Dopo aver esaminato dall'alto tutte le soluzioni moderne di Huawei Enterprise presentate nel 2020, passiamo a racconti più specifici e dettagliati su singole idee e prodotti che possono fungere da base per la trasformazione digitale sia di grandi aziende che di enti governativi. Oggi parleremo delle concetti e delle tecnologie su cui Huawei propone di costruire i data center.
Nell'era del 'mondo connesso', le sfide relative alla memorizzazione e all'elaborazione dei dati richiedono nuovi approcci in tutte le fasi del ciclo di vita dei data center. Devono diventare contemporaneamente più semplici e 'intelligenti' per affrontare il ruolo centrale che hanno nel'infrastruttura dell'economia digitale globale.
Nel 2018, l'umanità ha archiviato 33 zettabyte di informazioni, ma entro il 2025 il volume totale dovrebbe aumentare di oltre cinque volte. Tre decenni di esperienza nello sviluppo di infrastrutture ICT hanno permesso a Huawei di prepararsi bene all'imminente "tsunami di dati" e di offrire ai propri partner e clienti un concetto di Data Center Intelligente, comprendente tutte le fasi della sua costruzione, operazione e manutenzione. Gli elementi di questo concetto sono riuniti sotto il nome comune di HiDC.
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Un nuovo aneddoto circola in rete: chi ha accelerato di più la trasformazione digitale della tua azienda — il CEO, il CTO, il consiglio di amministrazione? L'epidemia di coronavirus! Solo chi è pigro non tiene webinar, scrive articoli, racconta come e cosa fare. Ma tutto ciò è azione reattiva. Alcuni si stavano preparando in anticipo.
Non per vanità, ma per motivi oggettivi, citiamo la nostra azienda, nella quale la trasformazione digitale è stata avviata su larga scala diversi anni fa. Attualmente, possiamo trasferire quasi tutti i dipendenti a lavorare da casa senza alcuna perdita di efficienza. Emblematica è la storia dell'ospedale costruito a Wuhan in dieci giorni. Lì, la trasformazione digitale si è manifestata nel fatto che tutti i sistemi IT sono stati implementati in tre giorni. Quindi, la trasformazione digitale non è una questione di "quando" e "perché", ma di "come".
Un approccio architettonico invece di uno sviluppo caotico
Quali sono i principali problemi che affrontiamo quando iniziamo a costruire un sistema? Finora tutti i nostri clienti operano in modalità di integrazione tra compiti aziendali e servizi applicativi e soluzioni IT. È piuttosto difficile avere una visione generale del funzionamento di un tale complesso, se è stato creato semplicemente aggiungendo vari blocchi. Per costruire un sistema come un organismo unico, è necessario un approccio architettonico. Questo è esattamente ciò che abbiamo realizzato nella nostra soluzione HiDC.
Massimo valore e minimo costo
L'intera struttura di HiDC è costituita da due principali strati. Il primo rappresenta ciò che sei abituato a vedere in Huawei, ovvero l'infrastruttura classica. Gli elementi del secondo strato possono essere riassunti più semplicemente con il termine "dati intelligenti".
Perché è necessario? Oggi molte aziende accumulano enormi quantità di dati, spesso disorganizzati o accessibili tramite vari "intermediari". Prendiamo ad esempio le banche dati comuni. Chiedete ai vostri amministratori di database quanto siano interconnesse queste banche dati e come possano essere utilizzate le informazioni in sistemi BI per prendere decisioni aziendali. È sorprendente, ma spesso le banche dati sono molto poco collegate tra di loro e funzionano come isolotti separati. Pertanto, abbiamo iniziato a riflettere su quali approcci architettonici potrebbero risolvere questo problema.
Principi di progettazione dell'architettura HiDC
Esaminiamo i principi fondamentali della progettazione HiDC. Questo sarà utile principalmente non per specialisti di un settore specifico, ma per architetti delle soluzioni in grado di avere una visione d'insieme.
I blocchi più comuni sono il blocco delle reti convergenti e il blocco di gestione dei dati. Già qui emerge un concetto che raramente viene considerato dagli architetti delle soluzioni: la gestione del ciclo di vita dei dati. Questo concetto si è spostato dalle tradizionali banche dati a molti altri sistemi, comprese le soluzioni cloud e di edge computing.
Le soluzioni di edge computing stanno diventando sempre più comuni. Il miglior esempio del loro utilizzo è rappresentato dai veicoli a guida autonoma, che sarebbe auspicabile gestire attraverso un'unica piattaforma. Inoltre, è evidente la tendenza verso tecnologie 'green' — più efficienti dal punto di vista energetico e che causano il minimo impatto sull'ambiente. Entrambi gli obiettivi possono essere raggiunti attraverso la transizione verso risorse intelligenti (ne parleremo più avanti).
È fantastico avere a disposizione tutti e sei i blocchi della struttura HiDC. Tuttavia, spesso i clienti lavorano in ambienti precedentemente creati. Tuttavia, l'uso anche di un solo blocco della struttura sopra riportata può portare a risultati. Se si aggiungono un secondo, un terzo e così via, inizierà a manifestarsi un effetto sinergico. Solo la combinazione di rete e sistema di archiviazione distribuita offrirà prestazioni più elevate e latenze più basse. L'approccio a blocchi ci consente di svilupparci in modo non caotico, come spesso accade nell'industria, ma seguendo un approccio architettonico integrato. Inoltre, l'apertura dei singoli blocchi offre la libertà di scegliere la soluzione ottimale.
Tempo delle reti convergenti
Negli ultimi tempi, nei mercati mondiali e russi, promuoviamo sempre più attivamente il concetto di reti convergenti. Già oggi i nostri clienti utilizzano soluzioni convergenti su RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) per costruire sistemi di archiviazione dati distribuiti e programmabili. Il principale vantaggio di questo approccio risiede nella sua apertura e nella mancanza della necessità di creare un numero indefinito di reti disparate.
Perché non lo abbiamo fatto prima? Ricordiamo che lo standard Ethernet è stato sviluppato nel 1969. In mezzo secolo si sono accumulati numerosi problemi, ma in Huawei hanno imparato a risolverli. Ora, grazie a una serie di azioni aggiuntive, possiamo utilizzare Ethernet per applicazioni critiche, soluzioni ad alta capacità, ecc.
Da DCN a DCI
Un altro importante trend è l'effetto sinergico dell'implementazione del DCI (Data Center Interconnect). In Russia, a differenza della Cina, qualcosa di simile si può trovare al momento solo presso i fornitori di servizi. Quando i clienti esaminano soluzioni di rete per i data center, di solito non prestano la dovuta attenzione alla profonda integrazione delle reti ottiche e delle soluzioni IP classiche all'interno di un unico punto di presenza. Utilizzano soluzioni familiari che operano sul livello IP, che sono sufficienti per loro.
A cosa serve quindi il DCI? Immagina che l'amministratore di un nodo DWDM e l'amministratore di rete agiscano in modo indipendente. A un certo punto, un guasto che si verifica in uno dei due può ridurre notevolmente la tua resilienza. Ma se utilizziamo il principio di sinergia, il routing IP tiene conto di ciò che sta accadendo nella rete ottica. L'uso di un servizio intelligente del genere aumenta notevolmente il numero di nove nel livello di disponibilità dell'intero sistema.
Un altro importante vantaggio del nostro DCI è l'elevata capacità di performance. Sommando le capacità delle bande C e L, si possono ottenere circa 220 lunghezze d'onda. Questa capacità difficilmente si esaurirà rapidamente anche per un grande cliente aziendale, considerando che la nostra attuale soluzione consente di trasmettere fino a 400 Gbit/s attraverso ogni lunghezza d'onda. In futuro, con la stessa attrezzatura, sarà possibile raggiungere i 800 Gbit/s.
Un ulteriore comfort è garantito dalla gestione centralizzata che offriamo attraverso interfacce classiche e aperte. La gestione non riguarda solo gli switch ma anche i dispositivi di commutazione ottica tramite NETCONF, consentendo di raggiungere la convergenza a tutti i livelli e di considerare il sistema come una risorsa intelligente, piuttosto che un semplice "insieme di scatole".
L'Edge Computing diventa sempre più importante
Molti hanno sentito parlare dell'Edge Computing. Coloro che operano nel settore dei data center cloud e tradizionali devono tenere presente che negli ultimi tempi stiamo assistendo a un cambiamento significativo proprio verso le soluzioni di edge computing.
Cosa lo causa? Esaminiamo i modelli comuni di implementazione. Oggi si parla molto di "smart cities", "smart homes" e simili. Questo concetto consente agli sviluppatori di creare valore aggiunto e aumentare il prezzo degli immobili. Una "smart home" riconosce il suo abitante, lo accoglie e lo lascia uscire, fornendo certi servizi. Secondo le statistiche, tali servizi possono aumentare il prezzo degli appartamenti di circa il 10-15% e nel complesso sono in grado di stimolare lo sviluppo di nuovi modelli di business. Inoltre, si è già parlato in precedenza dei concetti di auto a guida autonoma. Presto, lo sviluppo delle tecnologie 5G e Wi-Fi 6 garantirà una latenza estremamente bassa durante la trasmissione dei dati tra case "smart" che effettuano calcoli edge, veicoli e il data center principale. Ciò renderà possibile l'esecuzione di un numero molto maggiore di operazioni relative a un'elaborazione dati significativa. Per affrontare tali compiti, si possono utilizzare anche i processori neuronali, già disponibili in Russia.
La rilevanza di questa nuova tendenza è indiscutibile. Immaginiamo, ad esempio, un sistema intelligente per la gestione del trasporto urbano, capace di controllare i semafori, regolare il carico di traffico su strade specifiche o persino di prendere decisioni adeguate in situazioni di emergenza.
Ora ci concentreremo sulle risorse che forniamo per l'attuazione del concetto di HiDC.
Calcolo
Quando dobbiamo implementare un sistema di calcolo standard, i processori con architettura x86 sono naturalmente la scelta principale. Ma quando si tratta di personalizzazione, è il momento di considerare soluzioni più varie.
Ad esempio, i processori ARM, grazie al loro elevato numero di core, sono eccellenti per applicazioni ad alta parallellità. Il multithreading offre un incremento delle prestazioni del 30%.
Se abbiamo necessità di latenze molto basse, entrano in gioco i circuiti integrati programmabili (FPGA).
I processori neurali sono essenziali soprattutto per affrontare le sfide dell'apprendimento automatico. Se per una particolare implementazione abbiamo bisogno di 16 rack con 8 server in ciascuno, dotati di processori neurali, la stessa soluzione basata su architettura x86 richiederebbe circa 128 rack. Come potete vedere, la grande varietà di tipi di calcolo richiede una scelta attenta delle piattaforme hardware.
Archiviazione dei dati
Da due anni Huawei invita partner, clienti e colleghi del settore a costruire sistemi di archiviazione dati secondo il principio Flash Only. La maggior parte dei nostri clienti utilizza dischi meccanici solo in soluzioni obsolete o per dati archiviati raramente.
I sistemi Flash continuano a evolversi. Sul mercato emergono sistemi di Storage Class Memory (SCM), come Intel Optane. Sviluppi interessanti vengono presentati da produttori cinesi e giapponesi. Attualmente, gli SCM superano tutte le altre soluzioni per classe di elaborazione. Al momento, solo il costo elevato ne limita l'uso diffuso.
Allo stesso tempo, vediamo che la qualità del sistema di archiviazione deve essere migliorata non solo a livello di backend, ma anche di frontend. Attualmente, nei nuovi implementazioni, di fatto offriamo e utilizziamo meccanismi di accesso diretto alla memoria tramite Ethernet, ma notiamo la richiesta dei clienti e quindi verso la fine dell'anno inizieremo a utilizzare più frequentemente NVMe over Fabrics. Inoltre, in modalità end-to-end, per garantire un'architettura complessiva che, naturalmente, deve essere ad alte prestazioni e resistente ai guasti dei controller.
Il sistema di archiviazione OceanStor Dorado è uno dei nostri prodotti di punta. I test interni hanno dimostrato che offre prestazioni fino a 20 milioni di IOPS, mantenendo la funzionalità anche con il guasto di sette controller su otto.
A cosa serve tanta potenza? Analizziamo una situazione attuale. Negli ultimi mesi, gli abitanti della Cina hanno trascorso notevolmente più tempo a casa a causa delle misure di isolamento. Il traffico Internet è aumentato in media del 30%, e in alcune province addirittura del doppio. È cresciuto il consumo di vari servizi online. E a un certo punto, anche le banche hanno iniziato a subire un carico straordinario, per cui i loro sistemi di archiviazione non erano pronti.
È chiaro che 20 milioni di IOPS non sono necessari per tutti al momento. Ma cosa succederà domani? I nostri sistemi intelligenti sfruttano al massimo il potenziale dei processori neurali per garantire compattezza del traffico, deduplicazione, ottimizzazione e ripristino rapido dei dati.
Rete centrale
L'anno 2020, come abbiamo accennato nel materiale precedente, sarà per noi l'anno delle reti di riferimento. Molti clienti, in particolare i fornitori di servizi applicativi (ASP) e le banche, stanno già pensando a come le loro applicazioni funzioneranno in termini di connessione con i data center e tra di essi. Qui ci aiuta una nuova rete di riferimento. Come esempio, possiamo citare le maggiori banche cinesi, che sono passate a sistemi di riferimento semplificati, utilizzando per la comunicazione tra i data center non una decina di vari protocolli, ma, per così dire, solo due: OSPF e SRv6. Ad ogni modo, l'organizzazione ottiene lo stesso insieme di servizi.
Risorse Intelligenti
Come utilizzare i dati? Fino a poco tempo fa esisteva un sistema frammentato di database eterogenei: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, ecc. Per lavorare con essi venivano utilizzate soluzioni nel campo del big data, in grado di unire questi dati, prelevarli e lavorarci sopra. Tutto ciò creava un elevato carico sulle risorse.
Tuttavia, mancava un meccanismo per eseguire operazioni sui dati al verificarsi di un certo evento. La soluzione è stata lo sviluppo dei principi di gestione del ciclo di vita dei dati (DLM).
Tutti hanno sentito parlare dei data lakes. Con il passaggio dalla gestione dei dati alla governance dei dati, i "laghi digitali" stanno rapidamente diventando sempre più "intelligenti", anche grazie alle soluzioni Huawei. Nei prossimi materiali ci proponiamo di raccontare l'intero stack delle tecnologie software utilizzate. È importante sottolineare che proprio l'uso di una gestione "intelligente" del ciclo di vita dei dati ci ha permesso di semplificare l'uso della nostra rete e dei server, oltre a imparare a costruire architetture end-to-end per una migliore comprensione dei principi di lavoro con i dati.
Infrastruttura ingegneristica del Data Center
Pubblicheremo materiali separati dedicati all'infrastruttura ingegneristica, ma nel contesto del tema odierno desideriamo menzionare i cambiamenti che riguardano il concetto di HiDC.
Per molto tempo, l'uso di batterie al litio nei sistemi di alimentazione di emergenza (UPS) nei data center è stato vietato a causa dell'elevato rischio di incendio. Qualsiasi danno meccanico o compromissione dell'integrità della batteria poteva provocare incendi e conseguenze imprevedibili. Di conseguenza, gli UPS erano dotati di batterie acide, ormai obsolete, con bassa densità di carica e gran peso.
Nei nuovi sistemi di alimentazione di emergenza Huawei vengono utilizzate batterie al litio-ferro-fosfato (LFP) sicure, con gestione proattiva intelligente. A parità di capacità, occupano un volume tre volte inferiore rispetto alle batterie acide. Il loro ciclo di vita è di 10-15 anni, il che, oltre a tutto, riduce il carico che esercitano sull'ambiente. Il sistema di gestione brevettato nell'ecosistema SmartLi consente di impiegare sistemi ibridi composti da gruppi di batterie di vecchio e nuovo tipo, e il sistema di commutazione permette di apportare modifiche "calde" nella struttura degli UPS mantenendo sempre la funzione di riserva.
Utilizzo 'Intelligente'
Una parte fondamentale dei principi di gestione delle infrastrutture di HiDC è l'ideologia dello smart self-healing. In alcuni dei nostri precedenti articoli, abbiamo menzionato la piattaforma intelligente O&M 1-3-5, capace di rilevare e analizzare eventi indesiderati nel sistema, e di suggerire all'amministratore diverse opzioni per una soluzione completamente automatizzata del problema.
La funzione di auto-analisi consente di individuare guasti in circa un minuto. Tre minuti sono necessari per l'analisi, e nell'arco di cinque minuti vengono formulate proposte per modificare lo stato del sistema.
Supponiamo che un errore dell'operatore abbia portato alla formazione di un loop chiuso di processi, riducendo le prestazioni della farm di virtualizzazione dal 100% al 77%. L'amministratore del centro dati riceve sul proprio dashboard un messaggio corrispondente, che contiene una visualizzazione completa del problema, inclusa la mappa di rete delle risorse coinvolte nel processo indesiderato. Successivamente, l'amministratore può procedere a correggere la situazione manualmente o avvalersi di uno dei vari scenari automatici di recupero suggeriti.
Il sistema conosce circa 75 scenari che possono essere realizzati in meno di dieci minuti. Inoltre, coprono il 90% dei problemi che si possono incontrare nei data center. Nel frattempo, l'ingegnere può rispondere tranquillamente alle chiamate dei clienti preoccupati, sicuro che il servizio sarà ripristinato in un attimo.
Nuovi prodotti chiave in HiDC
Oltre ai prodotti software, è importante includere le soluzioni chiave che operano a livello infrastrutturale. Prima di tutto, è necessario menzionare i processori neurali utilizzati nei nostri cluster di intelligenza artificiale della serie Atlas, così come i server basati su NPU e GPU.
Inoltre, è fondamentale ricordare Dorado e le sue prestazioni record nella sua categoria, che saranno più che sufficienti per molti anni. Questo è particolarmente rilevante nell'area post-sovietica, dove, con rare eccezioni, si tende a aggiornare qualcosa solo quando smette di funzionare. Questo spiega i cicli di vita di alcuni sistemi di archiviazione dati che raggiungono i dieci anni. Dorado ha bisogno di un'enorme potenza per garantire, anche tra dieci anni, un alto standard nella qualità dei servizi offerti.
Innovazioni in ogni elemento
Quando si scelgono specifiche soluzioni infrastrutturali, non si può dimenticare l'architettura e gli scenari del suo sviluppo futuro. Prodotti disparati di diversi fornitori non garantiscono l'effetto sinergico atteso, che invece sarà fornito da soluzioni già ottimizzate per l'uso congiunto.
L'infrastruttura deve basarsi su tecnologie adeguate. Con 'adeguate' si intende anche quelle aperte, in grado di garantire un'alta capacità di elaborazione e che funzionano in modo stabile sotto carichi elevati. Per i data center, ad esempio, è importante un buon rapporto tra il consumo energetico totale e il carico IT. Per raggiungere tutti questi obiettivi, è necessario selezionare l'ambiente e i componenti appropriati. Nelle condizioni attuali, questo significa anche un'ancora maggiore applicazione dell'intelligenza artificiale.
Dalle nostre osservazioni, tra i clienti strategici di Huawei, stanno diventando sempre meno coloro che non utilizzano sistemi di apprendimento automatico. Senza il ML, non sarà possibile monetizzare al massimo i dati accumulati.
Il sistema di monetizzazione può variare: per le banche, si tratta di offrire nuovi prodotti mirati, per gli operatori di telecomunicazioni, di fornire servizi personalizzati e garantire la fedeltà dei clienti, per gli enti pubblici, di gestire efficacemente il ciclo di vita dei dati e mantenere un alto livello di interazione con altre organizzazioni. Infatti, i modelli di gestione dei dati non si limitano più alla configurazione dei firewall e alla visibilità delle proprie basi di dati.
Dall'idea al data center operativo
La costruzione di un data center standard richiede al meglio da un anno a un anno e mezzo. Il nostro ciclo produttivo consente di realizzare il tutto molto più rapidamente grazie all'uso di un insieme di soluzioni riunite sotto il nome comune FusionDC 2.0. La progettazione, lo sviluppo di un design di alto livello e l'assemblaggio di tutti gli elementi del carico IT avvengono direttamente in fabbrica. In breve tempo, l'attrezzatura viene trasportata dalla Cina in Russia tramite container marittimi. Come risultato, la creazione di un data center "chiavi in mano" può essere completata letteralmente in quattro o cinque mesi.
L'idea del centro dati cloud prefabbricato è interessante anche perché consente di sviluppare il data center in fasi, aggiungendo i blocchi funzionali necessari. Questo approccio è parte integrante del concetto di HiDC.
Per non trasformare il materiale di revisione in un datasheet, per ulteriori informazioni su HiDC, vi proponiamo di visitare . Lì troverete descrizioni e esempi di implementazione degli approcci, prodotti e soluzioni di cui abbiamo parlato. Ci saranno più materiali a disposizione man mano che aumenta il vostro livello di accesso al sito. Se avete uno status di "partner", potrete scaricare le roadmap di HiDC, le presentazioni tecniche e i video.
Osiamo supporre che la maggior parte dei lettori di questo articolo possieda competenze di architetti di rete. Saranno sicuramente interessati a visitare la nostra . Qui parliamo in dettaglio di come costruire un'infrastruttura di rete secondo le regole del Huawei Validated Design (HVD). Le linee guida disponibili per il download vi aiuteranno a comprendere a fondo come funzionano le soluzioni dell'azienda. Non dimenticate che senza autenticazione avrete accesso a meno materiali.
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Le numerose webinar, organizzate non solo nel segmento di lingua russa, ma anche a livello internazionale, possono aiutarvi a orientarvi. In questi eventi condividiamo informazioni sui nostri prodotti e sulle nostre pratiche aziendali. Parliamo anche di come Huawei continui a garantire una fornitura ininterrotta dei propri prodotti in diversi paesi, nonostante la rottura di molte catene di approvvigionamento. Recentemente, ad esempio, c'è stato un caso in cui l'attrezzatura per un data center appena prodotta è arrivata a un cliente a Mosca in sole tre settimane.
Elenco dei webinar di aprile disponibile .
Fonte: habr.com
