Met een vogelvlucht over alle moderne oplossingen van Huawei Enterprise die in 2020 zijn gepresenteerd, gaan we over naar meer gerichte en gedetailleerde verhalen over afzonderlijke ideeƫn en producten die de basis kunnen vormen voor digitale transformatie, zowel voor grote ondernemingen als overheidsinstellingen. Vandaag bespreken we op basis van welke concepten en technologieƫn Huawei voorstelt om datacenters te bouwen.
In het tijdperk van de 'verbonden wereld' vereisen de opslag- en verwerkingsuitdagingen nieuwe benaderingen in alle fasen van de levenscyclus van datacenters. Ze moeten tegelijkertijd eenvoudiger en 'slimmer' worden om te kunnen voldoen aan hun rol als centrale elementen van de infrastructuur van de wereldwijde digitale economie.
In 2018 bewaarde de mensheid 33 zettabytes aan informatie, maar tegen 2025 zal het totale volume meer dan vijf keer moeten groeien. Drie decennia ervaring in het ontwikkelen van ICT-infrastructuren hebben Huawei goed voorbereid op de opkomende 'datasunami' en hebben hen in staat gesteld hun partners en klanten een concept voor een intelligent datacenter aan te bieden, waarin alle fasen van de bouw, exploitatie en onderhoud zijn opgenomen. Elementen van dit concept zijn samengevoegd onder de gezamenlijke naam HiDC.
Digitaliseer dit
Een nieuwe grap gaat rond op het internet: wie heeft de digitale transformatie van uw bedrijf het meest versneld ā de CEO, de CTO, de raad van bestuur? De coronaviruspandemie! Alleen de luie mensen houden geen webinars, schrijven geen artikelen, vertellen niet hoe en wat te doen. Maar dit zijn allemaal reactieve acties. Sommigen waren hier van tevoren op voorbereid.
Niet uit opschepperij ā om objectieve redenen nemen we ons eigen bedrijf als voorbeeld, waar de digitale transformatie enkele jaren geleden grootschalig werd gestart. Op dit moment zijn we in staat om vrijwel alle medewerkers thuis te laten werken zonder enig verlies van efficiĆ«ntie. Een opmerkelijk verhaal is dat van het ziekenhuis dat in de stad Wuhan in tien dagen werd gebouwd. Daar kwam de digitale transformatie tot uiting doordat alle IT-systemen binnen drie dagen werden uitgerold. Dus digitale transformatie gaat niet om 'wanneer' en 'waarom', maar om 'hoe'.
Architectonische aanpak in plaats van willekeurige ontwikkeling
Wat zijn de belangrijkste problemen waarmee we worden geconfronteerd wanneer we een systeem beginnen te bouwen? Tot nu toe werken al onze klanten in een modus waarin zakelijke taken worden gecombineerd met toegepaste diensten en IT-oplossingen. Het is vrij moeilijk om een algemeen beeld te krijgen van de werking van zo'n complex systeem, vooral als het simpelweg is opgebouwd door verschillende blokken toe te voegen. Om een systeem als een enkel organisme te bouwen, is een architectonische aanpak essentieel. Dit is precies wat we hebben verwerkt in de ideologie van onze oplossing HiDC.
Maximale waarde en minimale kosten
De hele structuur van HiDC bestaat uit twee hoofdsnedes. De eerste is wat je gewend bent te zien bij Huawei: klassieke infrastructuur. Het tweede snede-element kan het beste worden samengevoegd onder de term 'intelligente gegevens'.
Waarom is dit nodig? Tegenwoordig verzamelen veel bedrijven enorme hoeveelheden informatie, vaak verspreid of toegankelijk via verschillende 'tussenlagen'. Neem bijvoorbeeld reguliere databases. Vraag je databasebeheerders hoe deze databases met elkaar zijn verbonden en hoe je de gegevens daaruit kunt gebruiken in BI-systemen voor zakelijke besluitvorming. Het is verbazingwekkend, vaak zijn databases zeer slecht met elkaar verbonden en functioneren ze als afzonderlijke 'eilandjes'. Daarom hebben we in de eerste plaats nagedacht over welke architectonische benaderingen deze uitdaging zouden kunnen verhelpen.
Ontwerpprincipes van de HiDC-architectuur
Laten we de belangrijkste ontwerpprincipes van HiDC bekijken. Dit zal in de eerste plaats nuttig zijn voor geen-specialisten op een specifiek gebied, maar voor oplossingarchitecten die het volledige panoramische uitzicht kunnen omvatten.
De meest voorkomende zijn het blok voor convergente netwerken en het datamanagementblok. En hier ontstaat al een concept waar ontwerpers zelden over nadenken: het beheer van de levenscyclus van gegevens. Dit is van klassieke databases overgegaan naar vele andere systemen, waaronder cloud- en edge computing.
Er zijn steeds meer grensrekeningen. Het meest duidelijke voorbeeld van hun toepassing is een auto met autonome besturing, die idealiter vanaf ƩƩn platform moet worden bestuurd. Bovendien is er een trend naar 'groene' technologieƫn - energiezuiniger en met minimale schade aan het milieu. Beide doelen kunnen worden bereikt door over te stappen op intelligente middelen (hierover verderop meer).
Het is geweldig wanneer we over alle zes blokken van de HiDC-structuur kunnen beschikken. Vaak werken klanten echter in een eerder gecreerde omgeving. Maar zelfs het gebruik van Ć©Ć©n blok uit het bovenstaande schema kan resultaten opleveren. En als we een tweede, derde, enzovoort toevoegen, zal het synergetisch effect beginnen te verschijnen. Alleen al de combinatie van een netwerk en een gedistribueerd opslag systeem zal zorgen voor hogere prestaties en lagere latentie. De modulaire aanpak stelt ons in staat om ons niet chaotisch te ontwikkelen, zoals vaak in de industrie gebeurt, maar met een geĆÆntegreerde architecturale aanpak. En de openheid van de blokken biedt vrijheid in het kiezen van de beste oplossing.
De tijd van convergente netwerken
De laatste tijd stimuleren we op de mondiale en Russische markten steeds actiever het concept van convergente netwerken. Al vandaag de dag gebruiken onze klanten convergente oplossingen op RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) voor het bouwen van gedistribueerde software gedefinieerde opslag systemen. Het belangrijkste voordeel van deze aanpak is de openheid en de noodzaak om geen onbepaalde hoeveelheid gescheiden netwerken te creƫren.
Waarom gebeurde dit eerder niet? Laten we niet vergeten dat de Ethernet-standaard in 1969 werd ontwikkeld. In de afgelopen vijftig jaar zijn er talloze problemen ontstaan, maar bij Huawei hebben ze geleerd deze op te lossen. Nu kunnen we dankzij een paar extra maatregelen Ethernet gebruiken voor kritische toepassingen, hoogbelaste oplossingen, enz.
Van DCN naar DCI
Een belangrijke trend is het synergetische effect van DCI (Data Center Interconnect) implementatie. In Rusland, in tegenstelling tot China, is dit soort oplossingen tot nu toe alleen te vinden bij telecomoperators. Wanneer klanten netoplossingen voor datacenters overwegen, besteden ze meestal niet genoeg aandacht aan de diepe integratie van optische netwerken en klassieke IP-oplossingen binnen Ć©Ć©n presence point. Ze gebruiken de gebruikelijke oplossingen die op het IP-laag werken, wat voor hen voldoende is.
Waarom is DCI dan nodig? Stel je voor dat de beheerder van de DWDM-knoop en de netwerkbeheerder onafhankelijk werken. Op een gegeven moment kan een storing bij een van hen je beschikbaarheid ernstig verminderen. Maar als we het principe van synergie toepassen, wordt IP-routering uitgevoerd met inachtneming van wat er op het optische netwerk gebeurt. Het gebruik van zoān intelligente service verhoogt het aantal negenen in de beschikbaarheid van het hele systeem aanzienlijk.
Een ander significant voordeel van onze DCI is de hoge prestatiemarge. Door de mogelijkheden van de C- en L-banden te combineren, kunnen we ongeveer 220 golflengtes krijgen. Deze marge zal waarschijnlijk niet snel uitgeput raken, zelfs niet door grote zakelijke klanten, gezien het feit dat onze huidige oplossing tot 400 Gbit/s per golflengte kan overdragen. Op dezelfde apparatuur kunnen we in de toekomst 800 Gbit/s bereiken.
Extra gemak wordt geboden door de algemene beheersbaarheid die we via klassiek open interfaces bieden. Met NETCONF kan niet alleen de switch, maar ook de optische samenvoegapparatuur worden beheerd, wat convergentie op alle niveaus mogelijk maakt en het systeem daadwerkelijk als een intelligente hulpbron beschouwt, en niet als een āset dozenā.
Randcomputing wordt steeds belangrijker.
Velen hebben gehoord van Edge Computing. En voor degenen die met cloud- en klassieke datacenters werken, moet worden opgemerkt dat we de laatste tijd een aanzienlijke verschuiving zien richting randcomputing.
Wat is hiervan de oorzaak? Laten we kijken naar de algemene modellen van implementatie. Er wordt momenteel veel gesproken over 'slimme steden', 'slimme huizen', enzovoort. Dit concept stelt ontwikkelaars in staat om toegevoegde waarde te creƫren en de prijs van onroerend goed te verhogen. Een 'slim huis' herkent zijn bewoner, laat hem binnen en buiten, en biedt bepaalde diensten aan. Volgens statistieken voegen deze diensten ongeveer 10-15% toe aan de prijs van appartementen en kunnen ze in het algemeen de ontwikkeling van nieuwe bedrijfsmodellen stimuleren. Eerder is ook gesproken over de concepten van autonome voertuigen. Binnenkort zal de ontwikkeling van 5G- en Wi-Fi 6-technologieƫn een extreem lage latentie mogelijk maken bij de gegevensoverdracht tussen 'slimme' huizen, auto's die randcomputing uitvoeren, en de hoofd-datacenter. Dit betekent dat het mogelijk zal zijn om veel meer operaties uit te voeren die gerelateerd zijn aan zware gegevensverwerking. Voor dergelijke taken kunnen ook neurale processors worden gebruikt, die al in Rusland worden geleverd.
De potentie van de zojuist geschetste trend is onmiskenbaar. Stel je een intelligent stadsvervoerbeheersysteem voor, dat in staat is om verkeerslichten te schakelen, de verkeersbelasting op specifieke straten te reguleren of zelfs passende maatregelen te nemen tijdens noodsituaties.
Laten we nu kijken naar de middelen die we inzetten voor de realisatie van het HiDC-concept.
Computations
Wanneer we een standaard computersysteem moeten realiseren, worden in de regel processors met x86-architectuur toegepast. Maar zodra er behoefte is aan maatwerk, is het tijd om na te denken over meer diverse oplossingen.
Processors op basis van ARM zijn bijvoorbeeld uitstekend geschikt voor toepassingen met een hoge mate van parallelisme, vanwege het grote aantal cores. Multithreading levert een prestatiewinst van ongeveer 30% op.
Als lage latenties cruciaal zijn, komen programmeerbare logische geĆÆntegreerde schakelingen (FPGA) op de voorgrond.
Neurale processors zijn voornamelijk nodig bij het oplossen van machine learning-taken. Als we voor een specifieke implementatie 16 racks met 8 servers in elke rack nodig hebben, gevuld met neurale processors, dan zou een gelijkwaardig systeem op basis van x86-architectuur ongeveer 128 racks vereisen. Zoals je kunt zien, dwingt de grote verscheidenheid aan soorten berekeningen ons om zorgvuldig hardwareplatforms te kiezen.
Gegevensopslag
Al twee jaar roept Huawei partners, klanten en collega's uit de industrie op om datasystemen te bouwen volgens het principe Flash Only. En de meeste van onze klanten gebruiken mechanische spindle-schijven alleen in oude oplossingen of voor zelden gebruikte archieflocaties.
Flash-systemen evolueren ook. Op de markt verschijnen systemen zoals Storage Class Memory (SCM), zoals Intel Optane. Interessante ontwikkelingen worden getoond door Chinese en Japanse fabrikanten. Op dit moment overtreft SCM in verwerkingsklasse alle andere oplossingen. Alleen de hoge kosten belemmeren op grote schaal gebruik.
Tegelijkertijd zien we dat de kwaliteit van de SAN niet alleen verhoogd moet worden aan de theoretische backend, maar ook aan de frontend. Momenteel bieden we in nieuwe implementaties doorgaans mechanismen voor direct geheugen toegang via Ethernet aan, maar we zien de vraag van klanten en daarom zullen we tegen het einde van het jaar vaker NVMe over Fabrics gebruiken. Met end-to-end om een algemene architectuur te waarborgen die, uiteraard, zeer prestatiegericht en bestand moet zijn tegen het falen van controllers.
Het datacenter systeem OceanStor Dorado is een van onze vlaggenschipproducten. Interne tests hebben aangetoond dat het een prestatie levert op het niveau van 20 miljoen IOPS, met behoud van functionaliteit bij de storing van zeven van de acht controllers.
Waarom zo'n kracht? Laten we naar een actuele situatie kijken. De afgelopen maanden hebben de inwoners van China aanzienlijk meer tijd thuis doorgebracht vanwege de isolatiemaatregelen. Het internetverkeer is in die periode gemiddeld met 30% toegenomen, en in sommige provincies zelfs verdubbeld. Het gebruik van verschillende netwerksdiensten is gestegen. En op een bepaald moment begonnen zelfs de banken ernstige extra belasting te ondervinden, waarvoor hun SAN niet klaar was.
Het is duidelijk dat 20 miljoen IOPS momenteel niet door iedereen nodig zijn. Maar wat zal morgen zijn? Onze intelligente systemen onthullen het volledige potentieel van neurale processoren om de compactheid van het verkeer, deduplicatie, optimalisatie en snel herstel van gegevens te waarborgen.
Ondersteunend netwerk
Het jaar 2020, zoals we in het vorige artikel noemden, wordt voor ons het jaar van de backbone-netwerken. Veel klanten, vooral aanbieders van applicatiediensten (ASP) en banken, denken al na over hoe hun applicaties zullen presteren vanuit het perspectief van de connectiviteit met datacenters en tussen datacenters. Hier komt ons nieuwe backbone-netwerk van pas. Neem als voorbeeld de grootste Chinese banken die zijn overgestapt op vereenvoudigde backbonesystemen die voor de communicatie tussen datacenters niet een dozijn verschillende protocollen gebruiken, maar, om het zo te zeggen, een paar ā OSPF en SRv6. Daarbij krijgt de organisatie dezelfde set diensten.
Intelligente bronnen
Hoe gebruik je data? Tot voor kort bestond er een gefragmenteerd systeem van diverse databases: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, enz. Oplossingen voor big data werden gebruikt om deze gegevens te integreren, op te halen en ermee te werken. Dit creƫerde een hoge belasting van de middelen.
Daarnaast ontbrak een mechanisme voor het uitvoeren van bewerkingen met gegevens bij het optreden van een bepaalde gebeurtenis. De oplossing was de ontwikkeling van principes voor gegevenslevenscyclusbeheer (DLM).
Iedereen heeft wel gehoord van data lakes. Met de overgang van data management naar data governance zijn 'digitale meren' versneld 'slimmer' geworden. Dit is mede te danken aan oplossingen van Huawei. In toekomstige artikelen zullen we zeker het volledige scala aan softwaretechnologieƫn beschrijven die we hebben gebruikt. Het is momenteel belangrijk op te merken dat de toepassing van 'slim' gegevenslevenscyclusbeheer ons heeft geholpen om het gebruik van ons netwerk en servers te vereenvoudigen, en om end-to-end architecturen te bouwen voor een beter begrip van de principes van gegevensbeheer.
Ingenieursinfrastructuur van het datacenter
We zullen afzonderlijke artikelen publiceren die gewijd zijn aan de ingenieursinfrastructuur, maar in de context van het huidige onderwerp willen we de veranderingen noemen die betrekking hebben op het HiDC-concept.
Een lange tijd was het gebruik van lithiumbatterijen in nood- en UPS-systemen (SRP) voor datacenters verboden vanwege hun hoge brandgevaar. Elke mechanische schade of schending van de integriteit van de batterij kon leiden tot ontsteking en onvoorspelbare gevolgen. Om deze reden waren SRP uitgerust met verouderde zuurstofbatterijen met een lage energiedichtheid en een groot gewicht.
In nieuwe nood- en UPS-systemen van Huawei worden veilige lithium-ijzer-fosfaatbatterijen (LFP) toegepast met intelligente proactieve bediening. Met dezelfde capaciteit nemen ze drie keer minder ruimte in dan zuurstofbatterijen. Hun levenscyclus is 10-15 jaar, wat, naast andere voordelen, de belasting op het milieu vermindert. Het gepatenteerde beheersysteem in het SmartLi-ecosysteem maakt het mogelijk om hybride systemen te gebruiken, bestaande uit arrays van oude en nieuwe batterijen, en het switchsysteem staat 'hot-swapping' toe om wijzigingen in de SRP-structuur aan te brengen zonder de reserveringsfunctie te onderbreken.
Slim beheer
Een belangrijk onderdeel van de principes voor het beheren van de HiDC-infrastructuur is de smart self-healing-ideologie. In een van onze eerdere publicaties hebben we het intelligente O&M 1-3-5-platform genoemd, dat niet alleen ongewenste gebeurtenissen in het systeem kan detecteren en analyseren, maar ook verschillende volledig geautomatiseerde oplossingen voor het probleem kan voorstellen aan de beheerder.
De zelfanalysemogelijkheid maakt het mogelijk om storingen binnen Ć©Ć©n minuut te detecteren. Het kost drie minuten om te analyseren en binnen vijf minuten worden voorstellen voor het wijzigen van de systeemstatus geformuleerd.
Stel dat een fout van de operator heeft geleid tot de vorming van een gesloten lus van processen die de prestaties van de virtualisatieboerderij verminderen van 100% tot 77%. De datacenterbeheerder ontvangt een meldingsbericht op zijn dashboard, dat een volledige visualisatie van het probleem bevat, inclusief het netwerkdiagram van de middelen die door het ongewenste proces zijn getroffen. Vervolgens kan de beheerder de situatie handmatig corrigeren of een van de verschillende geautomatiseerde herstelscenario's gebruiken die aan hem worden voorgesteld.
Het systeem kent ongeveer 75 scenario's die binnen tien minuten kunnen worden gerealiseerd. Ze dekken 90% van de problemen die zich in datacenters voordoen. Ondertussen kan de ingenieur gerust de telefoontjes van bezorgde klanten beantwoorden, wetende dat de service binnen enkele minuten zal worden hersteld.
Nieuwe belangrijke producten in HiDC
Naast softwareproducten moeten ook de belangrijke oplossingen op infrastructuurniveau worden genoemd. Allereerst moeten de neurale processors worden vermeld die in onze AI-clusters van de Atlas-reeks worden gebruikt, evenals servers gebaseerd op NPU en GPU.
Bovendien moet Dorado opnieuw worden genoemd vanwege de recordprestaties in zijn klasse, die ruimschoots voldoende zullen zijn voor vele jaren. Dit is vooral relevant in het post-Sovjetgebied, waar het over het algemeen gebruikelijk is om iets pas te vernieuwen als het helemaal niet meer werkt. Dit verklaart de levensduur van sommige opslagapparaten die tot tien jaar bereiken. Dorado heeft enorme prestaties nodig om ook over tien jaar een hoge kwaliteit van dienstverlening te waarborgen.
Innovaties in elk element
Bij het kiezen van specifieke infrastructuuroplossingen moet men de architectuur en de scenario's voor verdere ontwikkeling niet vergeten. Losse producten van verschillende fabrikanten garanderen niet het verwachte synergetische effect, dat wordt verzekert door oplossingen die al zijn geoptimaliseerd voor gezamenlijk gebruik.
De basis van de infrastructuur moet uit de juiste technologieƫn bestaan. 'Juiste' betekent onder andere open technologieƫn die een hoge doorvoersnelheid bieden en stabiel functioneren onder hoge belasting. Voor datacenters is bijvoorbeeld een goede verhouding tussen het totale energieverbruik en de IT-belasting belangrijk. Om aan al deze doelen te voldoen, moet de omgeving en de componenten zorgvuldig worden geselecteerd. In de huidige omstandigheden betekent dit ook een steeds bredere toepassing van kunstmatige intelligentie.
Volgens onze waarnemingen zijn er onder de strategische klanten van Huawei steeds minder bedrijven die nog geen gebruikmaken van machine learning-systemen. Zonder ML is het simpelweg niet mogelijk om de verzamelde gegevens maximaal te monetiseren.
Het monetisatiesysteem kan variƫren: banken bieden nieuwe gerichte producten aan, telecomoperators bieden persoonlijke diensten en zorgen voor loyaliteit, en overheidsopdrachtgevers richten zich op effectief beheer van de levenscyclus van gegevens en een hoog niveau van samenwerking met andere organisaties. De databeheer modellen zijn al lang niet meer alleen gericht op het instellen van firewalls en het waarborgen van netwerkomzienbaarheid van hun databases.
Van idee tot operationeel datacenter
De bouw van een standaard datacenter duurt in het beste geval tussen een jaar en anderhalf jaar. Onze productiecyclus stelt ons in staat dit veel sneller te doen dankzij de toepassing van een reeks oplossingen die onder de gezamenlijke naam FusionDC 2.0 zijn gebundeld. Ontwerp, ontwikkeling van een hoogwaardig ontwerp en assemblage van alle IT-componenten worden rechtstreeks in de fabriek uitgevoerd. Binnen korte tijd wordt de apparatuur per zeevervoer vanuit China naar Rusland verzonden. Hierdoor kan het creƫren van een 'turnkey' datacenter letterlijk binnen vier tot vijf maanden worden gerealiseerd.
Het idee van een geprefabriceerd cloud datacenter is ook interessant omdat het datacenter gefaseerd kan worden ontwikkeld door de benodigde functionele blokken toe te voegen. Deze aanpak is ingebakken in het concept van HiDC.
Om dit overzicht niet in een datasheet te veranderen, nodigen we je uit om voor meer informatie over HiDC naar te gaan. Daar vind je beschrijvingen en voorbeelden van de benaderingen, producten en oplossingen waar we over hebben gesproken. Hoe hoger jouw toegangsniveau tot de site, des te meer materialen er beschikbaar zullen zijn. Als je de status 'partner' hebt, kun je de roadmap's van HiDC, technische presentaties en video's downloaden.
We wagen de veronderstelling dat de meeste lezers van dit artikel over de expertise van netwerkarchitecten beschikken. Het zal hen ongetwijfeld interesseren om onze te bezoeken. Daar bespreken we in detail hoe je een netwerkinfrastructuur kunt opbouwen volgens de richtlijnen van het Huawei Validated Design (HVD). De beschikbare downloadbare richtlijnen zullen helpen om grondig te begrijpen hoe de oplossingen van het bedrijf functioneren. Vergeet niet dat je zonder registratie minder materialen tot je beschikking hebt.
***
U kunt zich laten bijscholen door de vele webinars die zowel in de Russischtalige als de internationale markt worden gehouden. Tijdens deze sessies delen we zowel informatie over onze producten als onze zakelijke praktijken. We vertellen ook hoe Huawei erin slaagt om, ondanks de verstoringen van veel serviceketens, een continue levering van zijn producten naar verschillende landen te garanderen. Onlangs was er bijvoorbeeld een geval waarbij net geproduceerd datacenterapparatuur binnen drie weken bij de klant in Moskou arriveerde.
De lijst van webinars voor april is beschikbaar .
Bron: habr.com
