákazníků, a proto ke konci roku začneme častěji využívat NVMe over Fabrics. Navíc end-to-end, aby byla zajištěna společná architektura, která samozřejmě musí být vysoce výkonná a odolná proti selhání řadiče.
Úložný systém OceanStor Dorado je jedním z našich vlajkových produktů. Interní testování ukázalo, že poskytuje výkon 20 milionů IOPS a zachovává funkčnost, když sedm z osmi řadičů selže.
Proč tolik síly? Podívejme se na současnou situaci. Čínští obyvatelé už několik měsíců tráví kvůli karanténě výrazně více času doma. Internetový provoz v této době vzrostl v průměru o 30 % a v některých provinciích se dokonce zdvojnásobil. Spotřeba různých síťových služeb se zvýšila. A v určitém okamžiku začaly stejné banky pociťovat vážnou dodatečnou zátěž, na kterou jejich skladovací systémy nebyly připraveny.
Je jasné, že ne každý teď potřebuje 20 milionů IOPS. Ale co bude zítra? Naše inteligentní systémy maximalizují plný potenciál neuronových procesorů s cílem zajistit kompaktnost provozu, deduplikaci, optimalizaci a rychlou obnovu dat.
Referenční síť
Rok 2020, jak jsme již zmínili v předchozím článku, bude pro nás rokem jádrových sítí. Mnoho zákazníků, zejména poskytovatelé aplikačních služeb (ASP) a banky, již přemýšlí o tom, jak budou jejich aplikace konkrétně fungovat, pokud jde o komunikaci do datových center a mezi nimi. Zde nám pomáhá nová páteřní síť. Jako příklad si vezměme největší čínské banky, které přešly na zjednodušené páteřní systémy využívající pro komunikaci mezi datovými centry ne tucet různých protokolů, ale relativně řečeno pár - OSPF a SRv6. Organizace navíc dostává stejný soubor služeb.
Intelektuální zdroje
Jak data používat? Donedávna existoval roztříštěný systém heterogenních databází: Microsoft SQL, MySQL, Oracle atd. Pro práci s nimi byla využívána řešení z oblasti velkých dat, schopná tato data kombinovat, brát je, pracovat s nimi. To vše způsobilo vysoké zatížení zdrojů.
Zároveň neexistoval mechanismus pro provádění operací s daty při výskytu nějaké události. Řešením byl vývoj principů správy životního cyklu dat (DLM).
Každý slyšel o datových jezerech. S přechodem od správy dat ke správě dat se „digitální jezera“ rychle stávají chytřejšími. Včetně díky řešení Huawei. V následujících materiálech budeme určitě hovořit o celém stohu softwarových technologií, které jsme použili. Nyní je důležité poznamenat, že právě použití inteligentní správy životního cyklu dat nám umožnilo zjednodušit používání naší sítě a serverů a také se naučit budovat end-to-end architektury, abychom lépe porozuměli principům práce s daty. .
Inženýrská infrastruktura datových center
Vydáme samostatné materiály věnované inženýrské infrastruktuře, ale v kontextu dnešního tématu bychom rádi zmínili ty změny, které souvisí s konceptem HiDC.
Po dlouhou dobu bylo používání lithiových baterií v nouzových a záložních napájecích systémech (ESP) datových center zakázáno kvůli jejich vysokému nebezpečí požáru. Jakékoli mechanické poškození nebo narušení integrity baterie může vést k jejímu požáru a nepředvídatelným následkům. V tomto ohledu byl PSA vybaven zastaralými kyselými bateriemi, které měly nízkou specifickou hustotu náboje a velkou hmotnost.
Nové nouzové a záložní napájecí systémy Huawei využívají bezpečné lithium-železofosfátové (LFP) baterie s inteligentním proaktivním řízením. Při stejné kapacitě zabírají třikrát menší objem ve srovnání s kyselými bateriemi. Jejich životní cyklus je 10–15 let, což mimo jiné snižuje zátěž, kterou vytvářejí pro životní prostředí. Patentovaný řídicí systém v ekosystému SmartLi umožňuje použití hybridních systémů sestávajících z bateriových polí starého a nového typu a spínací systém umožňuje „horké“ změny struktury PSA při zachování funkce redundance.
Chytrý provoz
Důležitou součástí principů provozování HiDC infrastruktury je ideologie chytrého sebeléčení. V Z našich předchozích publikací jsme zmínili inteligentní platformu O&M 1-3-5, která je schopna nejen detekovat a analyzovat nežádoucí událost v systému, ale také nabídnout správci několik možností pro plně automatizované řešení problému.
Funkce autoanalýzy vám umožní detekovat problémy přibližně za minutu. Tři minuty se stráví analýzou a během pěti minut se vytvoří návrhy na změnu stavu systému.
Řekněme, že nějaká chyba operátora vedla k vytvoření uzavřené smyčky procesů, která snížila výkon virtualizační farmy ze 100 na 77 %. Správce datového centra obdrží na svůj dashboard odpovídající zprávu, která obsahuje kompletní vizualizaci problému včetně síťového diagramu zdrojů zasažených nežádoucím procesem. Dále může správce přistoupit k ruční nápravě situace nebo použít jeden z několika nabízených scénářů automatické obnovy.
Systém zná asi 75 takových scénářů, které lze implementovat za méně než deset minut a navíc pokrývají 90 % problémů v datových centrech. V tuto chvíli může technik v klidu odpovídat na hovory od ustaraných zákazníků a je si jistý, že služba bude každou chvíli obnovena.
Nové klíčové produkty v HiDC
Kromě softwarových produktů by to mělo zahrnovat klíčová řešení fungující na úrovni infrastruktury. Nejprve musíme zmínit neuronové procesory používané v naší rodině clusterů AI Atlas a také servery založené na NPU a GPU.
Kromě toho nemůžeme znovu nezmínit Dorado a jeho špičkový výkon ve své třídě, který vydrží ještě mnoho let. To platí zejména v postsovětském prostoru, kde je až na vzácné výjimky zvykem něco aktualizovat, až když to úplně přestane fungovat. To vysvětluje životnost jednotlivých skladovacích systémů, dosahující deseti let. Aby společnost Dorado za deset let zajistila poskytování vysoce kvalitních služeb, je nezbytná enormní produktivita.
Inovace v každém prvku
Při výběru konkrétních infrastrukturních řešení nesmíme zapomenout na architekturu a scénáře jejího dalšího rozvoje. Různé produkty od různých výrobců nezaručují očekávaný synergický efekt, který poskytnou řešení již optimalizovaná pro společné použití.
Infrastruktura musí být založena na správné technologii. Mezi „správné“ patří otevřené, které poskytují vysokou propustnost a fungují stabilně při vysokém zatížení. Například pro datová centra je důležitý dobrý poměr celkové spotřeby energie k zátěži IT. K dosažení všech výše uvedených cílů je třeba vybrat prostředí a komponenty. V moderních podmínkách to znamená i stále rozšířenější využívání umělé inteligence.
Podle našich pozorování je mezi strategickými zákazníky Huawei stále méně těch, kteří stále nepoužívají systémy strojového učení. Bez ML je prostě nemožné zpeněžit nahromaděná data co nejvíce.
Systém monetizace může být různý: pro banky – nabízející nové cílené produkty, pro telekomunikační operátory – poskytování individuálních služeb a zajišťování loajality, pro vládní zákazníky – kvalitní správu životního cyklu dat a vysokou úroveň interakce s ostatními organizacemi. Koneckonců, modely správy dat již dávno přesáhly rámec nastavení firewallu a zajištění síťové viditelnosti jejich databází.
Od nápadu k provozu datového centra
Výstavba standardního datového centra trvá v nejlepším případě rok až rok a půl. Náš výrobní cyklus nám to umožňuje mnohem rychleji díky použití skupiny řešení sjednocených pod společným názvem FusionDC 2.0. Návrh, vývoj designu na vysoké úrovni, montáž všech prvků IT zátěže se provádí přímo v závodě. V krátké době je zařízení dodáváno námořními kontejnery z Číny do Ruska. Výsledkem je, že vytvoření datového centra na klíč lze dosáhnout doslova za čtyři až pět měsíců.
Myšlenka prefabrikovaného cloudového datového centra je zajímavá také tím, že datové centrum lze vyvíjet po etapách a přidávat do něj potřebné funkční bloky. Tento přístup je zakotven v samotném konceptu HiDC.
Aby nedošlo k přeměně recenzního materiálu na datový list, pro další informace o HiDC doporučujeme přejít na . Najdete tam popis a příklady implementace přístupů, produktů a řešení, o kterých jsme hovořili. Čím vyšší úroveň přístupu na stránku, tím více materiálů tam bude. Pokud je vám přidělen status „partner“, budete si moci stáhnout cestovní mapy HiDC, technické prezentace, videa.
Troufáme si předpokládat, že většina těch, kdo čtou tento článek, má kompetence síťových architektů. Určitě budou mít zájem nás navštívit . Tam mluvíme podrobně o tom, jak vybudovat síťovou infrastrukturu podle pravidel Huawei Validated Design (HVD). Pokyny dostupné ke stažení vám pomohou důkladně porozumět tomu, jak fungují řešení společnosti. Pamatujte, že bez povolení vám bude k dispozici méně materiálů.
***
V orientaci vám pomohou také četné webináře vedené nejen v ruskojazyčném segmentu, ale také na mezinárodní úrovni. Na nich sdílíme jak informace o našich produktech, tak o našich obchodních praktikách. Mluvíme také o tom, jak Huawei, navzdory narušení mnoha servisních řetězců, nadále zajišťuje nepřetržité dodávky svých produktů do různých zemí. Nedávno se například stal případ, kdy se nově vyrobené zařízení pro datové centrum dostalo k moskevskému zákazníkovi za pouhé tři týdny.
Seznam webinářů na duben je k dispozici .
Zdroj: www.habr.com