ファーウェイのエンタープライズ機器をベースにしたデータセンター向けの最新のICTインフラストラクチャを構築するためのHiDCソリューション

2020年に発表されたすべての最新のファーウェイ・エンタープライズ・ソリューションを俯瞰したところで、大企業と政府機関の両方のデジタル変革の基礎となり得る個々のアイデアや製品について、より焦点を絞った詳細なストーリーに移ります。 今日は、ファーウェイがデータセンターの構築に提案するコンセプトとテクノロジーについて話します。

つながる世界の時代において、データのストレージと処理の課題には、データセンターのライフサイクルのすべての段階で新しいアプローチが必要です。 グローバルなデジタル経済のインフラストラクチャの中心的要素としての役割に対処するために、それらは同時によりシンプルかつスマートになる必要があります。

2018 年、人類は 33 ゼタバイトの情報を保存していましたが、2025 年までにその総量は XNUMX 倍以上に増加するはずです。 ICTインフラ開発におけるXNUMX年の経験により、ファーウェイは増大する「データ津波」に十分に備えることができ、構築、運用、保守のすべての段階を含むインテリジェントなデータセンターのコンセプトをパートナーや顧客に提供できるようになった。 この概念の要素は、一般名 HiDC の下で統合されます。

デジタル化する

インターネット上で新しいジョークが飛び交っています。「あなたの会社のデジタル変革を最も加速させたのは CEO、CTO、取締役会の誰ですか?」 コロナウイルス エピデミック！ 怠惰な人だけが、ウェビナーを開催せず、記事を書かず、人々に何をどのように行うべきかを伝えません。 しかし、これらはすべて事後的な行動です。 事前に準備したものもあります。

自慢のためではありません。客観的な理由から、数年前に大規模なデジタル変革が始まった当社を例として取り上げます。 現在、当社では効率を損なうことなく、ほぼすべての従業員を在宅勤務に移行することができています。 武漢市にXNUMX日間で建設された病院の話は示唆に富む。 そこでは、すべての IT システムが XNUMX 日で導入されたという事実として、デジタル トランスフォーメーションが明らかになりました。 したがって、デジタル変革は「いつ」と「なぜ」が重要ではなく、「どのように」が重要です。

自然発生的な開発ではなく、アーキテクチャ的なアプローチ

特定のシステムを構築し始めるときに直面する主な問題は何ですか? これまで、当社のお客様はすべて、ビジネス タスクとアプリケーション サービスおよび IT ソリューションを組み合わせたモードで働いていました。 さまざまなブロックを追加するだけでこのような複合体が作成された場合、その機能の一般的なアイデアを得るのは非常に困難です。 そして、システムを一つの生命体として構築するには、まず建築的なアプローチが必要です。 これが、当社の HiDC ソリューションのイデオロギーで具体化されたものです。

最大の価値と最小のコスト

HiDC 構造全体は XNUMX つの主要なスライスで構成されています。 XNUMX つ目は、Huawei から見慣れているもの、つまり古典的なインフラストラクチャです。 XNUMX 番目のスライスの要素は、「インテリジェント データ」という用語と最も簡単に組み合わせることができます。

なぜこれが必要なのでしょうか? 現在、多くの企業が膨大な量の情報を蓄積しており、多くの場合、分散しているか、さまざまな種類の「ガスケット」を介してアクセスできます。 はい、少なくとも通常のデータベースを考えてみましょう。 これらのデータベースがどのように連携するのか、またビジネス上の意思決定を行うために BI システムでデータベースからの情報をどのように使用するのかをデータベース管理者に尋ねてください。 驚くべきことに、データベースは相互に非常に緩やかに接続されていることが多く、別個の「アイランド」として機能します。 そこで、まず最初に、どのようなアーキテクチャ的アプローチがこの問題を解決できるかを考えました。

HiDC アーキテクチャの設計原則

HiDC 設計の基本原理を見てみましょう。 これは主に、特定の分野の専門家ではなく、全体のパノラマを把握できるソリューション アーキテクトに役立ちます。

最も一般的なのは、統合ネットワーク ブロックとデータ管理ブロックです。 ここで、ソリューション アーキテクトがほとんど考えることのない概念、つまりデータ ライフサイクル管理が登場します。 従来のデータベースから、クラウドやエッジ コンピューティングを含む他の多くのシステムに移行しました。

エッジ コンピューティングはますます一般的になってきています。 最もわかりやすい使用例は自動操縦装置を備えた自動車であり、単一のプラットフォームから制御することをお勧めします。 さらに、よりエネルギー効率が高く、環境へのダメージを最小限に抑える「グリーン」テクノロジーへの傾向が見られます。 知的リソースに切り替えることで、両方を達成できます (詳細は後ほど)。

HiDC 構造の XNUMX つのブロックすべてを自由に使えるのは素晴らしいことです。 確かに、顧客は以前に作成した環境で作業することがよくあります。 ただし、上図のブロックを XNUMX つでも使用することで効果が得られます。 そしてXNUMX本目、XNUMX本目と追加していくと相乗効果が出始めます。 ネットワークと分散ストレージを組み合わせるだけでも、より高いパフォーマンスとより低い遅延が得られます。 ブロックアプローチにより、業界でよくあるような無秩序な開発ではなく、統合されたアーキテクチャアプローチを使用して開発することができます。 そうですね、ブロック自体がオープンであるため、最適なソリューションを選択する自由が得られます。

統合ネットワークの時代

最近、世界市場とロシア市場で、当社は集中ネットワークの概念をますます推進しています。 すでに現在、当社のお客様は RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) に基づくコンバージド ソリューションを使用して、分散型ソフトウェア デファインド ストレージ システムを構築しています。 このアプローチの主な利点は、そのオープン性と、不特定の数の異種ネットワークを作成する必要がないことです。

なぜこれを以前に行わなかったのでしょうか? イーサネット標準が 1969 年に開発されたことを思い出してください。 半世紀にわたって多くの問題が蓄積されてきたが、ファーウェイはそれらを解決する方法を学んだ。 いくつかの追加手順のおかげで、ミッションクリティカルなアプリケーションや高負荷ソリューションなどにイーサネットを使用できるようになりました。

DCNからDCIへ

次に重要なトレンドは、DCI（Data Center Interconnect）導入による相乗効果です。 中国とは異なり、ロシアでは同様のことが通信事業者でのみ見られる。 顧客がデータセンター向けのネットワーキング ソリューションを検討する場合、通常、単一の POS 内での光ネットワークと従来の IP ソリューションの緊密な統合には十分な注意を払っていません。 彼らは IP 層で動作する使い慣れたソリューションを使用しているため、それだけで十分です。

ではDCIは何のためにあるのでしょうか？ DWDM ノード管理者とネットワーク管理者が独立して行動すると想像してください。 ある時点で、それらのいずれかで障害が発生すると、回復力が大幅に低下する可能性があります。 そして、相乗効果の原理を使用すると、光ネットワーク上で何が起こっているかを考慮して IP ルーティングが実行されます。 このようなインテリジェントなサービスを使用すると、システム全体の可用性レベルが大幅に向上します。

当社の DCI のもう 220 つの重要な利点は、パフォーマンス マージンが大きいことです。 C 範囲と L 範囲の機能を合計すると、約 400 個のラムダを取得できます。 当社の現在のソリューションでは各ラムダを介して最大 800 Gbit/s の送信が可能であることを考慮すると、大規模な企業顧客であっても、そのような予備がすぐに使い果たされる可能性は低いです。 将来的には、同じ装置で XNUMX Gbit/s を達成することが可能になります。

従来のオープン インターフェイスを通じて提供される全体的な管理容易性によって、さらなる利便性が提供されます。 NETCONF はスイッチだけでなく光多重デバイスも管理するため、あらゆるレベルでのコンバージェンスを実現し、システムを「ボックスのセット」ではなく知的リソースとして認識できるようになります。

エッジコンピューティングの重要性はますます高まっています

エッジ コンピューティングについて聞いたことがある人は多いでしょう。 また、クラウドおよび従来のデータセンターに携わっている人は、最近エッジ コンピューティングへの深刻な移行が見られることを念頭に置く必要があります。

これは何が原因でしょうか? 一般的な導入モデルを見てみましょう。 最近、「スマートシティ」や「スマートハウス」などが話題になっていますが、このコンセプトにより開発者は付加価値を生み出し、物件の価格を上げることが可能になります。 「スマートホーム」は居住者を識別し、出入りを許可し、特定のサービスを提供します。 統計によると、このようなサービスはアパートの価格に約 10 ～ 15% 追加し、一般に新しいビジネス モデルの開発を促進する可能性があります。 また、自動操縦の概念についてはすでに述べられています。 間もなく、5G および Wi-Fi 6 テクノロジーの開発により、スマート ホーム、自動車、およびエッジ コンピューティングを実行するメイン データ センター間のデータ転送の遅延が非常に低くなるでしょう。 これは、重要なデータ処理に関連するはるかに多くの操作を実行できることを意味します。 このような問題を解決するには、特にロシアにすでに供給されているニューラルプロセッサを使用することが可能です。

今概説したトレンドの可能性は否定できません。 たとえば、信号機の切り替え、特定の道路の交通負荷の調整、さらには緊急時に適切な措置を講じることができるインテリジェントな都市交通管理システムを想像してみましょう。

次に、HiDC コンセプトの実装を提供するリソースに目を向けましょう。

計算

標準的なコンピューティング システムを実装する必要がある場合は、当然のことながら x86 アーキテクチャのプロセッサが使用されます。 しかし、カスタマイズの必要性が生じたら、より多様なソリューションを検討する必要があります。

たとえば、ARM プロセッサはコア数が多いため、高度な並列アプリケーションに最適です。 マルチスレッド化により、パフォーマンスが約 30% 向上します。

低遅延が重要な場合、フィールド プログラマブル ロジック集積回路 (FPGA) が最前線に登場します。

ニューラル プロセッサは主に、機械学習の問題を解決するときに必要になります。 特定の実装で、ニューラル プロセッサを搭載した 16 台のサーバーを備えた 8 ラックが必要な場合、x86 アーキテクチャに基づく同じレベルのソリューションには (!) 約 128 ラックが必要になります。 ご覧のとおり、計算の種類が多岐にわたるため、ハードウェア プラットフォームを慎重に選択する必要があります。

データ保存

ファーウェイはXNUMX年目、パートナー、顧客、業界関係者に対し、フラッシュのみの原則に従ってデータストレージシステムを構築するよう呼び掛けている。 また、当社のお客様のほとんどは、古いソリューションやめったに使用されないアーカイブ データにのみ機械式スピンドル ドライブを使用しています。

フラッシュシステムも進化しています。 Intel Optane などのストレージ クラス メモリ (SCM) システムが市場に登場しています。 中国と日本のメーカーが興味深い開発を行っています。 現在、SCM は処理クラスの点で他のすべてのソリューションよりも優れています。 今のところ、コストが高いため、どこでも使用できるわけではありません。

同時に、ストレージシステムの品質は、従来のバックエンドだけでなくフロントエンドでも向上させる必要があると考えています。 現在、事実上、新しい実装では、原則としてイーサネット経由でダイレクト メモリ アクセス メカニズムを提供および使用していますが、お客様からの要望もあることから、年末に向けて NVMe over Fabric をより頻繁に使用し始める予定です。 さらに、エンドツーエンドで共通のアーキテクチャを提供するためには、当然のことながら、高性能であり、コントローラの障害に耐性がなければなりません。

OceanStor Dorado ストレージ システムは、当社の主力製品の 20 つです。 内部テストでは、XNUMX 万 IOPS のパフォーマンスを提供し、コントローラー XNUMX 個のうち XNUMX 個に障害が発生しても機能を維持できることが示されています。

なぜそんなに大きな力があるのでしょうか？ 現状を見てみましょう。 ここ数カ月間、中国在住者はロックダウンの影響で自宅で過ごす時間が大幅に増えている。 この時期のインターネット トラフィックは平均 30% 増加し、一部の州では XNUMX 倍にまで増加しました。 さまざまなネットワーク サービスの利用量が増加しています。 そしてある時点から、同じ銀行はストレージ システムの準備ができていなかったため、深刻な追加負荷を経験し始めました。

現在、誰もが 20 万 IOPS を必要としているわけではないことは明らかです。 しかし、明日はどうなるでしょうか？ 当社のインテリジェント システムは、トラフィックのコンパクトさ、重複排除、最適化、および迅速なデータ回復を保証するために、ニューラル プロセッサの可能性を最大限に引き出します。

リファレンスネットワーク

前回の記事で述べたように、2020 年は当社にとってコア ネットワークの年になります。 多くの顧客、特にアプリケーション サービス プロバイダー (ASP) や銀行は、特にデータ センターとの間の通信の観点からアプリケーションがどのように機能するかをすでに考えています。 ここで、新しいバックボーン ネットワークが役に立ちます。 例として、データセンター間の通信に十数種類のプロトコルではなく、比較的言えば OSPF と SRv6 の XNUMX つのプロトコルを使用する、簡素化されたバックボーン システムに切り替えた中国最大手の銀行を考えてみましょう。 さらに、組織は同じ一連のサービスを受けます。

知的資源

データの使用方法は? 最近まで、Microsoft SQL、MySQL、Oracle などの異種データベースの断片化されたシステムがありました。それらを操作するには、データを結合し、取得し、操作できるビッグ データ分野のソリューションが使用されていました。 これらすべてにより、リソースに高い負荷が生じていました。

同時に、何らかのイベントが発生したときにデータを操作する仕組みもありませんでした。 解決策は、データ ライフサイクル管理 (DLM) 原則の開発でした。

データレイクについては誰もが聞いたことがあるでしょう。 データ管理からデータ ガバナンスへの移行に伴い、「デジタル レイク」は急速にスマートになり始めました。 ファーウェイのソリューションのおかげも含まれます。 次の資料では、私たちが使用したソフトウェア テクノロジのスタック全体について説明します。 ここで重要なのは、スマートなデータ ライフサイクル管理を使用することで、ネットワークとサーバーの使用を簡素化し、データ操作の原則をより深く理解するためのエンドツーエンド アーキテクチャの構築を学ぶことができたことです。 。

データセンターエンジニアリングインフラストラクチャ

エンジニアリング インフラストラクチャに特化した別の資料を発行する予定ですが、今日のトピックの文脈では、HiDC コンセプトに関連する変更について言及したいと思います。

長い間、火災の危険性が高いため、データセンターの非常用およびバックアップ電源システム (ESP) でのリチウム電池の使用は禁止されていました。 バッテリーの機械的損傷や完全性の侵害は、火災や予期せぬ結果を引き起こす可能性があります。 この点で、PSA には比電荷密度が低く、質量が大きかった旧式の酸電池が装備されていました。

ファーウェイの新しい緊急およびバックアップ電源システムは、インテリジェントなプロアクティブ管理を備えた安全なリン酸鉄リチウム (LFP) バッテリーを使用しています。 同じ容量でも、酸性電池に比べて占める体積は 10 分の 15 です。 ライフサイクルは XNUMX ～ XNUMX 年であるため、環境への負荷が軽減されます。 SmartLi エコシステムの特許取得済みの制御システムにより、新旧タイプのバッテリー アレイで構成されるハイブリッド システムの使用が可能になり、スイッチング システムにより、冗長機能を維持しながら PSA 構造の「ホット」変更が可能になります。

スマートな操作

HiDC インフラストラクチャの運用原則の重要な部分は、スマートな自己修復のイデオロギーです。 で 1 以前の出版物で、O&M 1-3-5 インテリジェント プラットフォームについて説明しました。このプラットフォームは、システム内の不要なイベントを検出して分析できるだけでなく、問題を完全に自動化した解決策を管理者にいくつかのオプションを提供することもできます。

自己分析機能により、約XNUMX分で問題点を発見できます。 分析には XNUMX 分が費やされ、XNUMX 分以内にシステムの状態を変更するための提案が作成されます。

オペレーターの何らかのミスによりプロセスの閉ループが形成され、仮想化ファームのパフォーマンスが 100% から 77% に低下したとします。 データ センター管理者は、ダッシュボードで対応するメッセージを受け取ります。このメッセージには、不要なプロセスによって影響を受けるリソースのネットワーク図など、問題の完全な視覚化が含まれています。 次に、管理者は状況を手動で修正するか、提供されるいくつかの自動回復シナリオの XNUMX つを使用できます。

このシステムは、75 分以内に実装できる約 90 のシナリオを認識しており、データ センターで発生する問題の XNUMX% をカバーします。 現時点では、エンジニアは心配している顧客からの電話に落ち着いて応答でき、サービスはすぐに復旧すると確信しています。

HiDC の新主要製品

これには、ソフトウェア製品に加えて、インフラストラクチャ レベルで動作する主要なソリューションが含まれる必要があります。 まず最初に、AI クラスターの Atlas ファミリで使用されているニューラル プロセッサと、NPU および GPU ベースのサーバーについて言及する必要があります。

さらに、Dorado とそのクラス最高のパフォーマンスについても触れずにはいられません。このパフォーマンスは今後何年も続くでしょう。 これは特にソ連崩壊後の領域に当てはまります。そこでは、まれな例外を除いて、完全に機能しなくなった場合にのみ何かを更新するのが通例です。 これは、個々のストレージ システムの耐用年数が XNUMX 年に達することを説明します。 Dorado が XNUMX 年後に高品質のサービスを確実に提供するには、膨大な生産性が必要です。

あらゆる要素における革新

特定のインフラストラクチャ ソリューションを選択するときは、そのさらなる開発のためのアーキテクチャとシナリオを忘れてはなりません。 異なるメーカーの異なる製品は、共同使用向けにすでに最適化されたソリューションがもたらす期待される相乗効果を保証しません。

インフラストラクチャは適切なテクノロジーに基づいている必要があります。 「正しい」ものには、高スループットを提供し、高負荷下でも安定して動作するオープンなものが含まれます。 たとえばデータセンターの場合、総エネルギー消費量と IT 負荷の適切な比率が重要です。 上記の目標をすべて達成するには、環境とコンポーネントを選択する必要があります。 現代の状況では、これは人工知能の使用がますます普及していることも意味します。

私たちの観察によると、ファーウェイの戦略的顧客の中で、機械学習システムをまだ使用していない顧客はますます少なくなってきています。 ML がなければ、蓄積されたデータを可能な限り収益化することは不可能です。

収益化システムは異なる場合があります。銀行の場合は対象を絞った新しい製品の提供、通信事業者の場合は個別サービスの提供とロイヤルティの確保、政府の顧客の場合は高品質のデータ ライフサイクル管理と他の組織との高レベルのやり取りです。 結局のところ、データ管理モデルは、ファイアウォールを設定してデータベースのネットワーク可視性を確保することをはるかに超えてきました。

データセンターのアイデアから運用まで

標準的なデータセンターの構築には、2.0 年から長くても XNUMX 年半かかります。 当社の生産サイクルでは、FusionDC XNUMX という共通名で統合されたソリューション グループを使用することで、これをはるかに高速化できます。 設計、高度な設計の開発、IT 負荷のすべての要素の組み立ては工場で直接行われます。 短期間で機器は海上コンテナで中国からロシアに届けられます。 その結果、ターンキー データ センターの構築は文字通り XNUMX ～ XNUMX か月で完了します。

プレハブのクラウド データセンターのアイデアも興味深いものです。データセンターは段階的に開発し、必要な機能ブロックを追加できるからです。 このアプローチは HiDC コンセプト自体に組み込まれています。

レビュー資料がデータシートにならないように、HiDC に関する追加情報については、次のサイトにアクセスすることをお勧めします。 私たちのウェブサイトへ。 そこには、私たちが話してきたアプローチ、製品、ソリューションの説明と実装例が記載されています。 サイトへのアクセスレベルが高くなるほど、より多くのマテリアルが存在します。 「パートナー」のステータスが割り当てられている場合は、HiDC ロードマップ、技術プレゼンテーション、ビデオをダウンロードできるようになります。

この記事を読んでいる人の大多数がネットワーク アーキテクトの能力を持っているとあえて仮定します。 彼らは間違いなく私たちの訪問に興味を持つでしょう デザインゾーン。 そこでは、Huawei Validated Design (HVD) のルールに従ってネットワーク インフラストラクチャを構築する方法について詳しく説明します。 ダウンロード可能なガイドラインは、会社のソリューションがどのように機能するかを完全に理解するのに役立ちます。 許可がなければ、利用できる資料が少なくなることに注意してください。

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ロシア語分野だけでなく、国際レベルでも実施される多数のウェビナーも、ナビゲートに役立ちます。 それらでは、当社の製品とビジネス慣行に関する情報の両方を共有します。 また、ファーウェイが多くのサービスチェーンの混乱にもかかわらず、どのようにして自社製品をさまざまな国に継続的に提供し続けているかについてもお話しします。 たとえば最近、データセンター用に新たに製造された機器がわずか XNUMX 週間でモスクワの顧客に届けられたという事例がありました。

XNUMX月のウェビナーのリストが利用可能です リンク.

出所： habr.com