Dando uno sguardo dall'alto a tutte le soluzioni moderne di Huawei Enterprise presentate nel 2020, passiamo a racconti più mirati e dettagliati su singole idee e prodotti che possono servire da base per la trasformazione digitale sia delle grandi imprese che delle strutture statali. Oggi parleremo delle concetti e delle tecnologie su cui Huawei propone di costruire i datacenter.
Nell'era del «mondo connesso», le sfide di archiviazione e elaborazione dei dati richiedono nuovi approcci in tutte le fasi del ciclo di vita dei datacenter. Devono diventare contemporaneamente più semplici e «intelligenti» per affrontare il ruolo centrale che devono rivestire nell'infrastruttura dell'economia digitale globale.
Nel 2018, l'umanità ha archiviato 33 zettabyte di informazioni, ma già entro il 2025 il volume totale dovrà crescere 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 il concetto di datacenter intelligente, che include tutte le fasi della sua costruzione, operatività e manutenzione. Gli elementi di questo concetto sono riuniti sotto il nome comune HiDC.
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Circola in rete una nuova barzelletta: chi ha accelerato di più la trasformazione digitale della vostra azienda — CEO, CTO, consiglio di amministrazione? L'epidemia di coronavirus! Solo i pigri non tengono webinar, scrivono articoli, raccontano come e cosa fare. Ma tutto ciò è una reazione. Alcuni erano già pronti in anticipo.
Non per vanto — per motivi oggettivi, prendiamo come esempio la nostra azienda, dove la trasformazione digitale è stata avviata su larga scala qualche anno fa. Attualmente, possiamo praticamente trasferire tutti i dipendenti a lavorare da casa senza alcuna perdita di efficienza. È emblematico il caso dell'ospedale costruito nella città di 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 riguarda il «quando» e il «perché», ma il «come».
Approccio architetturale anziché sviluppo casuale
Quali sono i principali problemi che affrontiamo quando iniziamo a costruire un sistema? Fino ad ora, tutti i nostri clienti operano in modalità di integrazione tra compiti aziendali, servizi applicativi e soluzioni IT. È piuttosto complicato ottenere una visione complessiva del funzionamento di un tale complesso se è stato creato semplicemente aggiungendo vari blocchi. Per costruire un sistema come un organismo unico, è fondamentale un approccio architettonico. Questo è ciò che abbiamo incarnato nell'ideologia della nostra soluzione HiDC.
Massimo valore e minimo costo
L'intera struttura di HiDC è composta da due principali segmenti. Il primo rappresenta ciò che siete abituati a vedere da Huawei, ossia l'infrastruttura classica. Gli elementi del secondo segmento possono essere uniti più facilmente sotto il termine "dati intelligenti".
A cosa serve? Oggigiorno molte aziende accumulano enormi volumi di informazioni, spesso disgiunte o accessibili tramite vari "intermediari". Prendete, ad esempio, le comuni banche dati. Chiedete ai vostri amministratori di database quanto questi siano connessi tra loro e come utilizzare le informazioni in esse contenute nei sistemi BI per prendere decisioni aziendali. È sorprendente notare che spesso i database sono molto poco interconnessi e funzionano come singoli "isolotti". Pertanto, abbiamo innanzitutto riflettuto su quali approcci architettonici potrebbero risolvere questo problema.
Principi di progettazione dell'architettura HiDC
Esaminiamo i principali principi di progettazione di HiDC. Questo sarà utile in primo luogo non agli specialisti di un particolare settore, ma agli architetti delle soluzioni, che possono avere una visione d'insieme dell'intero panorama.
I più comuni sono il blocco delle reti convergenti e il blocco della gestione dei dati. Già qui emerge un concetto a cui gli architetti delle soluzioni raramente pensano, cioè la gestione del ciclo di vita dei dati. Questo concetto è passato dalle banche dati classiche a molte altre sistemi, incluse le elaborazioni cloud e edge.
Il numero di calcoli di frontiera sta crescendo sempre di più. Il miglior esempio visibile del loro utilizzo è l'auto con pilota automatico, che idealmente dovrebbe essere gestita da un'unica piattaforma. Inoltre, è evidente una tendenza verso le tecnologie "verdi" — più energicamente efficienti e che causano danni minimi all'ambiente. Raggiungere entrambi gli obiettivi è possibile passando a risorse intelligenti (di cui parleremo più avanti).
È fantastico avere a disposizione tutti e sei i blocchi della struttura HiDC. Tuttavia, spesso i clienti lavorano in ambienti creati in precedenza. Tuttavia, l'utilizzo di anche un solo blocco dello schema sopra può portare a risultati. E se si aggiunge un secondo, un terzo e così via, inizierà a manifestarsi un effetto sinergico. Solo la combinazione di rete e sistema di archiviazione distribuito offrirà prestazioni più elevate e latenza più bassa. L'approccio a blocchi ci consente di svilupparci in modo non casuale, come spesso avviene nell'industria, ma utilizzando un approccio architettonico integrato. Inoltre, l'apertura dei blocchi stessi offre libertà nella scelta della soluzione ottimale.
Tempo delle reti convergenti
Negli ultimi tempi, nei mercati mondiali e russi stiamo promuovendo con sempre maggiore energia il concetto di reti convergenti. Già oggi i nostri clienti utilizzano soluzioni convergenti su RoCEv2 (RDMA su Ethernet Convergente v2) per costruire sistemi di archiviazione dati distribuiti software-defined. Il principale vantaggio di questo approccio è la sua apertura e la mancanza della necessità di creare un numero indefinito di reti disconnesse.
Perché non si è fatto prima? Ricordiamo che lo standard Ethernet è stato sviluppato nel 1969. In mezzo secolo, si sono accumulati molti problemi, ma in Huawei abbiamo imparato a risolverli. Ora, grazie a una serie di azioni aggiuntive, possiamo utilizzare Ethernet per applicazioni critiche, soluzioni ad alto carico, ecc.
Da DCN a DCI
La prossima tendenza importante è l'effetto sinergico derivante dall'implementazione di DCI (Data Center Interconnect). In Russia, a differenza della Cina, qualcosa di simile si può trovare finora solo presso gli operatori di telecomunicazioni. Quando i clienti considerano 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 singolo punto di presenza. Utilizzano soluzioni familiari che funzionano a livello IP, sufficienti per le loro esigenze.
A cosa serve quindi il DCI? Immaginate 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 su entrambi potrebbe ridurre drasticamente la vostra resilienza. Ma se utilizziamo il principio di sinergia, il routing IP viene effettuato tenendo conto di ciò che accade sulla rete ottica. L'uso di un servizio così intelligente aumenta notevolmente il numero di nove nel livello di disponibilità dell'intero sistema.
Un altro serio vantaggio del nostro DCI è l'ampio margine di prestazioni. Sommandosi le capacità delle bande C e L, si può ottenere circa 220 lunghezze d'onda. Tale margine difficilmente sarà rapidamente esaurito anche da un grande cliente aziendale, considerando che la nostra attuale soluzione consente di trasferire attraverso ogni lunghezza d'onda fino a 400 Gbit/s. In seguito, con lo stesso hardware, sarà possibile raggiungere i 800 Gbit/s.
Un ulteriore comfort è garantito dalla gestione comune che offriamo attraverso interfacce classiche e aperte. Grazie a NETCONF, non è possibile solo gestire gli switch, ma anche i dispositivi di commutazione ottica, permettendo di raggiungere la convergenza a tutti i livelli e percepire il sistema come una risorsa intelligente, anziché come un "insieme di scatole".
Il calcolo al confine è sempre più importante
Molti hanno sentito parlare di Edge Computing. E per coloro che lavorano con i data center cloud e classici, è importante tenere presente che recentemente stiamo osservando un significativo spostamento proprio verso il calcolo al confine.
Cosa lo causa? Esaminiamo i modelli di implementazione comuni. Si parla molto di «città intelligenti», «case intelligenti» e così via. Questo concetto consente ai costruttori di creare valore aggiunto e aumentare il prezzo degli immobili. La «casa intelligente» riconosce il suo abitante, lo fa entrare e uscire, fornendogli alcuni servizi. Secondo le statistiche, tali servizi aumentano il prezzo degli appartamenti di circa il 10-15% e, in generale, possono stimolare lo sviluppo di nuovi modelli di business. Inoltre, è già stata menzionata la concetto dei veicoli autonomi. A breve, lo sviluppo delle tecnologie 5G e Wi-Fi 6 consentirà di garantire una latenza estremamente bassa nella trasmissione dei dati tra case intelligenti, automobili e il data center principale, che produce elaborazioni ai margini. Ciò significa che sarà possibile eseguire un numero molto maggiore di operazioni legate all'elaborazione considerevole dei dati. Per affrontare tali compiti, in particolare, si possono utilizzare anche i processori neurali, già consegnati in Russia.
La promettente natura di questa tendenza appena delineata è indiscutibile. Immaginiamo, ad esempio, un sistema intelligente di gestione del trasporto urbano, in grado di cambiare i semafori, regolare il carico di traffico su strade specifiche o addirittura adottare misure adeguate in caso di emergenze.
Ora rivolgiamoci alle risorse che utilizziamo per attuare il concetto di HiDC.
Calcoli
Quando dobbiamo realizzare un sistema di calcolo standard, nei processori con architettura x86 ne troviamo ovviamente l'applicazione. Ma non appena si presenta la necessità di personalizzazione, è il momento di considerare soluzioni più diverse.
Ad esempio, i processori ARM, grazie al gran numero di core, sono particolarmente adatti per applicazioni ad alto parallelismo. La multithreading offre un incremento delle prestazioni dell'ordine del 30%.
Se la latenza bassa è critica per noi, emergono i circuiti integrati logici programmabili (FPGA).
I processori neurali sono innanzitutto necessari per risolvere problemi di apprendimento automatico. Se per un'implementazione specifica abbiamo bisogno di 16 rack con 8 server ciascuno, dotati di processori neurali, una soluzione dello stesso livello basata su architettura x86 richiederebbe (!) circa 128 rack. Come potete vedere, la grande varietà di tipi di calcolo ci costringe a scegliere accuratamente anche le piattaforme hardware.
Archiviazione dati
Da ormai due anni, Huawei invita i partner, clienti e colleghi del settore a costruire sistemi di archiviazione dati seguendo il principio Flash Only. E la maggior parte dei nostri clienti utilizza gli hard disk meccanici solo nelle vecchie soluzioni o per dati archivistici raramente utilizzati.
Anche i sistemi Flash stanno evolvendo. Sul mercato stanno emergendo sistemi di Storage Class Memory (SCM) come Intel Optane. Sviluppi interessanti sono mostrati dai produttori cinesi e giapponesi. Attualmente gli SCM superano in prestazioni tutte le altre soluzioni. Fino a un certo punto, solo l'elevato costo ne limita l'uso universale.
Dallo stesso punto di vista, vediamo che la qualità delle architetture di storage deve essere migliorata non solo nel presunto backend, ma anche nel frontend. Attualmente, nei nuovi implementi, di norma offriamo e utilizziamo meccanismi di accesso diretto alla memoria tramite Ethernet, ma vediamo la richiesta dei clienti e quindi, verso la fine dell'anno, inizieremo a utilizzare più frequentemente NVMe over Fabrics. Inoltre, end-to-end, per garantire un'architettura complessiva che deve certamente essere ad alte prestazioni e resistente ai guasti dei controller.
Il sistema di archiviazione dati OceanStor Dorado è uno dei nostri prodotti di punta. I test interni hanno mostrato che offre prestazioni a livello di 20 milioni di IOPS, mantenendo la funzionalità anche in caso di guasto di sette controller su otto.
A cosa serve una tale potenza? Consideriamo la situazione attuale. Da diversi mesi, i residenti in Cina trascorrono molto più tempo a casa a causa del regime di isolamento. Il traffico internet in questo periodo è aumentato in media del 30%, e in alcune province addirittura si è raddoppiato. Il consumo dei servizi di rete più vari è aumentato. E a un certo punto, le stesse banche hanno iniziato a risentire di un carico aggiuntivo serio, per il quale le loro architetture di storage non erano pronte.
È chiaro che 20 milioni di IOPS non sono necessari per tutti ora. Ma cosa accadrà domani? I nostri sistemi intelligenti sfruttano al massimo il potenziale dei processori neurali per garantire la compattezza del traffico, la deduplicazione, l'ottimizzazione e il ripristino rapido dei dati.
Rete di supporto
Il 2020, come abbiamo menzionato nel precedente materiale, sarà per noi l'anno delle reti di supporto. Molti clienti, in particolare fornitori di servizi applicativi (ASP) e banche, stanno già pensando a come le loro applicazioni funzioneranno proprio in termini di connessione con i data center e tra i data center. Qui ci viene in aiuto una nuova rete di supporto. Un esempio sono le maggiori banche cinesi, che hanno adottato sistemi di supporto semplificati che utilizzano per la comunicazione tra i data center non una decina di protocolli diversi, ma, per così dire, un paio: OSPF e SRv6. E tutte le organizzazioni ricevono 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 loro venivano utilizzate soluzioni nel campo del big data, in grado di unire questi dati, prelevarli ed elaborarli. Tutto ciò creava un alto carico sulle risorse.
A sua volta, mancava un meccanismo per eseguire operazioni sui dati al verificarsi di un determinato evento. La soluzione è stata lo sviluppo dei principi di gestione del ciclo di vita dei dati (DLM).
Tutti hanno sentito parlare dei data lake. Con il passaggio dalla gestione dei dati alla governance dei dati, i "laghi digitali" hanno iniziato a "intelligere" rapidamente. Anche grazie alle soluzioni di Huawei. Nei prossimi materiali parleremo sicuramente di tutto il pacchetto delle tecnologie software che abbiamo utilizzato. È importante notare ora che proprio l'applicazione 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 Ingeneristica del Data Center
Pubblicheremo materiali separati dedicati all'infrastruttura ingegneristica, tuttavia nel contesto del tema odierno vorremmo menzionare le modifiche che riguardano il concetto di HiDC.
A lungo tempo, l'uso di batterie agli ioni di litio nei sistemi di alimentazione di emergenza e di riserva (SER) dei data center era vietato a causa dell'elevato rischio di incendio. Qualsiasi danno meccanico o compromissione dell'integrità della batteria potevano portare a incendi e conseguenze imprevedibili. Di conseguenza, le SER venivano equipaggiate con batterie al piombo-acido obsolete, caratterizzate da una bassa densità di carica a fronte di un'elevata massa.
Nei nuovi sistemi di alimentazione di emergenza e di riserva di Huawei si utilizzano batterie agli ioni di litio ferro fosfato (LFP) sicure con gestione proattiva intelligente. A parità di capacità, occupano un volume tre volte inferiore rispetto alle batterie al piombo-acido. Il loro ciclo di vita è di 10–15 anni, il che, oltre a tutto il resto, riduce il carico che queste batterie impongono sull'ambiente. Il sistema di gestione brevettato nell'ecosistema SmartLi consente l'uso di sistemi ibridi composti da array di batterie di vecchio e nuovo tipo, mentre il sistema di commutazione permette modifiche
Operatività "intelligente"
Una parte importante dei principi di gestione delle infrastrutture HiDC è l'ideologia dello smart self-healing. In una delle nostre pubblicazioni precedenti, abbiamo menzionato la piattaforma intelligente O&M 1-3-5, che è in grado non solo di rilevare e analizzare un evento indesiderato nel sistema, ma anche di proporre all'amministratore diverse opzioni per una soluzione automatizzata completa del problema.
La funzione di autoanalisi consente di rilevare 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 errori dell'operatore abbia portato alla creazione di un loop chiuso di processi, riducendo le prestazioni della farm di virtualizzazione dal 100% al 77%. L'amministratore del data center riceve sul suo cruscotto un messaggio pertinente, che contiene una visualizzazione completa del problema, compresa la mappa di rete delle risorse interessate dal processo indesiderato. Successivamente, l'amministratore può procedere a risolvere la situazione manualmente o utilizzare uno dei diversi scenari automatici proposti.
Il sistema conosce circa 75 scenari che possono essere realizzati in meno di dieci minuti. Inoltre, coprono il 90% dei problemi che si presentano nei Data Center. In questo modo, l'ingegnere può rispondere tranquillamente alle chiamate dei clienti preoccupati, essendo certo che il servizio sarà ripristinato da un momento all'altro.
Nuovi prodotti chiave in HiDC
Oltre ai prodotti software, è importante menzionare le soluzioni chiave che operano a livello infrastrutturale. Prima di tutto, vanno citati i processori neurali utilizzati nei nostri cluster di IA della famiglia Atlas, così come i server basati su NPU e GPU.
Inoltre, non possiamo non menzionare Dorado e le sue prestazioni da record nella sua classe, che saranno più che sufficienti per molti anni. Questo è particolarmente rilevante nello spazio post-sovietico, dove, fatta eccezione per rare occasioni, si tende ad aggiornare solo quando qualcosa smette completamente di funzionare. Questi fattori spiegano la durata di alcuni sistemi di archiviazione, che raggiunge i dieci anni. Un'enorme capacità è necessaria a Dorado per garantire un elevato livello di qualità nel fornire servizi anche dopo dieci anni.
Innovazioni in ogni elemento
Quando si scelgono specifiche soluzioni infrastrutturali, non si deve dimenticare l'architettura e gli scenari per il suo ulteriore sviluppo. Prodotti disgiunti di diversi produttori non garantiscono l'atteso effetto sinergico, che sarà assicurato da soluzioni già ottimizzate per l'uso collaborativo.
Alla base dell'infrastruttura devono esserci le tecnologie giuste. 'Giuste' significa, tra l'altro, che devono essere aperte, fornire un'elevata larghezza di banda e funzionare stabilmente sotto carichi elevati. Per quanto riguarda i Data Center, ad esempio, è importante avere 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 adeguati. Nelle condizioni attuali, ciò implica anche un uso sempre più esteso dell'intelligenza artificiale.
Secondo le nostre osservazioni, tra i clienti strategici di Huawei sono sempre meno quelli che non utilizzano ancora sistemi di apprendimento automatico. Senza ML è semplicemente impossibile massimizzare la monetizzazione dei dati accumulati.
Il sistema di monetizzazione può essere diverso: per le banche, l'offerta di nuovi prodotti mirati, per gli operatori di telecomunicazioni, la fornitura di servizi personalizzati e il rafforzamento della fedeltà, per i committenti pubblici, la gestione qualitativa del ciclo di vita dei dati e un alto livello di interazione con altre organizzazioni. Infatti, i modelli di gestione dei dati non si limitano più da tempo alla configurazione dei firewall e alla garanzia della visibilità di base dei propri database.
Dall'idea a un Data Center operativo
La costruzione di un Data Center standard richiede, nel migliore dei casi, da un anno a un anno e mezzo. Il nostro ciclo produttivo ci consente di farlo molto più velocemente grazie all'uso di un insieme di soluzioni riunite sotto il nome comune di FusionDC 2.0. La progettazione, lo sviluppo di un design di alto livello e l'assemblaggio di tutti gli elementi del carico IT vengono eseguiti direttamente in fabbrica. In poco tempo, l'attrezzatura viene spedita dalla Cina in Russia in container marittimi. In definitiva, la creazione del Data Center 'chiavi in mano' può avvenire letteralmente in quattro o cinque mesi.
L'idea del data center cloud prefabbricato è interessante anche perché consente di sviluppare il Data Center in modo graduale, aggiungendo i necessari moduli funzionali. Questo approccio è alla base stessa del concetto HiDC.
Per non trasformare il materiale di panoramica in un datasheet, per ulteriori informazioni su HiDC vi invitiamo a visitare . Lì troverete descrizioni ed esempi di implementazione degli approcci, prodotti e soluzioni di cui abbiamo parlato. Più materiali saranno disponibili, maggiore sarà il vostro livello di accesso al sito. Se vi è stato assegnato il status di 'partner', potrete scaricare le roadmap di HiDC, presentazioni tecniche e video.
Osiamo supporre che la maggior parte di chi legge questo articolo abbia competenze di architetti di rete. Sarà sicuramente interessante per loro visitare il nostro . Lì discutiamo dettagliatamente su come costruire un'infrastruttura di rete secondo le regole del Huawei Validated Design (HVD). Le linee guida disponibili per il download aiuteranno a comprendere a fondo il funzionamento delle soluzioni dell'azienda. Non dimenticate che senza registrazione avrete accesso a meno materiali.
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Ad aiutarvi a orientarvi ci sono i numerosi webinar che si svolgono non solo nel segmento di lingua russa, ma anche a livello internazionale. In essi condividiamo sia informazioni sui nostri prodotti che sulla nostra prassi aziendale. Parliamo anche di come Huawei, in un periodo di interruzione di molte catene di approvvigionamento, continui a garantire la consegna continua dei suoi prodotti in diversi paesi. Recentemente, ad esempio, è successo che attrezzature appena prodotte per i data center siano arrivate al cliente moscovita in sole tre settimane.
L'elenco dei webinar di aprile è disponibile .
Fonte: habr.com
