Despois de ter unha visión de paxaro de todas as solucións modernas de Huawei Enterprise presentadas en 2020, pasamos a historias máis centradas e detalladas sobre ideas e produtos individuais que poden servir de base para a transformación dixital tanto das grandes empresas como das axencias gobernamentais. Hoxe falamos dos conceptos e tecnoloxías que Huawei propón para construír centros de datos.
Na era do mundo conectado, os desafíos de almacenamento e procesamento de datos requiren novos enfoques en todas as etapas do ciclo de vida do centro de datos. Deben facerse máis simples e intelixentes ao mesmo tempo para facer fronte ao seu papel como elementos centrais da infraestrutura da economía dixital global.
En 2018, a humanidade almacenou 33 zettabytes de información, pero para 2025 o seu volume total debería aumentar máis de cinco veces. Tres décadas de experiencia no desenvolvemento de infraestruturas TIC permitiron a Huawei estar ben preparada para o crecente "tsunami de datos" e ofrecer aos seus socios e clientes o concepto dun centro de datos intelixente, incluíndo todas as etapas da súa construción, operación e mantemento. Os elementos deste concepto únense baixo o nome xeral HiDC.
Digitalízao
Hai unha nova broma flotando por Internet: quen acelerou máis a transformación dixital da túa empresa: CEO, CTO, consello de administración? Epidemia do coronavirus! Só o preguiceiro non realiza seminarios web, non escribe artigos, non lle di á xente como e que facer. Pero todas estas son accións reactivas. Algunhas preparadas con antelación.
Non por presumir: por razóns obxectivas, utilizaremos a nosa empresa como exemplo, na que a transformación dixital se iniciou a gran escala hai varios anos. Actualmente, somos capaces de trasladar case todos os nosos empregados a traballar desde casa sen perda de eficiencia. A historia dun hospital construído na cidade de Wuhan en dez días é indicativa. Alí, a transformación dixital manifestouse no feito de que todos os sistemas informáticos foron despregados en tres días. Entón, a transformación dixital non se trata de "cando" e "por que", senón de "como".
Aproximación arquitectónica en lugar de desenvolvemento espontáneo
Cales son os principais problemas aos que nos enfrontamos cando comezamos a construír un determinado sistema? Ata agora, todos os nosos clientes traballan nun modo de combinar tarefas empresariais con servizos de aplicacións e solucións informáticas. É bastante difícil ter unha idea xeral do funcionamento dun complexo así se foi creado simplemente engadindo varios bloques. E para construír un sistema como un único organismo, primeiro é necesario un enfoque arquitectónico. Isto é o que plasmamos na ideoloxía da nosa solución HiDC.
Valor máximo e custo mínimo
Toda a estrutura de HiDC está formada por dúas franxas principais. O primeiro é o que estás afeito a ver de Huawei: unha infraestrutura clásica. Os elementos da segunda porción combínanse máis facilmente co termo "datos intelixentes".
Por que isto é necesario? Hoxe en día, moitas empresas acumulan cantidades colosales de información, moitas veces espallada ou accesible a través de varios tipos de "xuntas". Si, toma polo menos bases de datos comúns. Pregúntalles aos teus administradores de bases de datos como encaixan estas bases de datos e como utilizar a información delas nos sistemas de BI para tomar decisións comerciais. Sorprendentemente, as bases de datos adoitan estar moi pouco conectadas entre si e funcionan como "illas" separadas. Por iso, en primeiro lugar, pensamos en que enfoques arquitectónicos poderían eliminar este problema.
Principios de deseño de arquitectura HiDC
Vexamos os principios básicos do deseño HiDC. Isto será principalmente útil non para especialistas nun campo en particular, senón para arquitectos de solucións que poidan contemplar todo o panorama.
Os máis habituais son o bloque de redes converxentes e o bloque de xestión de datos. E aquí aparece un concepto no que os arquitectos de solucións raramente pensan: a xestión do ciclo de vida dos datos. Desde as bases de datos clásicas, migrou a moitos outros sistemas, incluíndo computación en nube e edge.
Edge computing é cada vez máis común. O exemplo máis evidente do seu uso é un coche con piloto automático, que é recomendable controlar desde unha única plataforma. Ademais, hai unha tendencia cara ás tecnoloxías "verdes": máis eficientes enerxéticamente, causando un dano mínimo ao medio ambiente. Podes conseguir ambos cambiando aos recursos intelectuais (máis deles máis tarde).
É xenial ter á nosa disposición os seis bloques da estrutura de HiDC. É certo que os clientes adoitan traballar nun ambiente creado previamente. Non obstante, usar mesmo un bloque do diagrama anterior pode dar froitos. E se engades un segundo, un terceiro, etc., comezará a aparecer un efecto sinérxico. A combinación de almacenamento en rede e distribuído por si só producirá un maior rendemento e unha menor latencia. O enfoque de bloques permítenos desenvolvernos de forma non caótica, como adoita suceder na industria, senón utilizando un enfoque arquitectónico integrado. Ben, a apertura dos propios bloques proporciona liberdade para escoller a solución óptima.
O tempo das redes converxentes
Recentemente, nos mercados mundiais e ruso, fomos promovendo cada vez máis o concepto de redes converxentes. Xa hoxe, os nosos clientes están utilizando solucións converxentes baseadas en RoCEv2 (RDMA sobre Converged Ethernet v2) para construír sistemas de almacenamento definidos por software distribuídos. A principal vantaxe deste enfoque é a súa apertura e a ausencia da necesidade de crear un número indefinido de redes dispares.
Por que non se fixo isto antes? Lembre que o estándar Ethernet foi desenvolvido en 1969. Durante medio século, acumulou moitos problemas, pero Huawei aprendeu a resolvelos. Agora, grazas a unha serie de pasos adicionais, podemos usar Ethernet para aplicacións de misión crítica, solucións de alta carga, etc.
De DCN a DCI
A seguinte tendencia importante é o efecto sinérxico da implementación de DCI (Data Center Interconnect). En Rusia, a diferenza de China, algo semellante só se pode atopar coas operadoras de telecomunicacións. Cando os clientes consideran solucións de rede para o centro de datos, normalmente non prestan a suficiente atención á profunda integración de redes ópticas e solucións IP clásicas nun único punto de presenza. Usan solucións coñecidas que funcionan na capa IP, o que é suficiente para eles.
Para que serve entón o DCI? Imaxina que o administrador do nodo DWDM e o administrador da rede actúan de forma independente. Nalgún momento, un fallo nalgún deles pode reducir seriamente a súa resistencia. E se usamos o principio de sinerxía, o enrutamento IP realízase tendo en conta o que está a suceder na rede óptica. O uso deste servizo intelixente aumenta significativamente o número de nove no nivel de dispoñibilidade de todo o sistema.
Outra vantaxe importante do noso DCI é a súa gran marxe de rendemento. Ao resumir as capacidades das gamas C e L, podes obter unhas 220 lambdas. É improbable que esa reserva se esgote rapidamente mesmo para un gran cliente corporativo, dado que a nosa solución actual permite transmitir ata 400 Gbit/s a través de cada lambda. No futuro, será posible acadar 800 Gbit/s no mesmo equipo.
O manexo global que ofrecemos mediante interfaces abertas de forma clásica ofrece unha comodidade adicional. NETCONF xestiona non só interruptores, senón tamén dispositivos multiplex ópticos, o que lle permite acadar a converxencia a todos os niveis e percibir o sistema como un recurso intelectual, e non como un "conxunto de caixas".
Edge computing é cada vez máis importante
Moita xente xa escoitou falar de Edge Computing. E os implicados na nube e os centros de datos clásicos deben ter en conta que recentemente vimos un cambio serio cara á informática de punta.
Que causa isto? Vexamos os modelos de implantación comúns. Hoxe en día fálase moito de “cidades intelixentes”, “casas intelixentes”, etc. Este concepto permite ao promotor crear valor engadido e aumentar o prezo da propiedade. Unha "casa intelixente" identifica ao seu residente, déixao entrar e saír e proporciónalle determinados servizos. Segundo as estatísticas, estes servizos engaden un 10-15% ao prezo dos pisos e, en xeral, poden estimular o desenvolvemento de novos modelos de negocio. Ademais, xa se dixo sobre conceptos de piloto automático. En breve, o desenvolvemento das tecnoloxías 5G e Wi-Fi 6 proporcionará unha latencia extremadamente baixa para a transferencia de datos entre casas intelixentes, coches e o principal centro de datos que realiza a computación de punta. Isto significa que será posible realizar un número moito maior de operacións relacionadas co tratamento serio de datos. Para resolver tales problemas, en particular, é posible utilizar procesadores neuronais que xa se subministran a Rusia.
A promesa da tendencia que acabamos de esbozar é innegable. Imaxinemos, por exemplo, un sistema intelixente de xestión do transporte urbano capaz de cambiar semáforos, regular a carga de tráfico en determinadas rúas ou mesmo tomar as medidas adecuadas en caso de emerxencia.
Pasemos agora aos recursos cos que proporcionamos a implementación do concepto HiDC.
Cálculos
Cando necesitamos implementar un sistema informático estándar, utilízanse, por suposto, procesadores con arquitectura x86. Pero tan pronto como xorde a necesidade de personalización, é hora de pensar en solucións máis diversas.
Por exemplo, os procesadores ARM, debido á súa gran cantidade de núcleos, son excelentes para aplicacións altamente paralelas. O multithreading dá unha ganancia de rendemento de aproximadamente un 30%.
Cando a baixa latencia é crítica, os circuítos integrados de lóxica programable de campo (FPGA) pasan á vangarda.
Os procesadores neuronais son necesarios principalmente para resolver problemas de aprendizaxe automática. Se para unha implementación específica necesitamos 16 racks con 8 servidores cada un, cheos de procesadores neuronais, entón unha solución do mesmo nivel baseada na arquitectura x86 requiriría (!) uns 128 racks. Como podes ver, a gran variedade de tipos de cálculo fai que sexa necesario seleccionar coidadosamente as plataformas de hardware.
Almacenamento de datos
Por segundo ano, Huawei pediu aos socios, clientes e colegas do sector que constrúan sistemas de almacenamento de datos de acordo co principio Flash Only. E a maioría dos nosos clientes usan unidades de eixe mecánicos só en solucións antigas ou para datos de arquivo que raramente se usan.
Os sistemas flash tamén están a evolucionar. Os sistemas de memoria de clase de almacenamento (SCM) como Intel Optane están aparecendo no mercado. Os fabricantes chineses e xaponeses están a demostrar desenvolvementos interesantes. Actualmente, SCM é superior a todas as outras solucións en termos de clase de procesamento. Ata agora, só o alto custo non permite que se utilicen en todas partes.
Ao mesmo tempo, vemos que hai que mellorar a calidade dos sistemas de almacenamento non só no backend convencional, senón tamén no frontend. Agora, de feito, nas novas implementacións, por regra xeral, ofrecemos e utilizamos mecanismos de acceso directo á memoria a través de Ethernet, pero vemos as solicitudes dos clientes e, polo tanto, cara a finais de ano, comezaremos a utilizar NVMe sobre Fabrics con máis frecuencia. Ademais, de extremo a extremo, para proporcionar unha arquitectura común, que, por suposto, debe ser de alto rendemento e resistente ao fallo do controlador.
O sistema de almacenamento OceanStor Dorado é un dos nosos produtos insignia. As probas internas demostraron que ofrece un rendemento de 20 millóns de IOPS, mantendo a súa funcionalidade cando fallan sete de cada oito controladores.
Por que tanto poder? Vexamos a situación actual. Desde hai varios meses, os residentes chineses levan moito máis tempo na casa debido ao bloqueo. O tráfico de Internet neste momento aumentou nun 30% de media, e nalgunhas provincias mesmo se duplicou. O consumo de diversos servizos de rede aumentou. E nalgún momento, os mesmos bancos comezaron a experimentar unha carga adicional seria, para a que os seus sistemas de almacenamento non estaban preparados.
Está claro que non todos necesitan agora 20 millóns de IOPS. Pero que pasará mañá? Os nosos sistemas intelixentes maximizan todo o potencial dos procesadores neuronais para garantir a compacidade do tráfico, a deduplicación, a optimización e a rápida recuperación de datos.
Rede de referencia
2020, como mencionamos no artigo anterior, será o ano das redes principais para nós. Moitos clientes, especialmente os provedores de servizos de aplicacións (ASP) e os bancos, xa están pensando en como funcionarán as súas aplicacións específicamente en canto ás comunicacións cara e entre centros de datos. Aquí é onde unha nova rede troncal vén na nosa axuda. Como exemplo, tomemos os maiores bancos chineses que cambiaron a sistemas troncais simplificados que usan non unha ducia de protocolos diferentes para a comunicación entre centros de datos, senón, relativamente falando, un par: OSPF e SRv6. Ademais, a organización recibe o mesmo conxunto de servizos.
Recursos intelectuais
Como usar os datos? Ata hai pouco existía un sistema fragmentado de bases de datos heteroxéneas: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, etc. Para traballar con elas utilizábanse solucións do ámbito do big data, capaces de combinar estes datos, tomalos, traballar con eles. Todo isto provocou unha gran carga de recursos.
Ao mesmo tempo, non había ningún mecanismo para realizar operacións con datos sobre a ocorrencia dalgún evento. A solución foi o desenvolvemento de principios de xestión do ciclo de vida dos datos (DLM).
Todo o mundo xa escoitou falar dos lagos de datos. Coa transición da xestión de datos á gobernanza de datos, os "lagos dixitais" comezaron a ser rapidamente máis intelixentes. Incluso grazas ás solucións de Huawei. Nos seguintes materiais definitivamente falaremos de toda a pila de tecnoloxías de software que usamos. Agora é importante ter en conta que foi o uso da xestión intelixente do ciclo de vida dos datos o que nos permitiu simplificar o uso da nosa rede e servidores, así como aprender a construír arquitecturas de extremo a extremo para comprender mellor os principios de traballar con datos. .
Infraestrutura de enxeñería do centro de datos
Publicaremos materiais separados dedicados á infraestrutura de enxeñaría, pero no contexto do tema de hoxe queremos mencionar aqueles cambios que están relacionados co concepto HiDC.
Durante moito tempo, o uso de baterías de litio nos sistemas de enerxía de emerxencia e de reserva (ESP) dos centros de datos estivo prohibido debido ao seu alto risco de incendio. Calquera dano mecánico ou violación da integridade da batería pode provocar o seu incendio e consecuencias imprevisibles. Neste sentido, o PSA estaba equipado con baterías ácidas obsoletas, que tiñan unha baixa densidade de carga específica e unha gran masa.
Os novos sistemas de enerxía de emerxencia e de reserva de Huawei usan baterías seguras de fosfato de ferro de litio (LFP) cunha xestión proactiva intelixente. Coa mesma capacidade, ocupan tres veces menos volume en comparación coas baterías ácidas. O seu ciclo de vida é de 10-15 anos, o que, entre outras cousas, reduce a carga que crean no medio ambiente. O sistema de control patentado no ecosistema SmartLi permite o uso de sistemas híbridos que consisten en matrices de baterías de tipo antigo e novo, e o sistema de conmutación permite cambios "quentes" na estrutura PSA mantendo a función de redundancia.
Operación intelixente
Unha parte importante dos principios de funcionamento da infraestrutura HiDC é a ideoloxía da autocuración intelixente. EN Das nosas publicacións anteriores, mencionamos a plataforma intelixente O&M 1-3-5, que non só é capaz de detectar e analizar un evento non desexado no sistema, senón que tamén ofrece ao administrador varias opcións para unha solución totalmente automatizada ao problema.
A función de autoanálise permítelle detectar problemas en aproximadamente un minuto. Dedícanse tres minutos á análise e en cinco minutos fórmanse propostas para cambiar o estado do sistema.
Digamos que algún erro do operador levou á formación dun ciclo pechado de procesos, reducindo o rendemento da granxa de virtualización do 100 ao 77%. O administrador do centro de datos recibe unha mensaxe correspondente no seu panel de control, que contén unha visualización completa do problema, incluíndo un diagrama de rede dos recursos afectados polo proceso non desexado. A continuación, o administrador pode proceder a corrixir a situación manualmente ou utilizar un dos varios escenarios de recuperación automática que se lle ofrecen.
O sistema coñece uns 75 escenarios deste tipo que se poden implementar en menos de dez minutos e, ademais, cobren o 90% dos problemas que se atopan nos centros de datos. Neste momento, o enxeñeiro pode responder tranquilamente as chamadas de clientes preocupados, seguro de que o servizo se restablecerá en calquera momento.
Novos produtos clave en HiDC
Ademais dos produtos de software, isto debería incluír solucións clave que operan a nivel de infraestrutura. En primeiro lugar, debemos mencionar os procesadores neuronais utilizados na nosa familia Atlas de clústeres de intelixencia artificial, así como os servidores baseados en NPU e GPU.
Ademais, non podemos deixar de mencionar de novo o Dorado e a súa actuación líder na súa clase, que durará moitos anos. Isto é especialmente certo no espazo post-soviético, onde, salvo raras excepcións, é habitual actualizar algo só cando deixa de funcionar por completo. Isto explica a vida útil dos sistemas de almacenamento individuais, chegando aos dez anos. É necesaria unha enorme produtividade para que Dorado garanta a prestación de servizos de alta calidade dentro de dez anos.
Innovación en cada elemento
Ao elixir solucións de infraestrutura específicas, non debemos esquecernos da arquitectura e dos escenarios para o seu posterior desenvolvemento. Os produtos dispares de diferentes fabricantes non garanten o efecto sinérxico esperado que proporcionarán as solucións xa optimizadas para o uso conxunto.
A infraestrutura debe estar baseada na tecnoloxía adecuada. Os "correctos" inclúen os abertos, que proporcionan un alto rendemento e funcionan de forma estable baixo cargas elevadas. Para os centros de datos, por exemplo, é importante unha boa relación entre o consumo total de enerxía e a carga de TI. Para acadar todos os obxectivos anteriores, cómpre seleccionar o ambiente e os compoñentes. Nas condicións modernas, isto tamén significa o uso cada vez máis estendido da intelixencia artificial.
Segundo as nosas observacións, entre os clientes estratéxicos de Huawei son cada vez menos os que aínda non utilizan sistemas de aprendizaxe automática. Sen ML, é simplemente imposible monetizar os datos acumulados na medida do posible.
O sistema de monetización pode ser diferente: para os bancos - que ofrecen novos produtos dirixidos, para os operadores de telecomunicacións - para ofrecer servizos individuais e garantir a fidelidade, para os clientes gobernamentais - para a xestión do ciclo de vida dos datos de alta calidade e un alto nivel de interacción con outras organizacións. Despois de todo, os modelos de xestión de datos pasaron moito tempo máis aló de configurar un firewall e garantir a visibilidade da rede das súas bases de datos.
Da idea ao centro de datos operativo
A construción dun centro de datos estándar leva entre un ano e un ano e medio no mellor dos casos. O noso ciclo de produción permítenos facelo moito máis rápido grazas ao uso dun grupo de solucións unidas baixo o nome común FusionDC 2.0. Deseño, desenvolvemento de deseño de alto nivel, montaxe de todos os elementos da carga de TI realízanse directamente na planta. En pouco tempo, os equipos son entregados por contedores marítimos desde China a Rusia. Como resultado, a creación dun centro de datos chave en man pódese conseguir literalmente en catro ou cinco meses.
A idea dun centro de datos prefabricado na nube tamén é interesante porque un centro de datos pódese desenvolver por etapas, engadindo os bloques funcionais necesarios. Este enfoque está integrado no propio concepto HiDC.
Para non converter o material de revisión nunha folla de datos, para obter información adicional sobre HiDC suxerímoslle que vaia . Alí atoparás unha descrición e exemplos de implementación dos enfoques, produtos e solucións dos que falamos. Canto maior sexa o seu nivel de acceso ao sitio, máis materiais haberá. Se tes asignado o estado de "socio", poderás descargar follas de ruta de HiDC, presentacións técnicas, vídeos.
Atreveriamos a supoñer que a maioría dos que len este artigo teñen as competencias de arquitectos de redes. Seguro que estarán interesados en visitar o noso . Alí falamos en detalle sobre como construír unha infraestrutura de rede segundo as regras de Huawei Validated Design (HVD). As directrices dispoñibles para descargar axudarano a comprender a fondo como funcionan as solucións da empresa. Só lembra que sen autorización, terás menos materiais dispoñibles.
***
Numerosos seminarios web realizados non só no segmento en lingua rusa, senón tamén a nivel internacional tamén che axudarán a navegar. Neles compartimos información sobre os nosos produtos e as nosas prácticas comerciais. Tamén falamos de como Huawei, a pesar da interrupción de moitas cadeas de servizo, segue garantindo a entrega continua dos seus produtos a diferentes países. Recentemente, por exemplo, houbo un caso no que un equipo de nova produción para un centro de datos chegou a un cliente de Moscova en só tres semanas.
A lista de seminarios web para abril está dispoñible .
Fonte: www.habr.com