Olles vaadanud linnulennult kõiki 2020. aastal esitletud kaasaegseid Huawei Enterprise'i lahendusi, liigume edasi keskendunud ja üksikasjalikumate lugude juurde üksikutest ideedest ja toodetest, mis võivad olla aluseks nii suurettevõtete kui ka valitsusasutuste digitaalsele transformatsioonile. Täna räägime kontseptsioonidest ja tehnoloogiatest, millele Huawei pakub andmekeskuste ehitamiseks.
Ühendatud maailma ajastul nõuavad andmete salvestamise ja töötlemise väljakutsed andmekeskuse elutsükli kõigil etappidel uut lähenemist. Nad peavad muutuma samaaegselt lihtsamaks ja targemaks, et tulla toime oma rolliga globaalse digitaalmajanduse infrastruktuuri keskse elemendina.
Kui 2018. aastal salvestas inimkond 33 zetabaiti infot, siis 2025. aastaks peaks selle kogumaht kasvama üle viie korra. Kolme aastakümne pikkune kogemus IKT-taristute arendamisel on võimaldanud Huaweil olla kasvavaks "andmetsunamiks" hästi ette valmistatud ning pakkuda oma partneritele ja klientidele intelligentse andmekeskuse kontseptsiooni, mis hõlmab kõiki selle ehitamise, kasutamise ja hoolduse etappe. Selle kontseptsiooni elemendid on ühendatud üldnimetuse HiDC alla.
Digitaliseerige see
Internetis hõljub värske nali: kes kiirendas teie ettevõtte digitaalset ümberkujundamist kõige rohkem - tegevjuht, CTO, direktorite nõukogu? Koroonaviiruse epideemia! Ainult laisk ei vii veebiseminare, ei kirjuta artikleid, ei ütle inimestele, kuidas ja mida teha. Kuid need kõik on reageerivad tegevused. Mõned valmistasid ette.
Mitte hooplemise pärast – objektiivsetel põhjustel võtame eeskujuks meie ettevõtte, kus juba mitu aastat tagasi algatati mastaapne digitransformatsioon. Praegu suudame peaaegu kõik oma töötajad viia kodust tööle ilma, et töö efektiivsus väheneks. Jutt Wuhani linna kümne päevaga ehitatud haiglast on soovituslik. Seal avaldus digitaalne transformatsioon selles, et kõik IT-süsteemid võeti kasutusele kolme päevaga. Seega ei seisne digitaalne transformatsioon mitte "millal" ja "miks", vaid "kuidas".
Arhitektuurne lähenemine spontaanse arengu asemel
Millised on peamised probleemid, millega me teatud süsteemi üles ehitama hakkame? Seni töötavad kõik meie kliendid režiimis, mis ühendab äriülesanded rakendusteenuste ja IT-lahendustega. Sellise kompleksi toimimisest on üsna raske üldist ettekujutust saada, kui see loodi lihtsalt erinevate plokkide lisamisega. Ja selleks, et ehitada üles süsteem ühtse organismina, on esmalt vaja arhitektuurset lähenemist. See on see, mida me oma HiDC lahenduse ideoloogias kehastasime.
Maksimaalne väärtus ja minimaalne kulu
Kogu HiDC struktuur koosneb kahest peamisest osast. Esimene on see, mida olete harjunud Huaweilt nägema – klassikaline infrastruktuur. Teise lõigu elemendid on kõige hõlpsamini kombineeritavad mõistega "intelligentsed andmed".
Miks see vajalik on? Tänapäeval koguvad paljud ettevõtted tohutul hulgal teavet, mis on sageli hajutatud või on juurdepääsetav erinevat tüüpi "tihendite" kaudu. Jah, võtke vähemalt tavalised andmebaasid. Küsige oma andmebaasiadministraatoritelt, kuidas need andmebaasid omavahel kokku sobivad ja kuidas nendest saadavat teavet BI-süsteemides äriotsuste tegemiseks kasutada. Üllataval kombel on andmebaasid sageli üksteisega väga lõdvalt seotud ja toimivad eraldiseisvate "saartena". Seetõttu mõtlesime kõigepealt, millised arhitektuursed lähenemisviisid võiksid selle probleemi kõrvaldada.
HiDC arhitektuuri kujundamise põhimõtted
Vaatame HiDC disaini põhiprintsiipe. Eelkõige tuleb sellest kasu mitte mingi konkreetse valdkonna spetsialistid, vaid lahendusarhitektid, kes suudavad kogu panoraami endasse haarata.
Levinumad on koondatud võrkude plokk ja andmehaldusplokk. Ja siit tuleb kontseptsioon, millele lahendusarhitektid harva mõtlevad: andmete elutsükli haldamine. Klassikalistest andmebaasidest on see migreerunud paljudesse teistesse süsteemidesse, sealhulgas pilve- ja servaandmetöötlusse.
Edge computing on muutumas üha tavalisemaks. Kõige ilmekam näide nende kasutamisest on autopiloodiga auto, mida on soovitav juhtida ühelt platvormilt. Lisaks on suundumus “roheliste” tehnoloogiate poole – energiatõhusamad, kahjustades keskkonda minimaalselt. Saate mõlemat saavutada, kui lähete üle intellektuaalsetele ressurssidele (neist hiljem).
On suurepärane, et meie käsutuses on kõik kuus HiDC struktuuri plokki. Tõsi, kliendid töötavad sageli varem loodud keskkonnas. Kuid kasvõi ühe ploki kasutamine ülaltoodud diagrammist võib vilja kanda. Ja kui lisate teise, kolmanda ja nii edasi, hakkab ilmnema sünergiline efekt. Ainuüksi võrgu ja hajutatud salvestusruumi kombinatsioon tagab suurema jõudluse ja väiksema latentsuse. Plokk-lähenemine võimaldab meil areneda mitte kaootiliselt, nagu tööstuses sageli juhtub, vaid kasutades integreeritud arhitektuurilist lähenemist. Noh, plokkide enda avatus annab vabaduse optimaalse lahenduse valikul.
Konvergeeritud võrkude aeg
Viimasel ajal oleme globaalsel ja Venemaa turgudel üha enam propageerinud konvergentsete võrkude kontseptsiooni. Juba praegu kasutavad meie kliendid hajutatud tarkvaraga määratletud salvestussüsteemide loomiseks RoCEv2-l (RDMA over Converged Ethernet v2) põhinevaid konvergeeritud lahendusi. Selle lähenemisviisi peamine eelis on selle avatus ja vajaduse puudumine luua määramatu arv erinevaid võrke.
Miks seda varem ei tehtud? Tuletame meelde, et Etherneti standard töötati välja 1969. aastal. Poole sajandi jooksul on sellesse kogunenud palju probleeme, kuid Huawei on õppinud neid lahendama. Nüüd saame tänu mitmetele lisatoimingutele kasutada Etherneti missioonikriitiliste rakenduste, suure koormusega lahenduste jms jaoks.
DCN-ist DCI-le
Järgmine oluline trend on DCI (Data Center Interconnect) rakendamisest tulenev sünergiline mõju. Erinevalt Hiinast võib Venemaal midagi sarnast leida ainult sideoperaatorite juures. Kui kliendid kaaluvad andmekeskuse võrgulahendusi, ei pööra nad tavaliselt piisavalt tähelepanu optiliste võrkude ja klassikaliste IP-lahenduste sügavale integreerimisele ühes asukohas. Nad kasutavad tuttavaid lahendusi, mis töötavad IP-kihil, millest neile piisab.
Milleks siis DCI? Kujutage ette, et DWDM-sõlme administraator ja võrguadministraator tegutsevad sõltumatult. Mingil hetkel võib mõne neist ebaõnnestumine teie vastupidavust tõsiselt vähendada. Ja kui kasutame sünergia põhimõtet, viiakse IP-marsruutimine läbi optilises võrgus toimuvat arvesse võttes. Sellise intelligentse teenuse kasutamine suurendab oluliselt üheksa arvu kogu süsteemi kättesaadavuse tasemel.
Teine meie DCI tõsine eelis on selle suur jõudlusvaru. Võttes kokku C- ja L-sarja võimalused, saab umbes 220 lambdat. Sellist reservi ei saa tõenäoliselt kiiresti ammendada isegi suur äriklient, arvestades, et meie praegune lahendus võimaldab iga lambda kaudu edastada kuni 400 Gbit/s. Edaspidi on samadel seadmetel võimalik saavutada 800 Gbit/s.
Täiendavat mugavust pakub üldine hallatavus, mida pakume klassikaliselt avatud liideste kaudu. NETCONF haldab mitte ainult lüliteid, vaid ka optilisi multipleksseadmeid, mis võimaldab teil saavutada lähenemise kõigil tasanditel ja tajuda süsteemi kui intellektuaalset ressurssi, mitte "kastide komplekti".
Äärearvutus on järjest olulisem
Paljud inimesed on kuulnud Edge Computingist. Pilve- ja klassikaliste andmekeskustega tegelejad peaksid meeles pidama, et oleme hiljuti näinud tõsist nihet äärearvutite poole.
Mis seda põhjustab? Vaatame levinumaid juurutusmudeleid. Tänapäeval räägitakse palju “targadest linnadest”, “targadest majadest” jne. See kontseptsioon võimaldab arendajal luua lisaväärtust ja tõsta kinnisvara hinda. “Tark kodu” tuvastab oma elaniku, laseb ta sisse ja välja ning pakub talle teatud teenuseid. Statistika järgi lisavad sellised teenused korterite hinda ca 10–15% ning võivad üldiselt tõuke anda uute ärimudelite arengule. Samuti on seda juba öeldud autopiloodi kontseptsioonide kohta. Peagi pakub 5G ja Wi-Fi 6 tehnoloogiate arendamine äärmiselt madala latentsusaega andmeedastuseks nutikate kodude, autode ja peamise andmekeskuse vahel, mis teostavad andmetöötlust. See tähendab, et saab teha palju suurema hulga tõsise andmetöötlusega seotud toiminguid. Eelkõige on selliste probleemide lahendamiseks võimalik kasutada Venemaale juba tarnitud närviprotsessoreid.
Äsja visandatud suundumuse lubadus on vaieldamatu. Kujutagem ette näiteks intelligentset linnatranspordi juhtimissüsteemi, mis on võimeline lülitama foore, reguleerima liikluskoormust konkreetsetel tänavatel või isegi hädaolukordades adekvaatseid meetmeid rakendama.
Nüüd pöördume ressursside poole, millega pakume HiDC kontseptsiooni rakendamist.
Arvutused
Kui meil on vaja rakendada standardset arvutussüsteemi, kasutatakse selles loomulikult x86 arhitektuuriga protsessoreid. Kuid niipea, kui tekib vajadus kohandamise järele, on aeg mõelda mitmekesisematele lahendustele.
Näiteks ARM-protsessorid on oma suure tuumade arvu tõttu suurepärased väga paralleelsete rakenduste jaoks. Multithreading annab jõudluse kasvu umbes 30%.
Kui madal latentsusaeg on kriitiline, tõusevad esiplaanile välja programmeeritavad loogilised integraallülitused (FPGA).
Neuraalprotsessoreid on eelkõige vaja masinõppeprobleemide lahendamisel. Kui konkreetse teostuse jaoks vajame 16 racki, millest igaühes on 8 serverit, mis on täis närviprotsessorit, siis x86 arhitektuuril põhinev samatasemeline lahendus eeldaks (!) umbes 128 racki. Nagu näete, tingib arvutustüüpide suur valik riistvaraplatvormide hoolika valimise.
Andmekogu
Huawei on juba teist aastat kutsunud partnereid, kliente ja valdkonna kolleege üles ehitama andmesalvestussüsteeme vastavalt Flash Only põhimõttele. Ja enamik meie kliente kasutab mehaanilisi spindliajameid ainult vanemates lahendustes või harva kasutatavate arhiiviandmete jaoks.
Samuti arenevad välkmälusüsteemid. Turule ilmuvad salvestusklassi mälu (SCM) süsteemid, nagu Intel Optane. Hiina ja Jaapani tootjad näitavad huvitavaid arenguid. Praegu on SCM töötlusklassi poolest kõigist teistest lahendustest parem. Siiani ei võimalda ainult kõrge hind neid kõikjal kasutada.
Samas näeme, et salvestussüsteemide kvaliteeti tuleb tõsta mitte ainult tavapärasel taustaprogrammil, vaid ka frontendil. Nüüd de facto pakume ja kasutame uutes rakendustes reeglina otsemälu juurdepääsu mehhanisme Etherneti kaudu, kuid näeme klientide soove ja seetõttu hakkame aasta lõpu poole sagedamini kasutama NVMe over Fabricsi. Veelgi enam, otsast lõpuni, et tagada ühine arhitektuur, mis loomulikult peab olema suure jõudlusega ja vastupidav kontrolleri riketele.
OceanStor Dorado salvestussüsteem on üks meie lipulaevadest. Sisemised testid on näidanud, et see tagab 20 miljoni IOPS-i jõudluse, säilitades funktsionaalsuse, kui kaheksast kontrollerist seitse ebaõnnestub.
Miks nii palju jõudu? Vaatame praegust olukorda. Hiina elanikud on juba mitu kuud sulgemise tõttu oluliselt rohkem aega kodus veetnud. Interneti-liiklus kasvas sel ajal keskmiselt 30% ja mõnes provintsis isegi kahekordistus. Suurenenud on erinevate võrguteenuste tarbimine. Ja ühel hetkel hakkasid samad pangad kogema tõsist lisakoormust, milleks nende laosüsteemid polnud valmis.
On selge, et kõik ei vaja praegu 20 miljonit IOPS-i. Aga mis saab homme? Meie intelligentsed süsteemid maksimeerivad närviprotsessorite kogu potentsiaali, et tagada liikluse kompaktsus, dubleerimine, optimeerimine ja kiire andmete taastamine.
Põhivõrk
2020. aasta, nagu eelmises artiklis mainisime, on meie jaoks tuumikvõrkude aasta. Paljud kliendid, eriti rakendusteenuste pakkujad (ASP-d) ja pangad, mõtlevad juba sellele, kuidas nende rakendused konkreetselt andmekeskustesse suunduva ja andmekeskuste vahelise suhtluse osas töötavad. Siin tuleb meile appi uus magistraalvõrk. Näitena võtame Hiina suurimad pangad, kes on üle läinud lihtsustatud magistraalsüsteemidele, mis kasutavad andmekeskuste vaheliseks suhtluseks mitte tosinat erinevat protokolli, vaid võrdlemisi paar - OSPF ja SRv6. Lisaks saab organisatsioon samu teenuseid.
Intellektuaalsed ressursid
Kuidas andmeid kasutada? Kuni viimase ajani eksisteeris killustatud heterogeensete andmebaaside süsteem: Microsoft SQL, MySQL, Oracle jne. Nendega töötamiseks kasutati suurandmete valdkonna lahendusi, mis suutsid neid andmeid kombineerida, võtta ja nendega töötada. Kõik see tekitas ressurssidele suure koormuse.
Samas puudus mehhanism, kuidas mingi sündmuse toimumisel andmetega toiminguid teha. Lahenduseks oli andmete elutsükli haldamise (DLM) põhimõtete väljatöötamine.
Andmejärvedest on kõik kuulnud. Andmehalduselt andmehaldusele üleminekuga hakkasid "digitaalsed järved" kiiresti targemaks muutuma. Sealhulgas tänu Huawei lahendustele. Järgmistes materjalides räägime kindlasti kogu meie kasutatud tarkvaratehnoloogiate virust. Nüüd on oluline märkida, et just nutika andmeelutsükli haldamise kasutamine võimaldas meil oma võrgu ja serverite kasutamist lihtsustada ning õppida koostama täielikke arhitektuure, et paremini mõista andmetega töötamise põhimõtteid. .
Andmekeskuse insener-infrastruktuur
Avaldame eraldi insener-infrastruktuurile pühendatud materjale, kuid tänase teema kontekstis tahaksime mainida neid muudatusi, mis on seotud HiDC kontseptsiooniga.
Pikka aega oli liitiumakude kasutamine andmekeskuste avarii- ja varutoitesüsteemides (ESP) nende suure tuleohu tõttu keelatud. Igasugune mehaaniline vigastus või aku terviklikkuse rikkumine võib põhjustada tulekahju ja ettearvamatuid tagajärgi. Sellega seoses oli PSA varustatud vananenud happeakudega, millel oli madal erilaengu tihedus ja suur mass.
Huawei uued avarii- ja varutoitesüsteemid kasutavad ohutuid liitiumraudfosfaat (LFP) akusid koos intelligentse ennetava haldusega. Sama mahutavuse korral võtavad need happeakudega võrreldes kolm korda vähem mahtu. Nende elutsükkel on 10–15 aastat, mis muuhulgas vähendab nende tekitatavat koormust keskkonnale. Patenteeritud juhtimissüsteem SmartLi ökosüsteemis võimaldab kasutada vana ja uut tüüpi akude massiividest koosnevaid hübriidsüsteeme ning lülitussüsteem võimaldab teha PSA struktuuris “kuumaid” muudatusi, säilitades samas koondamisfunktsiooni.
Nutikas toimimine
HiDC taristu toimimise põhimõtete oluline osa on nutika enesetervendamise ideoloogia. IN Oma varasematest väljaannetest mainisime O&M 1-3-5 intelligentset platvormi, mis on võimeline mitte ainult tuvastama ja analüüsima soovimatut sündmust süsteemis, vaid pakkuma ka administraatorile mitmeid võimalusi probleemi täisautomaatseks lahenduseks.
Eneseanalüüsi funktsioon võimaldab teil probleeme tuvastada umbes minutiga. Analüüsile kulub kolm minutit ja viie minuti jooksul koostatakse ettepanekud süsteemi seisu muutmiseks.
Oletame, et mõni operaatori viga viis protsesside suletud ahela moodustumiseni, vähendades virtualiseerimisfarmi jõudlust 100-lt 77% -le. Andmekeskuse administraator saab oma armatuurlauale vastava teate, mis sisaldab probleemi täielikku visualiseerimist, sealhulgas soovimatu protsessi poolt mõjutatud ressursside võrguskeemi. Järgmisena saab administraator jätkata olukorra käsitsi parandamist või kasutada ühte mitmest talle pakutavast automaatse taastamise stsenaariumist.
Selliseid vähem kui kümne minutiga realiseeritavaid stsenaariume teab süsteem umbes 75. Lisaks katavad need 90% andmekeskustes esinevatest probleemidest. Praegu saab insener murelike klientide kõnedele rahulikult vastata, olles kindel, et teenus taastub igal minutil.
Uued võtmetooted HiDC-s
Lisaks tarkvaratoodetele peaks see hõlmama infrastruktuuri tasandil toimivaid võtmelahendusi. Kõigepealt peame mainima meie Atlase AI-klastrite perekonnas kasutatavaid närviprotsessoreid, samuti NPU- ja GPU-põhiseid servereid.
Lisaks ei saa me mainimata jätta veel kord Doradot ja selle oma klassi parimat jõudlust, mis kestab veel palju aastaid. See kehtib eriti postsovetlikus ruumis, kus harvade eranditega on kombeks midagi värskendada alles siis, kui see täielikult lakkab töötamast. See seletab üksikute salvestussüsteemide kasutusiga, mis ulatub kümne aastani. Dorado jaoks on vaja tohutut tootlikkust, et tagada kvaliteetse teenuse osutamine kümne aasta pärast.
Innovatsioon igas elemendis
Konkreetsete taristulahenduste valikul ei tohi unustada arhitektuuri ja selle edasiarendamise stsenaariume. Erinevate tootjate erinevad tooted ei taga oodatud sünergilist efekti, mida juba ühiskasutuseks optimeeritud lahendused annavad.
Taristu peab põhinema õigel tehnoloogial. “Õigete” hulka kuuluvad avatud, mis tagavad suure läbilaskevõime ja töötavad stabiilselt suure koormuse korral. Näiteks andmekeskuste jaoks on oluline kogu energiatarbimise ja IT-koormuse hea suhe. Kõigi ülaltoodud eesmärkide saavutamiseks peate valima keskkonna ja komponendid. Kaasaegsetes tingimustes tähendab see ka tehisintellekti üha laialdasemat kasutamist.
Meie tähelepanekute kohaselt on Huawei strateegiliste klientide seas üha vähem neid, kes masinõppesüsteeme ikka veel ei kasuta. Ilma ML-ita on lihtsalt võimatu kogutud andmeid võimalikult palju rahaks realiseerida.
Monetiseerimissüsteem võib olla erinev: pankade jaoks - uute sihipäraste toodete pakkumine, telekommunikatsioonioperaatorite jaoks - individuaalsete teenuste pakkumine ja lojaalsuse tagamine, riigi klientide jaoks - kvaliteetne andmete elutsükli haldamine ja kõrgetasemeline suhtlus teiste organisatsioonidega. Lõppude lõpuks on andmehaldusmudelid ammu kaugemale jõudnud tulemüüri seadistamisest ja andmebaaside võrgus nähtavuse tagamisest.
Ideest andmekeskuse toimimiseni
Tavalise andmekeskuse ehitamine võtab parimal juhul aega aastast kuni pooleteise aastani. Meie tootmistsükkel võimaldab meil seda teha palju kiiremini tänu lahenduste rühma kasutamisele, mis on ühendatud ühise nimetuse FusionDC 2.0 alla. Projekteerimine, kõrgetasemelise disaini väljatöötamine, IT-koormuse kõigi elementide kokkupanek toimub otse tehases. Lühikese ajaga tarnitakse seadmed merekonteinerite abil Hiinast Venemaale. Selle tulemusel saab võtmed kätte andmekeskuse loomise saavutada sõna otseses mõttes nelja kuni viie kuuga.
Kokkupandava pilveandmekeskuse idee on huvitav ka seetõttu, et andmekeskust saab arendada etapiviisiliselt, lisades sinna vajalikud funktsionaalsed plokid. See lähenemine on põimitud HiDC kontseptsiooni endasse.
Et mitte muuta ülevaatematerjali andmeleheks, soovitame HiDC kohta lisateabe saamiseks külastada . Sealt leiate kirjelduse ja näiteid nende lähenemisviiside, toodete ja lahenduste rakendamisest, millest me rääkisime. Mida kõrgem on teie juurdepääsu tase saidile, seda rohkem on seal materjale. Kui teile on määratud "partneri" staatus, saate alla laadida HiDC tegevuskavasid, tehnilisi esitlusi, videoid.
Julgeme eeldada, et enamikul seda artiklit lugevatest inimestest on võrguarhitektide pädevused. Nad on kindlasti huvitatud meie külastamisest . Seal räägime üksikasjalikult, kuidas Huawei Validated Designi (HVD) reeglite järgi võrgutaristut ehitada. Allalaadimiseks saadaval olevad juhised aitavad teil põhjalikult mõista, kuidas ettevõtte lahendused töötavad. Pidage meeles, et ilma loata on teile vähem materjale saadaval.
***
Samuti aitavad teil orienteeruda arvukad veebiseminarid, mis viiakse läbi mitte ainult venekeelses segmendis, vaid ka rahvusvahelisel tasandil. Nende kaudu jagame nii teavet oma toodete kui ka äritavade kohta. Räägime ka sellest, kuidas Huawei jätkab hoolimata paljude teeninduskettide katkemistest oma toodete pidevat tarnimist erinevatesse riikidesse. Hiljuti oli näiteks juhtum, kui andmekeskuse äsja toodetud seadmed jõudsid Moskva kliendini kõigest kolme nädalaga.
Aprilli veebiseminaride nimekiri on saadaval .
Allikas: www.habr.com