Al observar desde una perspectiva aérea todas las soluciones modernas de Huawei Enterprise presentadas en 2020, pasamos a narraciones más específicas y detalladas sobre ideas y productos individuales que pueden servir como base para la transformación digital tanto de grandes empresas como de entidades gubernamentales. Hoy hablaremos sobre las conceptuales y tecnologías en las que Huawei propone basar los centros de datos.
En la era del "mundo conectado", las tareas de almacenamiento y procesamiento de datos requieren nuevos enfoques en todas las etapas del ciclo de vida de los centros de datos. Deben volverse simultáneamente más sencillos y "inteligentes" para cumplir con el rol que se les ha asignado como elementos centrales de la infraestructura de la economía digital global.
En 2018, la humanidad almacenaba 33 zettabytes de información, pero para 2025, su volumen total debería aumentar más de cinco veces. Tres décadas de experiencia en el desarrollo de infraestructuras de TIC han permitido a Huawei estar bien preparada para el creciente "tsunami de datos" y ofrecer a sus socios y clientes el concepto de un centro de datos inteligente, que incluye todas las etapas de su construcción, operación y mantenimiento. Los elementos de este concepto se agrupan bajo el nombre común de HiDC.
Digitaliza esto
Una broma reciente está circulando en la red: ¿quién ha acelerado más la transformación digital de su empresa — el CEO, el CTO o la junta directiva? ¡La epidemia de coronavirus! Solo los perezosos no realizan webinars, no escriben artículos, ni cuentan cómo y qué hacer. Pero todo esto son acciones reactivas. Algunos se estaban preparando con antelación.
No por fanfarronería, sino por razones objetivas, presentaremos como ejemplo nuestra empresa, donde la transformación digital fue iniciada a gran escala hace varios años. En la actualidad, prácticamente todos nuestros empleados pueden trabajar desde casa sin ninguna pérdida de eficacia. Es notable la historia del hospital construido en la ciudad de Wuhan en diez días. Allí, la transformación digital se manifestó en que todos los sistemas informáticos fueron desplegados en tres días. Así que la transformación digital no se trata de "cuándo" y "por qué", sino de "cómo".
Enfoque arquitectónico en lugar de desarrollo espontáneo
¿Cuáles son los principales problemas que enfrentamos al comenzar a construir un sistema? Hasta ahora, todos nuestros clientes trabajan en un modo que combina las tareas empresariales con servicios aplicados y soluciones de TI. Es bastante complicado obtener una visión general del funcionamiento de tal complejo, si se creó simplemente añadiendo diferentes bloques. Para construir un sistema como un organismo único, primero se necesita un enfoque arquitectónico. Eso es precisamente lo que hemos incorporado en la ideología de nuestra solución HiDC.
Máximo valor y mínimo costo
Toda la estructura de HiDC se basa en dos capas principales. La primera representa lo que usted está acostumbrado a ver en Huawei: infraestructura clásica. Los elementos de la segunda capa se pueden agrupar fácilmente bajo el término 'datos inteligentes'.
¿Por qué es necesario? Hoy en día, muchas empresas acumulan enormes volúmenes de información, a menudo desarticulada o accesible a través de diferentes 'intermediarios'. Tomemos, por ejemplo, las bases de datos comunes. Pregunte a sus administradores de bases de datos cuán conectadas están entre sí y cómo se puede utilizar la información de ellas en sistemas de BI para la toma de decisiones empresariales. Curiosamente, a menudo las bases de datos están muy débilmente interconectadas y funcionan como 'islas' separadas. Por lo tanto, en primer lugar, reflexionamos sobre qué enfoques arquitectónicos podrían eliminar este problema.
Principios de diseño de la arquitectura de HiDC
Examinemos los principios básicos de diseño de HiDC. Esto será útil no solo para especialistas en un área específica, sino también para arquitectos de soluciones que puedan abarcar toda la panorámica.
Los más comunes son el bloque de redes convergentes y el bloque de gestión de datos. Y aquí ya aparece el concepto que rara vez consideran los arquitectos de soluciones: la gestión del ciclo de vida de los datos. Este concepto se ha trasladado de las bases de datos clásicas a numerosos otros sistemas, incluyendo computación en la nube y en el borde (edge).
Cada vez hay más cálculos fronterizos. Un ejemplo claro de su aplicación es el automóvil con piloto automático, el cual es preferible manejar desde una única plataforma. Además, hay una tendencia hacia las tecnologías «verdes», que son más eficientes en energía y causan un daño mínimo al medio ambiente. Tanto esto como aquello se puede lograr mediante la transición a recursos inteligentes (sobre los cuales hablaremos más adelante).
Es maravilloso cuando tenemos a nuestra disposición los seis bloques de la estructura HiDC. Sin embargo, a menudo los clientes trabajan en el entorno creado anteriormente. No obstante, el uso de incluso un solo bloque del esquema anterior puede dar frutos. Y si se añade un segundo, tercero, y así sucesivamente, comenzará a aparecer el efecto sinérgico. Solo la combinación de una red y un sistema de almacenamiento de datos distribuido proporcionará un rendimiento más alto y una latencia más baja. Este enfoque modular nos permite desarrollarnos de manera no caótica, como suele suceder en la industria, sino utilizando un enfoque arquitectónico integral. Además, la apertura de los propios bloques brinda libertad en la elección de la solución óptima.
El tiempo de las redes convergentes
Recientemente, en los mercados mundial y ruso, hemos estado promoviendo cada vez más la concepción de redes convergentes. Hoy en día, nuestros clientes utilizan soluciones convergentes sobre RoCEv2 (RDMA sobre Ethernet Convergente v2) para construir sistemas de almacenamiento de datos definidos por software distribuidos. La principal ventaja de este enfoque radica en su apertura y la ausencia de la necesidad de crear un número indefinido de redes dispares.
¿Por qué no se hizo esto antes? Recordemos que el estándar Ethernet fue desarrollado en 1969. A lo largo de medio siglo, han acumulado numerosos problemas, pero en Huawei han aprendido a resolverlos. Ahora, gracias a una serie de acciones adicionales, podemos utilizar Ethernet para aplicaciones críticas, soluciones de alta carga, etc.
De DCN a DCI
Una tendencia importante es el efecto sinérgico de la implementación de DCI (Interconexión de Centros de Datos). En Rusia, a diferencia de China, algo similar solo se puede encontrar por ahora en los operadores de telecomunicaciones. Cuando los clientes consideran soluciones de red para los centros de datos, generalmente no prestan la debida atención a la profunda integración de redes ópticas y soluciones IP clásicas dentro de un mismo punto de presencia. Utilizan soluciones familiares que funcionan en la capa IP, lo cual les es suficiente.
¿Para qué se necesita entonces el DCI? Imagine que el administrador de un nodo DWDM y el administrador de la red actúan de manera independiente. En algún momento, cualquier fallo que surja en cualquiera de ellos puede reducir seriamente su resiliencia. Pero si utilizamos el principio de sinergia, el enrutamiento IP se realiza teniendo en cuenta lo que sucede en la red óptica. El uso de este servicio inteligente aumenta notablemente la cantidad de nueves en el nivel de disponibilidad de todo el sistema.
Otra ventaja importante de nuestro DCI es el gran margen de rendimiento. Sumando las capacidades de los rangos C y L, se pueden obtener alrededor de 220 longitudes de onda. Este margen difícilmente se agota rápidamente, incluso para grandes clientes corporativos, teniendo en cuenta que nuestra solución actual permite transmitir hasta 400 Gbit/s por cada longitud de onda. En el futuro, con el mismo equipo, será posible alcanzar 800 Gbit/s.
La conveniencia adicional se proporciona a través de la gestionabilidad general que ofrecemos a través de interfaces clásicamente abiertas. A través de NETCONF, se gestiona no solo los conmutadores, sino también los dispositivos de compresión óptica, lo que permite alcanzar la convergencia en todos los niveles y ver el sistema como un recurso inteligente, y no como un 'conjunto de cajas'.
La computación perimetral es cada vez más importante
Muchos han oído hablar de la Computación Perimetral. Y aquellos que se dedican a los centros de datos en la nube y clásicos deben tener en cuenta que recientemente hemos observado un cambio significativo precisamente hacia la computación perimetral.
¿A qué se debe esto? Echemos un vistazo a los patrones comunes de implementación. Se habla mucho de las "ciudades inteligentes", "hogares inteligentes", etc. Este concepto permite a los constructores crear valor añadido y aumentar el precio de las propiedades. Un "hogar inteligente" identifica a su ocupante, lo deja entrar y salir, y le ofrece ciertos servicios. Según estadísticas, estos servicios añaden alrededor del 10–15% al precio de los apartamentos y, en general, pueden impulsar el desarrollo de nuevos modelos de negocio. También se ha mencionado anteriormente los conceptos de los vehículos autónomos. En breve, el desarrollo de las tecnologías 5G y Wi-Fi 6 permitirá garantizar una latencia extremadamente baja en la transmisión de datos entre hogares "inteligentes" que realizan computación perimetral, vehículos y el centro de datos principal. Esto significa que será posible realizar muchas más operaciones relacionadas con el procesamiento de datos intensivo. Para resolver tales tareas, se pueden utilizar procesadores neuronales, que ya se están suministrando a Rusia.
La viabilidad del recién descrito tendencia es indiscutible. Imaginemos, por ejemplo, un sistema inteligente de gestión del transporte urbano, capaz de controlar los semáforos, regular la carga de tráfico en calles específicas o incluso tomar medidas adecuadas durante situaciones de emergencia.
Ahora, enfoquémonos en los recursos que proporcionamos para la implementación del concepto HiDC.
Cálculos
Cuando necesitamos implementar un sistema de computación estándar, generalmente se utilizan procesadores con arquitectura x86. Pero tan pronto como surge la necesidad de personalización, es el momento de considerar soluciones más diversas.
Por ejemplo, los procesadores ARM, debido a su gran número de núcleos, son ideales para aplicaciones con altos niveles de paralelismo. La multihilo proporciona una mejora en el rendimiento de alrededor del 30%.
Si las bajas latencias son críticas para nosotros, las puertas lógicas programables (FPGA) pasan al primer plano.
Los procesadores neuronales son indispensables para resolver tareas de aprendizaje automático. Si para una implementación específica necesitamos 16 racks con 8 servidores en cada uno, equipados con procesadores neuronales, una solución del mismo nivel basada en arquitectura x86 requeriría (!) alrededor de 128 racks. Como pueden ver, la gran variedad de tipos de cálculo exige elegir cuidadosamente las plataformas de hardware.
Almacenamiento de datos
Desde hace dos años, Huawei insta a socios, clientes y colegas del sector a construir sistemas de almacenamiento de datos según el principio Flash Only. Y la mayoría de nuestros clientes utilizan discos duros mecánicos únicamente en soluciones antiguas o para datos archivados que se utilizan rara vez.
Los sistemas Flash también están evolucionando. En el mercado aparecen sistemas como la Memoria de Clase Almacenamiento (SCM), como Intel Optane. Interesantes desarrollos están demostrando los fabricantes chinos y japoneses. En este momento, SCM supera a todas las demás soluciones en términos de clase de procesamiento. Hasta ahora, solo el alto costo impide su uso generalizado.
Al mismo tiempo, vemos que la calidad de las arrays de almacenamiento debe mejorar no solo en el backend condicional, sino también en el frontend. Actualmente, de facto, en nuevas implementaciones, generalmente ofrecemos y utilizamos mecanismos de acceso directo a la memoria a través de Ethernet, pero observamos la demanda de los clientes y por eso, a finales de año comenzaremos a usar más NVMe over Fabrics. Además, end-to-end, para garantizar una arquitectura general que, por supuesto, debe ser de alto rendimiento y resistente a fallos de controladores.
El sistema de almacenamiento de datos OceanStor Dorado es uno de nuestros productos insignia. Las pruebas internas han demostrado que proporciona un rendimiento de hasta 20 millones de IOPS, manteniendo su operatividad incluso con la falla de siete de ocho controladores.
¿Por qué tanta potencia? Examinemos una situación actual. Desde hace varios meses, los residentes de China pasan significativamente más tiempo en casa debido al régimen de aislamiento. Durante este tiempo, el tráfico de Internet ha aumentado en promedio un 30%, y en algunas provincias hasta el doble. Ha crecido el consumo de una variedad de servicios de red. Y en algún momento, bancos similares empezaron a experimentar una carga adicional seria para la cual sus arrays de almacenamiento no estaban preparados.
Es evidente que 20 millones de IOPS no son necesarios para todos en este momento. Pero, ¿qué pasará mañana? Nuestros sistemas inteligentes aprovechan al máximo el potencial de los procesadores neuronales para garantizar la compresión del tráfico, la deduplicación, la optimización y la recuperación rápida de datos.
Red de soporte
El año 2020, como mencionamos en el material anterior, será para nosotros el año de las redes de soporte. Muchos clientes, especialmente proveedores de servicios de aplicaciones (ASP) y bancos, ya están pensando en cómo sus aplicaciones funcionarán en términos de conexión con los centros de datos y entre ellos. Aquí es donde nos ayuda la nueva red de soporte. Como ejemplo, mencionemos a los principales bancos chinos, que han adoptado sistemas de soporte simplificados que utilizan no una docena de protocolos diferentes para la comunicación entre centros de datos, sino, dicho de alguna manera, un par: OSPF y SRv6. Y aun así, la organización recibe el mismo conjunto de servicios.
Recursos inteligentes
¿Cómo utilizar los datos? Hasta hace poco, existía un sistema fragmentado de bases de datos diversas: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, etc. Para trabajar con ellas se utilizaban soluciones de big data que podían unificar, extraer y trabajar con estos datos. Todo esto generaba una alta carga en los recursos.
Sin embargo, faltaba un mecanismo para realizar operaciones con los datos en el momento en que ocurría un evento. La solución fue desarrollar principios de gestión del ciclo de vida de los datos (DLM).
Todos han oído hablar de los data lakes. Con el cambio de la gestión de datos a la gobernanza de datos, los 'lakes' digitales se están volviendo cada vez más inteligentes. Esto también se debe a las soluciones de Huawei. En los próximos materiales, sin duda hablaremos de todo el stack de tecnologías de software que utilizamos. Ahora es importante señalar que la aplicación de una gestión 'inteligente' del ciclo de vida de los datos nos ha permitido simplificar el uso de nuestra red y servidores, así como aprender a construir arquitecturas de extremo a extremo para una mejor comprensión de los principios de trabajo con datos.
Infraestructura de ingeniería del centro de datos
Publicaremos materiales separados dedicados a la infraestructura de ingeniería, pero en el contexto del tema de hoy, nos gustaría mencionar los cambios relacionados con el concepto de HiDC.
Durante mucho tiempo, el uso de baterías de litio en sistemas de alimentación de emergencia (SAE) de centros de datos estuvo prohibido debido a su alta inflamabilidad. Cualquier daño mecánico o alteración de la integridad de una batería podría llevar a su ignición y a consecuencias impredecibles. Debido a esto, los SAE se equipaban con baterías de ácido, moralmente obsoletas, que poseen una baja densidad de carga con un peso elevado.
En los nuevos sistemas de alimentación de emergencia de Huawei se utilizan baterías de litio-ferrofosfato (LFP) seguras con gestión proactiva inteligente. Con la misma capacidad, ocupan un volumen tres veces menor en comparación con las baterías de ácido. Su ciclo de vida es de 10 a 15 años, lo que, entre otras cosas, reduce la carga ambiental que generan. El sistema de gestión patentado en el ecosistema SmartLi permite utilizar sistemas híbridos compuestos por arreglos de baterías de tipo antiguo y nuevo, y el sistema de conmutación permite realizar cambios 'en caliente' en la estructura del SAE, manteniendo intacta la función de reserva.
Operación inteligente
Una parte importante de los principios de operación de la infraestructura HiDC es la ideología de auto-reparación inteligente. En nuestras publicaciones anteriores mencionamos la plataforma inteligente O&M 1-3-5, que no solo puede detectar y analizar un evento no deseado en el sistema, sino también proponer al administrador varias opciones para resolver el problema de forma completamente automatizada.
La función de autoanálisis permite detectar fallos en aproximadamente un minuto. Se tarda tres minutos en analizar, y en cinco minutos se generan propuestas para cambiar el estado del sistema.
Supongamos que un error del operador ha llevado a la formación de un bucle cerrado de procesos, reduciendo la productividad de la granja de virtualización del 100% al 77%. El administrador del centro de datos recibe en su panel de control un mensaje correspondiente, que contiene una visualización completa del problema, incluyendo el esquema de red de los recursos afectados por el proceso no deseado. Luego, el administrador puede proceder a corregir la situación de manera manual o utilizar uno de los varios escenarios automáticos de recuperación que se le proponen.
El sistema conoce alrededor de 75 escenarios que se pueden implementar en menos de diez minutos. Estos abarcan el 90% de los problemas que se encuentran en los centros de datos. Mientras tanto, el ingeniero puede atender tranquilamente las llamadas de clientes preocupados, confiando en que el servicio se restaurará en cuestión de minutos.
Nuevos productos clave en HiDC
Además de los productos de software, se deben considerar las soluciones clave que operan a nivel de infraestructura. Ante todo, hay que mencionar los procesadores neuronales utilizados en nuestros clústeres de IA de la familia Atlas, así como los servidores basados en NPU y GPU.
Además, no se puede dejar de mencionar a Dorado y su excepcional rendimiento en su clase, que será más que suficiente durante muchos años. Esto es especialmente relevante en el espacio postsoviético, donde, a excepción de raras ocasiones, se tiende a actualizar algo solo cuando deja de funcionar por completo. Esto explica la vida útil de ciertos sistemas de almacenamiento, que puede alcanzar los diez años. Dorado necesita una enorme potencia para seguir proporcionando servicios de alta calidad incluso después de diez años.
Innovaciones en cada elemento
Al elegir soluciones de infraestructura específicas, no se debe olvidar la arquitectura y los escenarios de su desarrollo futuro. Productos dispares de diferentes fabricantes no garantizan el efecto sinérgico esperado, que ofrecerán soluciones ya optimizadas para el uso conjunto.
Las tecnologías adecuadas deben estar en la base de la infraestructura. «Adecuadas» incluye tecnologías abiertas que ofrecen alta capacidad de transmisión y funcionan de manera estable bajo altas cargas. En el contexto de los centros de datos, por ejemplo, es importante una buena relación entre el consumo de energía total y la carga de TI. Para lograr todos los objetivos mencionados, es necesario seleccionar el entorno y los componentes. En las circunstancias actuales, esto significa también una aplicación cada vez más amplia de la inteligencia artificial.
Según nuestras observaciones, entre los clientes estratégicos de Huawei, cada vez hay menos que aún no utilizan sistemas de aprendizaje automático. Sin ML, simplemente no se podrá monetizar al máximo los datos acumulados.
El sistema de monetización puede variar: los bancos ofrecen nuevos productos dirigidos, los operadores de telecomunicaciones brindan servicios individuales y garantizan la lealtad, y los contratistas públicos aseguran una gestión de calidad del ciclo de vida de los datos y un alto nivel de interacción con otras organizaciones. De hecho, los modelos de gestión de datos ya no se limitan a configurar un cortafuegos y asegurar la visibilidad de sus bases de datos.
De la idea a un centro de datos operativo
La construcción de un centro de datos estándar lleva, en el mejor de los casos, de un año a un año y medio. Nuestro ciclo de producción nos permite hacerlo mucho más rápido gracias al uso de un conjunto de soluciones agrupadas bajo el nombre común de FusionDC 2.0. La planificación, el diseño de alto nivel y el ensamblaje de todos los elementos de carga IT se realizan directamente en la fábrica. En poco tiempo, el equipo se envía desde China a Rusia en contenedores marítimos. Como resultado, la creación de un centro de datos "llave en mano" puede garantizarse literalmente en cuatro o cinco meses.
La idea del centro de datos en la nube prefabricado es interesante también porque se puede desarrollar el centro de datos por etapas, añadiendo los bloques funcionales necesarios. Este enfoque está incrustado en el mismo concepto de HiDC.
Para no convertir el material de revisión en una hoja de datos, para obtener información adicional sobre HiDC, le proponemos visitar . Allí encontrará descripciones y ejemplos de implementación de los enfoques, productos y soluciones de los que hemos hablado. Cuanto mayor sea su nivel de acceso al sitio, más materiales habrá disponibles. Si se le ha otorgado el estatus de "socio", podrá descargar las hojas de ruta de HiDC, presentaciones técnicas y videos.
Nos arriesgamos a suponer que la mayoría de los que leen este artículo tienen competencias de arquitectos de redes. Seguramente les interesará visitar nuestra . Allí explicamos en detalle cómo construir la infraestructura de red según las reglas del Diseño Validado por Huawei (HVD). Las guías disponibles para descargar ayudarán a comprender en profundidad cómo funcionan las soluciones de la empresa. Solo recuerde que sin autorización, tendrá acceso a menos materiales.
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Para orientarse, puede ayudarle la multitud de seminarios web, que se llevan a cabo no solo en el segmento de habla rusa, sino también a nivel internacional. En ellos compartimos tanto información sobre nuestros productos como nuestra práctica empresarial. Incluyendo cómo Huawei continúa asegurando la entrega continua de sus productos a diferentes países, a pesar de la ruptura de muchas cadenas de suministro. Recientemente, por ejemplo, hubo un caso en el que un equipo recién producido para un centro de datos llegó al cliente en Moscú en solo tres semanas.
La lista de seminarios web para abril está disponible .
Fuente: habr.com
