Vaadates 2020. aastal esitatavaid kaasaegseid lahendusi Huawei Enterprise'i vaatenurgast, liigume edasi detailsemate ja sihtotstarbeliste lugudeni, mis käsitlevad konkreetseid ideid ja tooteid, mis võivad olla aluseks digitaalsetele transformatsioonidele nii suurtes ettevõtetes kui ka riigiasutustes. Täna räägime, milliste kontseptsioonide ja tehnoloogiate alusel Huawei andmesalasid üles ehitab.
Ühendatud maailma ajastul nõuavad andmete salvestamise ja töötlemise ülesanded uusi lähenemisviise andmesaalide elutsükli igas etapis. Need peavad samal ajal muutuma nii lihtsamaks kui ka „intelligentsemaks”, et täita nende rolli maailma digitaalmajanduse infrastruktuuri kesksete elementidena.
2018. aastal hoidis inimkond 33 zettabaiti teavet, kuid juba 2025. aastaks peaks selle kogumaht kasvama enam kui viis korda. Kolme aastakümne pikkune IKT-infrastruktuuri arendamise kogemus on võimaldanud Huawei-l hästi ette valmistuda kasvavale „andme-tsunamile“ ja pakkuda oma partneritele ja klientidele nutika andmekeskuse kontseptsiooni, mis hõlmab kõiki etappe selle ehitamisest, tegevusest ja hooldusest. Selle kontseptsiooni elemendid on koondatud üldise nime all HiDC.
Digitaliseerige see
Internetis liigub uus nali: kes kiirendas teie ettevõtte digitaalse transformatsiooni rohkem kui keegi teine — tegevjuht, tehnoloogiajuht, nõukogu? Koroonaviiruse epideemia! Ainult laisk ei korralda veebiseminare, ei kirjuta artikleid ega räägi, kuidas ja mida teha. Kuid kõik need on reaktiivsed tegevused. Mõned olid ettevalmistatud juba varem.
See, et ei ole ülbuse pärast — objektiivsetel põhjustel toome näiteks meie ettevõtte, kus digitaalne transformatsioon käivitus mitu aastat tagasi ulatuslikult. Praeguseks suudame enamikku töötajatest kodukontorisse viia ilma efektiivsuse kadudeta. Näiteks on tähelepanuväärne lugu haiglast, mis ehitati Wuhanis kümne päevaga. Seal avaldus digitaalne transformatsioon selles, et kõik IT-süsteemid seadistati kolme päevaga. Nii et digitaalne transformatsioon ei ole küsimus «millal» ja «miks», vaid «kuidas».
Arhitektuurne lähenemine asemel spontaansest arengust
Millised põhiküsimused seisavad meie ees, kui hakkame ehitama süsteemi? Kuni praeguseni töötavad kõik meie kliendid äriülesannete ja rakendusteenuste ning IT-lahenduste ühendamise režiimis. Sellise kompleksi toimimisest on raskem saada järgmist ülevaadet, kui see on loodud lihtsalt erinevaid komponente liites. Kuid et ehitada süsteemi kui ühtset organismi, on kõigepealt vajalik arhitektuuriline lähenemine. Just seda me rakendame meie lahenduse HiDC ideoloogia kaudu.
Maksimaalne väärtus ja minimaalne kulu
Terve HiDC struktuur koosneb kahest põhiviilust. Esimene esindab seda, mida olete harjunud nägema Huawei-l — klassikaline infrastruktuur. Teise viilu elemente saab kõige lihtsamini kokku võtta termini „intellektuaalsed andmed“ alla.
Miks see on vajalik? Tänapäeval koguvad paljud ettevõtted tohutul hulgal teavet, mis on sageli killustatud või kergesti kättesaadav läbi erinevate "vahede". Võtame näiteks tavalised andmebaasid. Küsige oma andmebaasi administraatoritelt, kui hästi on need omavahel ühendatud ja kuidas saab kasutada nende andmeid BI-süsteemides äriotsuste tegemiseks. Üllatav, kuid tihti on andmebaasid omavahel väga vähe seotud ja toimivad iseseisvate "saartena". Seetõttu mõtlesime eelkõige sellele, milliste arhitektuuriliste lähenemisviisidega võiks seda probleemi lahendada.
HiDC arhitektuuri projekteerimise põhimõtted
Vaatame HiDC projekteerimise põhialuseid. See on eelkõige kasulik mitte konkreetse ala spetsialistidele, vaid lahenduste arhitektidele, kes suudavad haarata kogu panoramat.
Levinumate on konvergeeruva võrgu plokk ja andmete halduse plokk. Ja siin tekib mõisted, mille üle lahenduste arhitektid harva mõtlema hakkavad — andmete elutsükli haldamine. See on klassikalistest andmebaasidest liikunud paljudele muudele süsteemidele, sealhulgas pilve- ja servaarvutustele.
Servaarvutuste hulk suureneb pidevalt. Kõige ilmsem näide nende rakendamisest on isesõitev auto, mille juhtimist soovitakse hallata ühest platvormist. Lisaks sellele on selgelt näha suund 'roheliste' tehnoloogiate poole — energiatõhusamate, keskkonnale minimaalset kahju tekitavate lahenduste suunas. Mõlemat eesmärki saab saavutada üleminekuga nutikatele ressurssidele (sellest räägime allpool).
Suurepärane on see, et meil on käepärast kõik kuus HiDC struktuuri plokki. Kuid sageli töötavad kliendid juba varem loodud keskkonnas. Siiski võib isegi ühe ülaltoodud skeemi ploki kasutamine anda häid tulemusi. Ja kui lisada teine, kolmas ja nii edasi, hakkab ilmnema sünergiaefekt. Ainult võrgu ja jaotatud andmesalvestussüsteemi kombinatsioon toob kaasa suurema jõudluse ja madalamad latentsused. Plokil põhinev lähenemine võimaldab meil areneda mitte juhuslikult, nagu sageli tööstuses juhtub, vaid rakendades kompleksset arhitektuurilist lähenemist. Ja plokkide avatus annab vabaduse valida optimaalse lahenduse.
Konvergentsvõrkude aeg
Viimasel ajal edendame ülemaailmsetel ja Venemaa turgudel järjest aktiivsemalt konvergentsvõrkude kontseptsiooni. Juba täna kasutavad meie kliendid konvergente lahendusi RoCEv2 (RDMA üle konvergente Ethernet v2) jaotatud programmipõhiste andmesalvestussüsteemide loomisel. Sellise lähenemise peamine eelis seisneb avatuses ja vajaduse puudumises luua määramatul hulgal eraldiseisvaid võrgustikke.
Miks me varem nii ei teinud? Tuletame meelde, et Etherneti standard loodi 1969. aastal. Viie kümne aasta jooksul on selles kogunenud palju probleeme, kuid Huawei on õppinud neid lahendama. Tänu mitmetele täiendavatele meetmetele saame nüüd kasutada Ethernetit kriitiliste rakenduste ja suure koormusega lahenduste jaoks jne.
DCN-ist DCI-le
Järgmine oluline suundumus on sünergiaefekt DCI (Data Center Interconnect) juurutamisel. Venemaal, erinevalt Hiinast, on midagi sarnast seni nähtud vaid sideoperaatoritel. Kui kliendid kaaluvad andmekeskuse võrgulahendusi, ei pööra nad tavaliselt piisavalt tähelepanu optiliste võrkude ja klassikaliste IP-lahenduste sügavale integreerimisele ühes kohaloleku kohas. Nad kasutavad tuttavaid lahendusi, mis töötavad IP-kihil, millest piisab.
Mille see DCI siis vajalik on? Kujutage ette, et DWDM-seadmepoolne administraator ja võrguadministraator tegutsevad iseseisvalt. Mingil hetkel võib kumbki neist tõrge tõsiselt vähendada teie töökindlust. Kuid kui me kasutame sünergia põhimõtet, siis IP-routimine toimub arvestades, mis toimub optilises võrgus. Sellise nutika teenuse kasutamine suurendab märgatavalt kogu süsteemi saadavuse taseme üheksakümneid.
Teine oluline eelis meie DCI juures on suur tootlikkuse reserv. C ja L vahemike võimaluste kokku summeerimisel võib saada umbes 220 lambi. See reserv ei kätkenda kiiresti isegi suurte ettevõtte klientide vajadusi, arvestades, et meie praegune lahendus võimaldab edastada iga lambi kaudu kuni 400 Gbit/s. Edasi on sellel samal seadmel võimalik saavutada kuni 800 Gbit/s.
Täiendav mugavus saavutatakse üldise haldustaseme kaudu, mida pakume klassikaliste avatud liideste kaudu. NETCONF-i abil saab hallata mitte ainult lülitavaid seadmeid, vaid ka optilise tihendamise seadmeid, võimaldades konvergentsi kõigil tasanditel ja käsitledes süsteemi kui integreeritud ressurssi, mitte lihtsalt „karpide kogumit.”
Servaarvutamine muutub üha olulisemaks
Paljud on kuulnud servaarvutamisest. Ja neil, kes tegelevad pilve- ja traditsiooniliste andmekeskustega, tasub meeles pidada, et oleme hiljuti tunnistamas tõsist nihket just servaarvutuse suunas.
Mille see põhjustatud on? Vaatame üldisi rakenduste mudeleid. Praegu räägitakse palju „nutikad linnad“, „nutikad majad“ jms. See kontseptsioon võimaldab arendajal luua lisaväärtust ja tõsta kinnisvara hinda. „Nutika maja“ süsteem tunneb oma elanikku ära, laseb ta sisse ja välja, pakub talle teatud teenuseid. Statistika kohaselt lisavad sellised teenused korterite hinnale umbes 10–15% ning suudavad üldiselt edendada uute ärimudelite arengut. Samuti on varem räägitud autopiloodi kontseptsioonidest. Varsti võimaldavad 5G ja Wi-Fi 6 tehnoloogiate areng tagada äärmiselt madala viivituse andmete edastamisel, mis on seotud „nutikate“ majade, autode ja keskse andmekeskuse vahel. Seega saab teostada palju rohkem operatsioone, mis on seotud keerulise andmete töötlemisega. Selliste ülesannete lahendamiseks saab kasutada ka neuronprotsessoreid, mis juba tarnitakse Venemaale.
Epige on selge, et just kirjeldatud trend on perspektiivikas. Kujutame nüüd ette intelligentset linnatranspordi juhtimissüsteemi, mis suudab juhtida liiklustulede tööd, reguleerida transporti konkreetsetel tänavatel või isegi teha õigeid otsuseid eriolukordades.
Nüüd vaatame ressursside poole, millega toetame HiDC kontseptsiooni rakendamist.
Arvutused
Kui peame rakendama standardsüsteemi, siis kasutame loomulikult x86 arhitektuuri protsessoreid. Kuid kui esineb vajadus kohandamiseks, tasub kaaluda mitmekesisemaid lahendusi.
Näiteks sobivad ARM protsessorid suure hulga tuumade tõttu suurepäraselt rakendustele, kus on kõrge paralleelsus. Mitme lõime kasutamine toob kuni 30% jõudluse kasvu.
Kui madalad latentsused on meie jaoks kriitilise tähtsusega, siis tulevad mängu programmeeritavad loogikakiibid (FPGA).
Neuraalprotsessorid on üliolulised masinõppe probleemide lahendamisel. Kui konkreetse rakenduse jaoks vajame 16 riiulit, milles on 8 serverit igaühes, mis on varustatud neuraalprotsessoritega, siis samaväärse lahenduse saavutamiseks x86 arhitektuuril oleks vajalik umbes 128 riiulit. Nagu näha, sunnib tüübid erinevaid arvutusi hoolikalt valima ka riistvaraplatvorme.
Andmete salvestamine
Juba teist aastat kutsub Huawei partnereid, kliente ja kolleegi tööstuses üles looma andmesalvestussüsteeme, mis põhinevad Flash Only põhimõttel. Enamiku meie klientidest kasutavad mehaanilisi spindli kõvakettaid ainult vanades lahendustes või harva kasutatavates arhiivandmetes.
Flash-süsteemid arenevad ka. Turule tulevad sellised lahendused nagu Storage Class Memory (SCM), näiteks Intel Optane. Huviäratavaid uuendusi demonstreerivad Hiina ja Jaapani tootjad. Hetkel ületavad SCM töötlemise klassis kõik teised lahendused. Praegu takistab nende ulatuslikku kasutamist vaid kõrge hind.
Samas näeme, et andmesalvestuse kvaliteeti tuleb tõsta mitte ainult tinglikul tagaplaanil, vaid ka esiplaanil. Praegu pakume ja kasutame de facto uutes rakendustes tavaliselt otsejuurdepääsu mehanisme Etherneti kaudu, kuid näeme klientide nõudlust ning seetõttu hakkame aasta lõpuks sagedamini kasutama NVMe over Fabrics. Seda end-to-end mudelina, et tagada ühtne arhitektuur, mis peab olema kõrge jõudluse ja taluma kontrollerite rikkeid.
Andmesalvestussüsteem OceanStor Dorado on üks meie lipulaevadest. Sisemised testid on näidanud, et see tagab 20 miljoni IOPS-i tasemel jõudluse, säilitades samal ajal toimimise, kui seitse kaheksast kontrollerist on rikkis.
Miks selline jõud? Vaatame üle praeguse olukorra. Viimase paarikuu jooksul on Hiina elanikud oluliselt rohkem aega kodus viibinud isolatsioonimeetmete tõttu. Interneti liiklus on selle aja jooksul keskmiselt kasvanud 30%, ja mõnedes provintsides isegi kaks korda. Erinevate võrgu teenuste tarbimine on suurenenud. Ja mingil hetkel hakkasid isegi pangad tõsise lisakoormuse all vaeva nägema, milleks nende andmekeskused polnud valmis.
On selge, et 20 miljonit IOPS ei ole praegu kõigi jaoks vajalik. Kuid mis saab homme? Meie intellekti süsteemid maksimaalselt avavad närviprocessorite potentsiaali, et tagada liikluse kompaktsus, deduplikatsioon, optimeerimine ja kiire andmete taastamine.
Tugivõrk
2020. aastal, nagu me eelnevas materjalis mainisime, saab olema meie jaoks tugivõrkude aasta. Paljud kliendid, sealhulgas rakenduste teenusepakkujad (ASP) ja pangad, mõtlevad juba sellele, kuidas nende rakendused toimivad andmekeskuste (DC) vahel. Siinkohal tuleb appi uus tugivõrk. Näiteks on suurimad Hiina pangad üle läinud lihtsustatud tugivõrkudele, mis kasutavad DC-de vaheliseks suhtluseks mitte kümneid erinevaid protokolle, vaid, ütleme nii, paari — OSPF ja SRv6. Organisatsioon saab siiski sama teenuste komplekti.
Intelligentne ressurs
Kuidas andmeid kasutada? Seni oli olemas killustatud süsteem mitmekesiseid andmebaase: Microsoft SQL, MySQL, Oracle jne. Nende haldamiseks kasutati big data lahendusi, mis suudavad need andmed kokku tuua, neid kätte saada ja nendega töötada. See kõik koormas ressursse tugevalt.
Samuti puudus mehhanism andmeoperatsioonide teostamiseks mingil sündmuse toimumisel. Lahenduseks sai andmete elutsükli haldamise (DLM) põhimõtete väljatöötamine.
K kõik on kuulnud andmejärvistest. Andmehaldusest andmega juhtimisele üleminekul on digitaalsed järved kiiresti „intellektuaalsemaks” muutunud. Sealhulgas ka tänu Huawei lahendustele. Järgnevates materjalides räägime kindlasti kõikidest meie kasutatud tarkvaratehnoloogiate rühmades. Nüüd on oluline märkida, et just „nutika” andmeelutsükli juhtimise rakendamine on võimaldanud meil lihtsustada meie võrgu ja serverite kasutamist ning õppida, kuidas luua terviklikke arhitektuure, et paremini mõista andmetega töötamise põhimõtteid.
Andmekeskuse inseneritehnika
Avaldame spetsiaalseid materjale, mis on pühendatud inseneritehnika vormidele. Siiski tahame tänase teema kontekstis mainida neid muudatusi, mis on seotud HiDC kontseptsiooniga.
Pikka aega on andmete keskuste (DZK) häda- ja varutoite süsteemides liitiumakude kasutamine olnud keelatud nende kõrge tuleohtlikkuse tõttu. Igasugune mehaaniline kahjustus või akude terviklikkuse rikkumine võis viia nende süttimiseni ja ettearvamatute tagajärgedeni. Selle tõttu varustati varustussüsteeme vananenud happeliste akudega, millel on madal laadimisenergia tihedus ja suur mass.
Uutes Huawei häda- ja varutoite süsteemides kasutatakse ohutuid liitium-raud-fosfaadi akusid (LFP), mis on varustatud intelligentse proaktiivse juhtimisega. Sama mahutavuse puhul on need kolmandiku võrra väiksemad võrreldes happeliste akudega. Nende eluiga on 10–15 aastat, mis lisaks vähendab nende ökoloogilist jalajälge. Patenteeritud juhtimissüsteem SmartLi ökosüsteemis võimaldab kasutada hübriidsüsteeme, mis koosnevad vanade ja uute akude rakkudest, ning lülitus süsteem lubab teha „kuumi“ muudatusi varustussüsteemi struktuuris, säilitades samal ajal varustamise funktsiooni.
Nutikas haldamine
HiDC infrastruktuuri haldamise põhimõtete oluline osa on nutika eneseparanduse ideoloogia. V eelmistes publikatsioonides mainisime O&M 1-3-5 intellektuaalset platvormi, mis suudab mitte ainult tuvastada ja analüüsida süsteemis esinevat soovimatut sündmust, vaid pakkuda administraatorile mitmeid võimalusi täielikult automatiseeritud probleemi lahendamiseks.
Eneseanalüüsi funktsioon võimaldab rikkeid tuvastada umbes minuti jooksul. Analüüsimiseks kulub kolm minutit, ja viie minuti jooksul valmivad ettepanekud süsteemi oleku muutmiseks.
Oletame, et mingi operaatori viga on põhjustanud protsesside sulgemise tsükli, mis vähendab virtualiseerimistehnika jõudlust 100% pealt 77%-ni. Andmekeskuse administraator saab oma juhtpaneelile vastava teate, mis sisaldab probleemi täielikku visualiseerimist, sealhulgas ressursi võrgu skeemi, mida mõjutab soovimatu protsess. Järgmiseks saab administraator alustada situatsiooni käsitsi parandamist või kasutada üht mitmest automaatsest taastamisstsenaariumist, mis talle pakutakse.
Süsteem tunneb umbes 75 stsenaariumi, mida saab ellu viia vähem kui kümne minuti jooksul. Need katab 90% probleemidest, mis esinevad andmekeskustes. Selle aja jooksul võib insener rahulikult vastata murelike klientide kõnedele, olles kindel, et teenus taastatakse varsti.
Uued põhitooted HiDC-s
Lisaks tarkvaratootedele tuleks siia lisada võtme lahendused, mis toimivad infrastruktuuri tasandil. Esiteks tuleks mainida närviprotsessoreid, mida kasutatakse meie Atlas seeria tehisintellekti klastrites, samuti servereid, mis põhinevad NPU ja GPU-l.
Lisaks ei saa jälle mitte mainida Doradot ja selle rekordilist jõudlust oma klassis, millest piisab aastateks. See on eriti aktuaalne endises Nõukogude Liidu ruumis, kus harva uuendatakse midagi enne, kui see täielikult töö lõpetab. See seletab mõnede andmesalvestusseadmete 10-aastase eluiga. Dorado suur jõudlus on vajalik, et ka kümne aasta pärast tagada teenuste kõrge kvaliteet.
Iga elemente uuendused
Konkreetsete infrastruktuurlahenduste valimisel ei tohi unustada arhitektuuri ja selle edasise arengu stsenaariume. Erinevate tootjate lahendused ei pruugi tagada oodatud sünergiat, mille pakuvad juba omavaheliseks kasutamiseks optimeeritud lahendused.
Infrastruktuuri aluseks peavad olema õiged tehnoloogiad. «Õiged» tähendab ka avatud lahendusi, mis pakuvad kõrget läbilaskevõimet ja toimivad stabiilselt suurte koormuste korral. Andmekeskuste kontekstis on näiteks oluline hea elektritarbimise ja IT-koormuse suhe. Kõigi nimetatud eesmärkide saavutamiseks tuleb valida keskkond ja komponendid. Kaasaegsetes tingimustes tähendab see üha laiemat tehisintellekti kasutamist.
Meie tähelepanekute kohaselt on Huawei strateegiliste tellijate seas järjest vähem neid, kes ei kasuta veel masinõppesüsteeme. Ilma ML-ita ei ole võimalik maksimaalselt monetiseerida kogutud andmeid.
Monetiseerimissüsteem võib olla erinev: pankade jaoks on see uute sihitud toodete pakkumine, telekommunikatsiooniettevõtete jaoks isiklike teenuste osutamine ja lojaalsuse tagamine, riiklike tellijate jaoks andmeelu tsükli kvaliteetne haldamine ja kõrge koostööaste teiste organisatsioonidega. Andmehalduse mudelid ei piirdu enam ammu tulekihenduse seadistamise ja andmebaaside võrgu nähtavuse tagamisega.
Ideest toimiva andmekeskuseni
Standardsel andmekeskuse ehitamisel kulub parimal juhul aastast kuni poolteise aastani. Meie tootmisprotsess võimaldab seda teha palju kiiremini, kasutades lahenduste rühma, mille ühine nimi on FusionDC 2.0. Projekteerimine, kõrgetasemelise disaini väljatöötamine ja kõigi IT-koormuse elementide kokkupanek toimub otse tehases. Lühikese ajaga transporditakse seadmed meretehnika kaudu Hiinast Venemaale. Seega saab täielikult valmiva andmekeskuse rajamise tagada vaid nelja-viie kuuga.
Prefabrikeeritud pilvandmete keskuse idee on atraktiivne ka seetõttu, et andmekeskust saab samm-sammult arendada, lisades sellele vajalikke funktsionaalseid komponente. Selline lähenemine on sisuliselt HiDC kontseptsioonis.
Kuna ei soovi ülevaate materjali datasheet'iks muuta, pakume täiendava informatsiooni saamiseks HiDC kohta suunduda . Sealt leiate kirjelduse ja näited nendest lähenemistest, toodetest ja lahendustest, millest oleme rääkinud. Materjalide arv suureneb, kui kõrgem on teie juurdepääsutaseme tase veebilehele. Kui teil on „partneri” staatus, saate alla laadida HiDC teekaardid, tehnilised esitlusmaterjalid ja videod.
Riskime oletada, et enamik selle artikli lugejatest omab võrgusüsteemide arhitektide oskusi. Neile on kindlasti huvitav külastada meie . Seal räägime üksikasjalikult, kuidas luua võrguinfrastruktuuri vastavalt Huawei valideeritud disaini (HVD) reeglitele. Allalaaditavad juhised aitavad põhjalikult aru saada, kuidas firma lahendused toimivad. Kõigepealt pidage meeles, et ilma autoriseerimiseta on teile juurdepääs vähematele materjalidele.
***
Teid aitavad orienteeruda mitmed veebiseminarid, mida korraldatakse mitte ainult venekeelsetes segmentides, vaid ka rahvusvahelisel tasandil. Neis jagame teavet oma toodete kohta ja oma äripraktika kohta. Räägime näiteks ka sellest, kuidas Huawei tagab oma toodete pideva kohaletoimetamise erinevatesse riikidesse, hoolimata paljude teenuseahelate katkestamisest. Hiljuti juhtus näiteks juhtum, kus just toodetud andmekeskuse seadmed jõudsid Moskvas asuvasse tellijasse vaid kolme nädalaga.
Aprilli veebiseminaride nimekiri on saadaval .
Allikas: habr.com
