En jetant un regard d'ensemble sur toutes les solutions modernes de Huawei Enterprise présentées en 2020, nous passons à des récits plus ciblés et plus détaillés sur des idées et produits spécifiques qui peuvent servir de base à la transformation numérique tant des grandes entreprises que des structures gouvernementales. Aujourd'hui, nous abordons sur quelles conceptions et technologies Huawei propose de construire des centres de données.
À l'ère du « monde connecté », les défis de stockage et de traitement des données nécessitent de nouvelles approches à toutes les étapes du cycle de vie des centres de données. Ils doivent devenir à la fois plus simples et plus « intelligents » pour assumer leur rôle crucial en tant qu'éléments centraux de l'infrastructure de l'économie numérique mondiale.
En 2018, l'humanité stockait 33 zettaoctets d'informations, mais d'ici 2025, son volume total devrait augmenter de plus de cinq fois. Trois décennies d'expérience dans le développement d'infrastructures TIC ont permis à Huawei d'être bien préparé à l'imminente « vague de données » et d'offrir à ses partenaires et clients un concept de centre de données intelligent, englobant toutes les étapes de sa construction, de son exploitation et de sa maintenance. Les éléments de ce concept sont regroupés sous le nom commun de HiDC.
Numérisez cela
Une blague récente circule sur Internet : qui a le plus accéléré la transformation numérique de votre entreprise — le CEO, le CTO, le conseil d'administration ? La pandémie de coronavirus ! Seul un paresseux ne donne pas de webinaires, n'écrit pas d'articles, ne parle pas de ce qu'il faut faire. Mais tout cela sont des actions réactives. Certains se préparaient à l'avance.
Non pas pour se vanter — pour des raisons objectives, prenons notre propre entreprise comme exemple, où la transformation numérique a été largement initiée il y a quelques années. À l'heure actuelle, nous sommes en mesure de faire travailler pratiquement tous les employés depuis chez eux sans perte d'efficacité. L'histoire de l'hôpital construit en dix jours dans la ville de Wuhan est révélatrice. Là, la transformation numérique s'est manifestée par le déploiement de tous les systèmes informatiques en trois jours. Donc, la transformation numérique ne concerne pas le « quand » et le « pourquoi », mais le « comment ».
Une approche architecturale au lieu d'un développement spontané
Quels sont les principaux problèmes que nous rencontrons lorsque nous commençons à construire un système ? Jusqu'à présent, tous nos clients travaillent en combinant les tâches commerciales avec des services applicatifs et des solutions informatiques. Il est assez difficile d'obtenir une vue d'ensemble du fonctionnement d'un tel complexe s'il a été créé simplement en ajoutant divers blocs. Pour construire un système en tant qu'organisme unifié, une approche architecturale est avant tout nécessaire. C'est ce que nous avons intégré dans l'idéologie de notre solution HiDC.
Un maximum de valeur et un minimum de coût
Toute la structure de HiDC repose sur deux tranches principales. La première représente ce que vous avez l'habitude de voir chez Huawei : une infrastructure classique. Les éléments de la seconde tranche peuvent être regroupés sous le terme "données intelligentes".
Pourquoi est-ce nécessaire ? De nos jours, de nombreuses entreprises accumulent d'énormes volumes d'informations, souvent désorganisées ou accessibles via divers "intermédiaires". Prenez simplement des bases de données ordinaires. Demandez à vos administrateurs de bases de données à quel point ces bases sont interconnectées et comment utiliser les informations qu'elles contiennent dans les systèmes BI pour prendre des décisions commerciales. Il est étonnant de constater que, souvent, les bases de données sont très peu liées entre elles et fonctionnent comme des "îlots" séparés. C'est pourquoi nous nous sommes d'abord interrogés sur les approches architecturales qui pourraient résoudre ce problème.
Principes de conception de l'architecture HiDC
Examinons les principaux principes de conception de HiDC. Cela sera avant tout utile non pas à des spécialistes d'un domaine particulier, mais aux architectes de solutions qui peuvent saisir l'ensemble du panorama.
Les plus courants sont le bloc de réseaux convergents et le bloc de gestion des données. Et ici apparaît déjà un concept auquel les architectes de solutions pensent rarement : la gestion du cycle de vie des données. Ce concept a migré des bases de données classiques vers de nombreux autres systèmes, y compris le cloud et le calcul en périphérie (edge).
Les calculs extrêmes se multiplient. L'exemple le plus évident de leur application est la voiture autonome, qui doit idéalement être contrôlée depuis une plateforme unique. De plus, il y a une tendance vers les technologies « vertes » — plus écoénergétiques et causant un minimum de dommages à l'environnement. Atteindre les deux objectifs peut se faire par le biais de la transition vers des ressources intelligentes (nous en parlerons plus loin).
C'est formidable quand nous avons à notre disposition les six blocs de la structure HiDC. Cependant, il arrive souvent que les clients travaillent dans un environnement créé précédemment. Pourtant, l'utilisation même d'un seul bloc du schéma ci-dessus peut être fructueuse. Et si l'on ajoute un deuxième, un troisième, etc., un effet de synergie commencera à se manifester. La simple combinaison d'un réseau et d'un système de stockage de données distribué offrira une performance supérieure et des latences plus basses. L'approche par blocs nous permet de nous développer de manière organisée, contrairement à ce qui se passe souvent dans l'industrie, en utilisant une approche architecturale globale. De plus, l'ouverture même des blocs offre la liberté de choisir la solution optimale.
L'heure des réseaux convergents
Dernièrement, sur les marchés mondial et russe, nous faisons la promotion de la conception des réseaux convergents avec de plus en plus d'enthousiasme. Déjà aujourd'hui, nos clients utilisent des solutions convergentes sur RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) pour créer des systèmes de stockage de données distribués définis par logiciel. Le principal avantage de cette approche réside dans son ouverture et l'absence de nécessité de créer un nombre indéfini de réseaux disparates.
Pourquoi cela n'a-t-il pas été fait plus tôt ? Rappelons que la norme Ethernet a été développée en 1969. Au cours de ces cinquante dernières années, de nombreux problèmes se sont accumulés, mais chez Huawei, nous avons appris à les résoudre. Maintenant, grâce à une série d'actions supplémentaires, nous pouvons utiliser Ethernet pour des applications critiques, des solutions à forte charge, etc.
De DCN à DCI
La prochaine tendance importante est l'effet de synergie résultant de l'implémentation de DCI (Data Center Interconnect). En Russie, contrairement à la Chine, quelque chose de similaire n'est encore observé que chez les opérateurs de services. Lorsque les clients envisagent des solutions réseau pour les centres de données, ils accordent généralement peu d'attention à l'intégration profonde des réseaux optiques et des solutions IP classiques au sein d'un même point de présence. Ils s'appuient sur des solutions familières fonctionnant au niveau IP, ce qui leur suffit.
À quoi sert donc le DCI ? Imaginez qu'un administrateur de nœud DWDM et un administrateur réseau agissent indépendamment. À un moment donné, une panne chez l'un d'eux peut sérieusement compromettre votre résilience. Si nous appliquons le principe de synergie, le routage IP se fait en tenant compte de ce qui se passe sur le réseau optique. L'utilisation d'un tel service intelligent augmente considérablement le nombre de neuf dans le niveau de disponibilité de l'ensemble du système.
Un autre avantage majeur de notre DCI est sa grande réserve de performance. En additionnant les capacités des bandes C et L, on peut obtenir environ 220 longueurs d'onde. Cette réserve ne sera probablement pas rapidement épuisée, même par de grands clients d'entreprise, sachant que notre solution actuelle permet de transmettre jusqu'à 400 Gbit/s par longueur d'onde. À l'avenir, la même infrastructure pourra atteindre 800 Gbit/s.
Un confort supplémentaire est assuré par la gestion centralisée que nous offrons via des interfaces ouvertes classiques. Grâce à NETCONF, nous gérons non seulement les commutateurs, mais aussi les dispositifs d'agrégation optique, ce qui permet d'atteindre la convergence à tous les niveaux et de percevoir le système comme une ressource intelligente, plutôt que comme un « ensemble de boîtes ».
L'informatique en périphérie devient de plus en plus importante.
Beaucoup ont entendu parler de l'Edge Computing. Et ceux qui travaillent avec des centres de données cloud et traditionnels doivent garder à l'esprit que nous observons ces derniers temps un changement significatif vers l'informatique en périphérie.
Qu'est-ce qui en est la cause ? Examinons les modèles d'implantation les plus courants. On entend beaucoup parler des « villes intelligentes », des « maisons intelligentes », etc. Ce concept permet aux promoteurs immobiliers de créer une valeur ajoutée et d'augmenter le prix d'une propriété. Une « maison intelligente » reconnaît son occupant, le laisse entrer et sortir, et lui fournit certains services. Selon les statistiques, ces services peuvent ajouter environ 10 à 15 % au prix des appartements et être en mesure de stimuler le développement de nouveaux modèles commerciaux. Il a également été précédemment mentionné des concepts de conduite autonome. Le développement imminent des technologies 5G et Wi-Fi 6 permettra d'assurer une latence extrêmement faible lors de la transmission des données entre les « maisons intelligentes » effectuant des calculs en périphérie, les voitures et le centre de données principal. Cela permettra de réaliser un nombre beaucoup plus important d'opérations liées à un traitement de données intensif. Pour relever de tels défis, on peut notamment utiliser des processeurs neuronaux, qui sont déjà fournis en Russie.
La promesse de la tendance décrite est indéniable. Imaginons, par exemple, un système de gestion intelligente des transports urbains capable de contrôler les feux de circulation, de réguler la charge de trafic sur certaines rues ou même de prendre des mesures appropriées en cas d'urgence.
Voyons maintenant les ressources que nous fournissons pour mettre en œuvre le concept de HiDC.
Calculs
Lorsque nous devons mettre en œuvre un système de calcul standard, il est évident que les processeurs basés sur l'architecture x86 sont utilisés. Mais dès que la personnalisation est nécessaire, il est temps de songer à des solutions plus variées.
Ainsi, par exemple, les processeurs ARM, en raison de leur grand nombre de cœurs, conviennent parfaitement aux applications hautement parallèles. Le multithreading offre un gain de performance d'environ 30 %.
Si des latences très faibles sont cruciales, les circuits intégrés reprogrammables (FPGA) passent au premier plan.
Les processeurs neuronaux sont avant tout nécessaires pour résoudre des problèmes d'apprentissage automatique. Si pour une implantation spécifique, nous avons besoin de 16 racks avec 8 serveurs chacun, remplis de processeurs neuronaux, une solution de même niveau basée sur l'architecture x86 nécessiterait (!) environ 128 racks. Comme vous pouvez le voir, la grande diversité des types de calculs oblige à choisir soigneusement les plateformes matérielles.
Stockage des données
Pour la deuxième année consécutive, Huawei appelle ses partenaires, clients et collègues du secteur à construire des systèmes de stockage de données selon le principe de Flash Only. Et la majorité de nos clients n'utilisent des disques durs mécaniques que dans d'anciennes solutions ou pour des données archivées rarement utilisées.
Les systèmes Flash évoluent également. Le marché voit l'émergence de systèmes de Storage Class Memory (SCM) comme Intel Optane. Des développements intéressants sont montrés par des fabricants chinois et japonais. Actuellement, les SCM surpassent toutes les autres solutions en termes de classe de traitement. Pour l'instant, leur coût élevé empêche une utilisation généralisée.
En même temps, nous constatons que la qualité des systèmes de stockage doit être améliorée non seulement sur le backend conditionnel, mais aussi sur le frontend. Aujourd'hui, dans de nouvelles implantations, nous proposons généralement et utilisons des mécanismes d'accès direct à la mémoire via Ethernet, mais nous voyons une demande de la part des clients et donc, vers la fin de l'année, nous commencerons à utiliser plus souvent NVMe over Fabrics. De plus, de bout en bout, afin d'assurer une architecture globale qui, bien sûr, doit être à haute performance et résiliente en cas de défaillance des contrôleurs.
Le système de stockage de données OceanStor Dorado est l'un de nos produits phares. Les tests internes ont montré qu'il offre des performances de 20 millions d'I/O par seconde, tout en restant fonctionnel même en cas de défaillance de sept des huit contrôleurs.
Pourquoi une telle puissance ? Examinons une situation d'actualité. Depuis plusieurs mois, les habitants de la Chine passent beaucoup plus de temps chez eux en raison du confinement. Le trafic Internet a augmenté en moyenne de 30 %, et dans certaines provinces, il a même doublé. La consommation de divers services réseau a augmenté. Et à un moment donné, les banques ont commencé à subir une charge supplémentaire sérieuse, à laquelle leurs systèmes de stockage n'étaient pas préparés.
Il est clair que 20 millions d'IOPS ne sont pas nécessaires pour tout le monde aujourd'hui. Mais qu'en sera-t-il demain ? Nos systèmes intelligents exploitent au maximum le potentiel des processeurs neuronaux pour assurer une compacité du trafic, la déduplication, l'optimisation et la récupération rapide des données.
Réseau de soutien
L'année 2020, comme nous l'avons mentionné dans le document précédent, sera pour nous l'année des réseaux d'infrastructure. De nombreux clients, en particulier les fournisseurs de services d'application (ASP) et les banques, commencent déjà à réfléchir à la manière dont leurs applications fonctionneront en termes de connexion avec les centres de données et entre eux. C'est ici qu'une nouvelle infrastructure réseau entre en jeu. Prenons l'exemple des plus grandes banques chinoises qui ont adopté des systèmes d'infrastructure simplifiés, utilisant pour la communication entre les centres de données non pas une dizaine de protocoles différents, mais, disons, deux : OSPF et SRv6. Tout en conservant le même ensemble de services.
Ressources intelligentes
Comment utiliser les données ? Jusqu'à récemment, il existait un système fragmenté de bases de données hétéroclites : Microsoft SQL, MySQL, Oracle, etc. Des solutions issues du big data étaient utilisées pour combiner, extraire et traiter ces données. Cela créait une forte charge sur les ressources.
De plus, il n'existait pas de mécanisme pour effectuer des opérations sur les données suite à un événement quelconque. La solution a été le développement de principes de gestion du cycle de vie des données (DLM).
Tout le monde a entendu parler des data lakes. Avec le passage de la gestion des données à la gouvernance des données, les "lacs numériques" sont devenus de plus en plus "intelligents". Notamment grâce aux solutions Huawei. Dans les prochains documents, nous parlerons de l'ensemble des technologies logicielles que nous avons utilisées. Il est également important de noter que l'application d'une gestion "intelligente" du cycle de vie des données nous a permis de simplifier l'utilisation de notre réseau et de nos serveurs, ainsi que d'apprendre à construire des architectures de bout en bout pour mieux comprendre les principes de travail avec les données.
Infrastructure technique du centre de données
Nous publierons des documents séparés dédiés à l'infrastructure technique, mais dans le contexte du sujet d'aujourd'hui, nous souhaitons mentionner les changements pertinents à la conception HiDC.
Pendant longtemps, l'utilisation de batteries lithium dans les systèmes d'alimentation d'urgence et de secours (SRP) des centres de données était interdite en raison de leur haute inflammabilité. Toute défaillance mécanique ou atteinte à l'intégrité de la batterie pouvait provoquer son incendie et des conséquences imprévisibles. En conséquence, les SRP étaient équipés de batteries acides obsolètes, ayant une faible densité d'énergie avec un poids important.
Dans les nouveaux systèmes d'alimentation d'urgence et de secours de Huawei, des batteries lithium-fer-phosphate (LFP) sûres avec une gestion proactive intelligente sont utilisées. Avec la même capacité, elles occupent un tiers du volume par rapport aux batteries acides. Leur durée de vie est de 10 à 15 ans, ce qui réduit, entre autres, leur impact environnemental. Le système de gestion breveté dans l'écosystème SmartLi permet l'utilisation de systèmes hybrides composés d'ensembles de batteries de types anciens et nouveaux, et le système de commutation permet d'apporter des modifications « à chaud » à la structure du SRP tout en maintenant en continu la fonction de secours.
Exploitation « intelligente »
Une partie importante des principes d'exploitation de l'infrastructure HiDC est l'idéologie smart self-healing. Dans nos précédentes publications, nous avons mentionné la plateforme intelligente O&M 1-3-5, capable non seulement de détecter et d'analyser un événement indésirable dans le système, mais aussi de proposer à l'administrateur plusieurs options de solution entièrement automatisées.
La fonction d'auto-analyse permet de détecter les pannes en environ une minute. Trois minutes sont nécessaires pour l'analyse, et au bout de cinq minutes, des propositions pour modifier l'état du système sont formulées.
Supposons qu'une erreur opérateur ait conduit à la formation d'une boucle fermée de processus, réduisant la performance de la ferme de virtualisation de 100 à 77 %. L'administrateur du centre de données reçoit sur son tableau de bord un message indiquant le problème, qui contient une visualisation complète, y compris le schéma réseau des ressources affectées par le processus indésirable. Ensuite, l'administrateur peut corriger la situation manuellement ou utiliser l'un des plusieurs scénarios de récupération automatique qui lui sont proposés.
Le système connaît environ 75 scénarios pouvant être réalisés en moins de dix minutes. De plus, ils couvrent 90% des problèmes rencontrés dans les centres de données. Pendant ce temps, l'ingénieur peut tranquillement répondre aux appels des clients inquiets, en étant sûr que le service sera rétabli d'une minute à l'autre.
Nouveaux produits clés dans HiDC
Outre les logiciels, il convient d'inclure les solutions clés au niveau de l'infrastructure. Tout d'abord, il faut mentionner les processeurs neuronaux utilisés dans nos clusters d'IA de la famille Atlas, ainsi que les serveurs basés sur NPU et GPU.
De plus, il est impossible de ne pas mentionner à nouveau Dorado et sa performance record dans sa catégorie, qui suffira amplement pour de nombreuses années. Cela est particulièrement pertinent dans l'espace post-soviétique, où, sauf rares exceptions, les mises à jour ne se font que lorsque quelque chose cesse complètement de fonctionner. Ceci explique la durée de vie de certains SDD pouvant atteindre dix ans. Une énorme performance est nécessaire pour que Dorado continue d'assurer une haute qualité dans la fourniture des services même dans dix ans.
L'innovation à chaque élément
Lors du choix de solutions d'infrastructure spécifiques, il ne faut pas oublier l'architecture et les scénarios de son développement futur. Des produits disparates de différents fabricants ne garantissent pas l'effet synergiestique attendu, que fourniront des solutions déjà optimisées pour un usage commun.
Les bonnes technologies doivent être à la base de l'infrastructure. Par « bonnes », on entend aussi ouvertes, assurant une grande bande passante et fonctionnant de manière stable sous de fortes charges. Concernant les centres de données, il est, par exemple, essentiel d'avoir un bon rapport consommation d'énergie totale / charge IT. Pour atteindre tous ces objectifs, il est nécessaire de sélectionner l'environnement et les composants appropriés. Dans les conditions modernes, cela signifie également une application de plus en plus large de l'intelligence artificielle.
D'après nos observations, parmi les clients stratégiques de Huawei, il y a de moins en moins de ceux qui n'utilisent pas encore des systèmes d'apprentissage automatique. Sans ML, il est tout simplement impossible de maximiser la monétisation des données accumulées.
Le système de monétisation peut varier : pour les banques, il s'agit d'offrir de nouveaux produits ciblés ; pour les opérateurs de télécommunications, de fournir des services personnalisés et d'assurer la fidélisation ; pour les clients institutionnels, d'assurer une gestion de la durée de vie des données de qualité et un haut niveau d'interaction avec d'autres organisations. En effet, les modèles de gestion des données ne se limitent plus à la configuration des pare-feux et à la garantie de la visibilité réseau de leurs bases de données.
De l'idée à un centre de données opérationnel
La construction d'un centre de données standard prend généralement entre un an et un an et demi. Notre cycle de production permet de le réaliser beaucoup plus rapidement grâce à un ensemble de solutions regroupées sous le nom FusionDC 2.0. La conception, le développement d'un design de haut niveau et l'assemblage de tous les éléments de la charge IT sont effectués directement à l'usine. En un temps record, l'équipement est expédié de Chine en Russie par conteneurs maritimes. Au final, la création d'un centre de données « clé en main » peut être réalisée en seulement quatre à cinq mois.
L'idée de centre de données cloud préfabriqué est également intéressante car elle permet de développer le centre de données par étapes, en ajoutant les blocs fonctionnels nécessaires. Cette approche est intégrée dans le concept même de HiDC.
Pour ne pas transformer le matériel d'aperçu en fiche technique, pour obtenir plus d'informations sur HiDC, nous vous proposons de vous rendre . Vous y trouverez des descriptions et des exemples d'implémentation des approches, produits et solutions dont nous avons parlé. Le volume de matériel sera d'autant plus important que votre niveau d'accès au site sera élevé. Si votre statut est « partenaire », vous pourrez télécharger les feuilles de route HiDC, les présentations techniques, et des vidéos.
Osons supposer que la plupart des lecteurs de cet article possèdent les compétences d'architectes réseau. Ils seront sûrement intéressés de visiter notre . Là, nous expliquons en détail comment construire l'infrastructure réseau selon les règles du Huawei Validated Design (HVD). Les guides téléchargeables aideront à comprendre en profondeur le fonctionnement des solutions de l'entreprise. N'oubliez pas que sans autorisation, vous aurez accès à moins de documents.
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Vous pouvez vous orienter grâce aux nombreux webinaires organisés non seulement dans le segment russophone, mais aussi à l'international. Nous partageons des informations sur nos produits ainsi que sur nos pratiques commerciales. Nous expliquons notamment comment Huawei continue d'assurer la livraison continue de ses produits vers différents pays malgré la rupture de nombreuses chaînes de services. Récemment, par exemple, un équipement récemment fabriqué pour un Data Center a atteint un client à Moscou en seulement trois semaines.
La liste des webinaires d'avril est disponible .
Source : habr.com
