Nadat we alle moderne Huawei Enterprise-oplossingen die in 2020 worden gepresenteerd in vogelvlucht hebben bekeken, gaan we verder met meer gerichte en gedetailleerde verhalen over individuele ideeën en producten die kunnen dienen als basis voor de digitale transformatie van zowel grote ondernemingen als overheidsinstanties. Vandaag hebben we het over de concepten en technologieën die Huawei voorstelt om datacenters op te bouwen.
In het tijdperk van de verbonden wereld vereisen de uitdagingen op het gebied van gegevensopslag en -verwerking een nieuwe aanpak in alle stadia van de levenscyclus van het datacenter. Ze moeten tegelijkertijd eenvoudiger en slimmer worden om hun rol als centrale elementen van de infrastructuur van de mondiale digitale economie het hoofd te kunnen bieden.
In 2018 heeft de mensheid 33 zettabytes aan informatie opgeslagen, maar tegen 2025 zou het totale volume daarvan ruim vijf keer zo groot moeten zijn. Drie decennia ervaring met de ontwikkeling van ICT-infrastructuren hebben ervoor gezorgd dat Huawei goed voorbereid is op de groeiende ‘datatsunami’ en zijn partners en klanten het concept van een intelligent datacenter kan aanbieden, inclusief alle fasen van de bouw, exploitatie en onderhoud ervan. Elementen van dit concept zijn verenigd onder de algemene naam HiDC.
Digitaliseer het
Er circuleert een nieuwe grap op internet: wie heeft de digitale transformatie van uw bedrijf het meest versneld: CEO, CTO, raad van bestuur? Corona-epidemie! Alleen de luie persoon houdt geen webinars, schrijft geen artikelen en vertelt mensen niet hoe en wat ze moeten doen. Maar dit zijn allemaal reactieve acties. Sommige van tevoren bereid.
Niet om op te scheppen; om objectieve redenen zullen we ons bedrijf als voorbeeld nemen, waarin de digitale transformatie enkele jaren geleden op grote schaal is ingezet. Momenteel kunnen we vrijwel al onze medewerkers zonder verlies aan efficiëntie thuis laten werken. Het verhaal van een ziekenhuis dat in tien dagen tijd in de stad Wuhan werd gebouwd, is indicatief. Daar manifesteerde de digitale transformatie zich in het feit dat alle IT-systemen in drie dagen tijd waren geïmplementeerd. Digitale transformatie gaat dus niet over ‘wanneer’ en ‘waarom’, maar over ‘hoe’.
Architectonische benadering in plaats van spontane ontwikkeling
Wat zijn de belangrijkste problemen waarmee we worden geconfronteerd als we beginnen met het bouwen van een bepaald systeem? Tot nu toe werken al onze klanten in een modus waarin ze zakelijke taken combineren met applicatieservices en IT-oplossingen. Het is vrij moeilijk om een algemeen idee te krijgen van de werking van zo’n complex als het simpelweg is gemaakt door verschillende blokken toe te voegen. En om een systeem als één organisme te bouwen is eerst een architecturale aanpak nodig. Dit is wat wij belichaamden in de ideologie van onze HiDC-oplossing.
Maximale waarde en minimale kosten
De gehele HiDC-structuur bestaat uit twee hoofdsegmenten. De eerste is wat je gewend bent van Huawei: klassieke infrastructuur. De elementen van het tweede deel kunnen het gemakkelijkst worden gecombineerd met de term ‘intelligente data’.
Waarom is dit nodig? Tegenwoordig verzamelen veel bedrijven enorme hoeveelheden informatie, vaak verspreid of toegankelijk via verschillende soorten ‘pakkingen’. Ja, neem in ieder geval gewone databases. Vraag uw databasebeheerders hoe deze databases in elkaar passen en hoe u de informatie daaruit in BI-systemen kunt gebruiken om zakelijke beslissingen te nemen. Verrassend genoeg zijn databases vaak zeer losjes met elkaar verbonden en functioneren ze als afzonderlijke ‘eilanden’. Daarom hebben we allereerst nagedacht over welke architecturale benaderingen dit probleem zouden kunnen elimineren.
HiDC-architectuurontwerpprincipes
Laten we eens kijken naar de basisprincipes van HiDC-ontwerp. Dit zal in de eerste plaats niet nuttig zijn voor specialisten op een bepaald gebied, maar voor oplossingsarchitecten die het hele panorama in zich op kunnen nemen.
De meest voorkomende zijn het blok voor geconvergeerde netwerken en het blok voor gegevensbeheer. En hier komt een concept waar oplossingsarchitecten zelden aan denken: data lifecycle management. Van klassieke databases is het gemigreerd naar vele andere systemen, waaronder cloud- en edge computing.
Edge-computing wordt steeds gebruikelijker. Het meest voor de hand liggende voorbeeld van hun gebruik is een auto met een automatische piloot, die het beste vanaf één platform kan worden bestuurd. Bovendien is er een trend in de richting van “groene” technologieën: energiezuiniger en met minimale schade aan het milieu. Je kunt beide bereiken door over te schakelen op intellectuele hulpbronnen (hierover later meer).
Het is geweldig om alle zes de blokken van de HiDC-structuur tot onze beschikking te hebben. Toegegeven, klanten werken vaak in een eerder gecreëerde omgeving. Het gebruik van zelfs maar één blok uit het bovenstaande diagram kan echter vruchten afwerpen. En als je een tweede, derde, enzovoort toevoegt, zal er een synergetisch effect verschijnen. Alleen al de combinatie van netwerk en gedistribueerde opslag levert hogere prestaties en een lagere latentie op. De blokaanpak stelt ons in staat om niet chaotisch te ontwikkelen, zoals vaak gebeurt in de industrie, maar met behulp van een geïntegreerde architecturale aanpak. Welnu, de openheid van de blokken zelf biedt vrijheid bij het kiezen van de optimale oplossing.
De tijd van geconvergeerde netwerken
De laatste tijd hebben we op de mondiale en Russische markten steeds meer het concept van convergente netwerken gepromoot. Onze klanten gebruiken vandaag al geconvergeerde oplossingen op basis van RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) om gedistribueerde softwaregedefinieerde opslagsystemen te bouwen. Het belangrijkste voordeel van deze aanpak is de openheid ervan en de afwezigheid van de noodzaak om een onbeperkt aantal ongelijksoortige netwerken te creëren.
Waarom is dit niet eerder gedaan? Bedenk dat de Ethernet-standaard in 1969 werd ontwikkeld. Gedurende een halve eeuw zijn er veel problemen ontstaan, maar Huawei heeft geleerd deze op te lossen. Dankzij een aantal extra stappen kunnen we Ethernet nu gebruiken voor bedrijfskritische toepassingen, oplossingen met hoge belasting, enz.
Van DCN naar DCI
De volgende belangrijke trend is het synergetische effect van de implementatie van DCI (Data Center Interconnect). In Rusland is, in tegenstelling tot China, iets soortgelijks alleen te vinden bij telecomoperatoren. Wanneer klanten netwerkoplossingen voor het datacenter overwegen, besteden ze meestal niet genoeg aandacht aan de diepe integratie van optische netwerken en klassieke IP-oplossingen binnen één point-of-presence. Ze gebruiken vertrouwde oplossingen die op de IP-laag werken, wat voor hen voldoende is.
Waar is DCI dan voor? Stel je voor dat de DWDM-knooppuntbeheerder en de netwerkbeheerder onafhankelijk handelen. Op een gegeven moment kan een mislukking in een van deze factoren uw veerkracht ernstig verminderen. En als we het synergieprincipe gebruiken, wordt IP-routing uitgevoerd rekening houdend met wat er op het optische netwerk gebeurt. Het gebruik van een dergelijke intelligente dienst verhoogt het aantal negens in de beschikbaarheid van het gehele systeem aanzienlijk.
Een ander serieus voordeel van onze DCI is de grote prestatiemarge. Als u de capaciteiten van de C- en L-series bij elkaar optelt, kunt u ongeveer 220 lambda's verkrijgen. Het is onwaarschijnlijk dat een dergelijke reserve zelfs door een grote zakelijke klant snel zal worden uitgeput, aangezien onze huidige oplossing het mogelijk maakt om tot 400 Gbit/s via elke lambda te verzenden. In de toekomst zal het mogelijk zijn om met dezelfde apparatuur 800 Gbit/s te bereiken.
Extra gemak wordt geboden door de algehele beheerbaarheid die we bieden via klassiek open interfaces. NETCONF beheert niet alleen schakelaars, maar ook optische multiplexapparaten, waardoor u convergentie op alle niveaus kunt bereiken en het systeem kunt zien als een intellectuele hulpbron, en niet als een ‘set dozen’.
Edge-computing wordt steeds belangrijker
Veel mensen hebben gehoord van Edge Computing. En degenen die betrokken zijn bij cloud- en klassieke datacenters moeten in gedachten houden dat we onlangs een serieuze verschuiving naar edge computing hebben gezien.
Wat veroorzaakt dit? Laten we eens kijken naar algemene implementatiemodellen. Tegenwoordig wordt er veel gesproken over ‘slimme steden’, ‘slimme huizen’, enz. Dit concept stelt de ontwikkelaar in staat toegevoegde waarde te creëren en de prijs van het onroerend goed te verhogen. Een ‘smart home’ identificeert zijn bewoner, laat hem in en uit en levert hem bepaalde diensten. Volgens de statistieken verhogen dergelijke diensten de prijs van appartementen met ongeveer 10 tot 15% en kunnen ze in het algemeen de ontwikkeling van nieuwe bedrijfsmodellen stimuleren. Er is ook al gezegd over de concepten van de automatische piloot. Binnenkort zal de ontwikkeling van 5G- en Wi-Fi 6-technologieën zorgen voor een extreem lage latentie voor gegevensoverdracht tussen slimme huizen, auto's en het belangrijkste datacenter dat edge computing uitvoert. Dit betekent dat het mogelijk wordt om een veel groter aantal handelingen uit te voeren die verband houden met serieuze gegevensverwerking. Om dergelijke problemen op te lossen, is het met name mogelijk om neurale processors te gebruiken die al aan Rusland zijn geleverd.
De belofte van de zojuist geschetste trend valt niet te ontkennen. Laten we ons bijvoorbeeld een intelligent stedelijk transportbeheersysteem voorstellen dat in staat is verkeerslichten te schakelen, de verkeersdruk op specifieke straten te reguleren of zelfs adequate maatregelen te nemen tijdens noodsituaties.
Laten we nu eens kijken naar de middelen waarmee we de implementatie van het HiDC-concept verzorgen.
Berekeningen
Wanneer we een standaard computersysteem moeten implementeren, worden er uiteraard processors met x86-architectuur in gebruikt. Maar zodra de behoefte aan maatwerk ontstaat, wordt het tijd om na te denken over meer diverse oplossingen.
ARM-processors zijn bijvoorbeeld vanwege hun grote aantal kernen uitstekend geschikt voor zeer parallelle toepassingen. Multithreading levert een prestatiewinst op van ongeveer 30%.
Wanneer een lage latentie van cruciaal belang is, komen veldprogrammable logic Integrated Circuits (FPGA's) op de voorgrond.
Neurale processors zijn vooral nodig bij het oplossen van machine learning-problemen. Als we voor een specifieke implementatie 16 racks nodig hebben met elk 8 servers, gevuld met neurale processors, dan zou een oplossing van hetzelfde niveau gebaseerd op x86-architectuur (!) ongeveer 128 racks nodig hebben. Zoals u kunt zien, maakt de grote verscheidenheid aan berekeningstypen het noodzakelijk om zorgvuldig hardwareplatforms te selecteren.
Data opslag
Voor het tweede jaar roept Huawei partners, klanten en collega's uit de industrie op om dataopslagsystemen te bouwen in overeenstemming met het Flash Only-principe. En de meeste van onze klanten gebruiken mechanische spindelaandrijvingen alleen in oudere oplossingen of voor zelden gebruikte archiefgegevens.
Flash-systemen evolueren ook. Storage Class Memory (SCM)-systemen zoals Intel Optane verschijnen op de markt. Chinese en Japanse fabrikanten laten interessante ontwikkelingen zien. Momenteel is SCM qua verwerkingsklasse superieur aan alle andere oplossingen. Tot nu toe zorgen alleen de hoge kosten ervoor dat ze niet overal kunnen worden gebruikt.
Tegelijkertijd zien we dat de kwaliteit van opslagsystemen niet alleen op de conventionele backend, maar ook op de frontend verbeterd moet worden. Nu bieden en gebruiken we in nieuwe implementaties de facto mechanismen voor directe geheugentoegang via Ethernet, maar we zien verzoeken van klanten en daarom zullen we tegen het einde van het jaar vaker NVMe via Fabrics gaan gebruiken. Bovendien end-to-end, om een gemeenschappelijke architectuur te bieden, die uiteraard hoge prestaties moet leveren en bestand moet zijn tegen controllerstoringen.
Het OceanStor Dorado-opslagsysteem is een van onze vlaggenschipproducten. Uit interne tests is gebleken dat het een prestatie levert van 20 miljoen IOPS, waarbij de functionaliteit behouden blijft wanneer zeven van de acht controllers uitvallen.
Waarom zoveel macht? Laten we eens kijken naar de huidige situatie. Sinds enkele maanden brengen Chinese inwoners aanzienlijk meer tijd thuis door als gevolg van de lockdown. Het internetverkeer steeg op dat moment met gemiddeld 30% en in sommige provincies zelfs verdubbeld. Het verbruik van diverse netwerkdiensten is toegenomen. En op een gegeven moment begonnen dezelfde banken een ernstige extra belasting te ervaren, waarvoor hun opslagsystemen niet klaar waren.
Het is duidelijk dat niet iedereen nu 20 miljoen IOPS nodig heeft. Maar wat zal er morgen gebeuren? Onze intelligente systemen maximaliseren het volledige potentieel van neurale processors om verkeerscompactheid, deduplicatie, optimalisatie en snel gegevensherstel te garanderen.
Backbone-netwerk
Zoals we in het vorige artikel al zeiden, wordt 2020 voor ons het jaar van de kernnetwerken. Veel klanten, vooral application service providers (ASP's) en banken, denken al na over hoe hun applicaties specifiek zullen werken op het gebied van de communicatie naar en tussen datacenters. Dit is waar een nieuw backbone-netwerk ons te hulp komt. Laten we als voorbeeld de grootste Chinese banken nemen die zijn overgestapt op vereenvoudigde backbone-systemen die niet een dozijn verschillende protocollen gebruiken voor communicatie tussen datacentra, maar relatief gezien een paar: OSPF en SRv6. Bovendien krijgt de organisatie dezelfde set diensten.
Intellectuele hulpbronnen
Hoe de gegevens gebruiken? Tot voor kort bestond er een gefragmenteerd systeem van heterogene databases: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, enz. Om ermee te werken werden oplossingen uit de big data gebruikt, die in staat waren deze gegevens te combineren, op te nemen en ermee te werken. Dit alles zorgde voor een hoge belasting van de hulpbronnen.
Tegelijkertijd was er geen mechanisme voor het uitvoeren van bewerkingen met gegevens bij het optreden van een bepaalde gebeurtenis. De oplossing was de ontwikkeling van principes voor data lifecycle management (DLM).
Iedereen heeft wel eens gehoord van datameren. Met de transitie van databeheer naar databeheer begonnen ‘digitale meren’ snel slimmer te worden. Onder andere dankzij Huawei-oplossingen. In de volgende materialen zullen we zeker praten over de hele stapel softwaretechnologieën die we hebben gebruikt. Het is nu belangrijk op te merken dat het gebruik van slim datalevenscyclusbeheer ons in staat heeft gesteld het gebruik van ons netwerk en onze servers te vereenvoudigen en end-to-end-architecturen te leren bouwen om de principes van het werken met data beter te begrijpen. .
Technische infrastructuur voor datacenters
We zullen afzonderlijke materialen publiceren die gewijd zijn aan de technische infrastructuur, maar in de context van het onderwerp van vandaag willen we graag de veranderingen noemen die verband houden met het HiDC-concept.
Lange tijd was het gebruik van lithiumbatterijen in nood- en noodstroomsystemen (ESP) van datacenters verboden vanwege het hoge brandgevaar. Elke mechanische schade of schending van de integriteit van de batterij kan leiden tot brand en onvoorspelbare gevolgen. In dit opzicht was de PSA uitgerust met verouderde zuurbatterijen, die een lage specifieke ladingsdichtheid en een grote massa hadden.
De nieuwe nood- en back-upstroomsystemen van Huawei maken gebruik van veilige lithium-ijzerfosfaat (LFP)-batterijen met intelligent proactief beheer. Met dezelfde capaciteit nemen ze drie keer minder volume in beslag dan zuurbatterijen. Hun levenscyclus bedraagt 10 tot 15 jaar, wat onder meer de belasting die ze voor het milieu veroorzaken, vermindert. Het gepatenteerde besturingssysteem in het SmartLi-ecosysteem maakt het gebruik van hybride systemen mogelijk die bestaan uit oude en nieuwe batterijarrays, en het schakelsysteem maakt “hete” veranderingen in de PSA-structuur mogelijk met behoud van de redundantiefunctie.
Slimme bediening
Een belangrijk onderdeel van de principes van het exploiteren van de HiDC-infrastructuur is de ideologie van slimme zelfgenezing. IN Uit onze eerdere publicaties noemden we het intelligente platform O&M 1-3-5, dat niet alleen een ongewenste gebeurtenis in het systeem kan detecteren en analyseren, maar de beheerder ook verschillende opties biedt voor een volledig geautomatiseerde oplossing voor het probleem.
Dankzij de zelfanalysefunctie kunt u problemen binnen ongeveer een minuut opsporen. Er worden drie minuten besteed aan analyse en binnen vijf minuten worden voorstellen gedaan om de toestand van het systeem te veranderen.
Laten we zeggen dat een operatorfout heeft geleid tot de vorming van een gesloten lus van processen, waardoor de prestaties van de virtualisatiefarm zijn teruggebracht van 100 naar 77%. De datacenterbeheerder ontvangt een overeenkomstig bericht op zijn dashboard, dat een volledige visualisatie van het probleem bevat, inclusief een netwerkdiagram van de bronnen die door het ongewenste proces worden getroffen. Vervolgens kan de beheerder de situatie handmatig corrigeren of een van de verschillende automatische herstelscenario's gebruiken die hem worden aangeboden.
Het systeem kent ongeveer 75 van dergelijke scenario's die in minder dan tien minuten kunnen worden geïmplementeerd en die bovendien 90% van de problemen in datacenters dekken. Op dit moment kan de monteur rustig telefoontjes van bezorgde klanten beantwoorden, in het vertrouwen dat de service elk moment kan worden hersteld.
Nieuwe sleutelproducten in HiDC
Naast softwareproducten moet dit ook belangrijke oplossingen omvatten die op infrastructuurniveau werken. Allereerst moeten we de neurale processors vermelden die worden gebruikt in onze Atlas-familie van AI-clusters, evenals NPU- en GPU-gebaseerde servers.
Bovendien kunnen we niet anders dan de Dorado en zijn toonaangevende prestaties, die nog vele jaren zullen voortduren, vermelden. Dit geldt vooral in de post-Sovjet-ruimte, waar het, op zeldzame uitzonderingen na, gebruikelijk is om iets pas bij te werken als het helemaal niet meer werkt. Dit verklaart de levensduur van individuele opslagsystemen, die tien jaar bedraagt. Voor Dorado is een enorme productiviteit nodig om over tien jaar een hoogwaardige dienstverlening te kunnen garanderen.
Innovatie in elk element
Bij het kiezen van specifieke infrastructuuroplossingen mogen we de architectuur en scenario's voor de verdere ontwikkeling ervan niet vergeten. Verschillende producten van verschillende fabrikanten garanderen niet het verwachte synergetische effect dat oplossingen die al geoptimaliseerd zijn voor gezamenlijk gebruik zullen opleveren.
De infrastructuur moet gebaseerd zijn op de juiste technologie. "Juiste" zijn onder meer open, die een hoge doorvoer bieden en stabiel werken onder hoge belasting. Voor datacenters is bijvoorbeeld een goede verhouding tussen het totale energieverbruik en de IT-belasting van belang. Om alle bovenstaande doelen te bereiken, moet u de omgeving en componenten selecteren. In moderne omstandigheden betekent dit ook het steeds wijdverspreider gebruik van kunstmatige intelligentie.
Volgens onze observaties zijn er onder de strategische klanten van Huawei steeds minder mensen die nog steeds geen machine learning-systemen gebruiken. Zonder ML is het simpelweg onmogelijk om zoveel mogelijk geld te verdienen met de verzamelde gegevens.
Het systeem voor het genereren van inkomsten kan anders zijn: voor banken - die nieuwe, doelgerichte producten aanbieden, voor telecomoperatoren - die individuele diensten leveren en loyaliteit garanderen, voor overheidsklanten - hoogwaardig beheer van de datalevenscyclus en een hoog niveau van interactie met andere organisaties. Gegevensbeheermodellen gaan immers al lang verder dan het opzetten van een firewall en het garanderen van netwerkzichtbaarheid van hun databases.
Van idee tot operationeel datacenter
De bouw van een standaard datacenter duurt op zijn best een jaar tot anderhalf jaar. Dankzij onze productiecyclus kunnen we dit veel sneller doen dankzij het gebruik van een groep oplossingen verenigd onder de gemeenschappelijke naam FusionDC 2.0. Ontwerp, ontwikkeling van een ontwerp op hoog niveau en assemblage van alle elementen van de IT-belasting worden rechtstreeks in de fabriek uitgevoerd. In korte tijd wordt materieel per zeecontainer vanuit China naar Rusland geleverd. Hierdoor kan de realisatie van een turnkey datacenter in letterlijk vier tot vijf maanden worden gerealiseerd.
Het idee van een geprefabriceerd clouddatacenter is ook interessant omdat een datacenter in fasen kan worden ontwikkeld, waarbij er de nodige functionele blokken aan worden toegevoegd. Deze aanpak is ingebed in het HiDC-concept zelf.
Om het reviewmateriaal niet in een datasheet te veranderen, raden we u aan om voor aanvullende informatie over HiDC naar te gaan . Daar vindt u een beschrijving en voorbeelden van implementatie van de benaderingen, producten en oplossingen waar we het over hadden. Hoe hoger uw toegangsniveau tot de site, hoe meer materiaal er zal zijn. Als u de status ‘partner’ krijgt, kunt u HiDC-roadmaps, technische presentaties en video’s downloaden.
We durven aan te nemen dat de meerderheid van degenen die dit artikel lezen over de competenties van netwerkarchitecten beschikt. Ze zullen zeker geïnteresseerd zijn om ons te bezoeken . Daar praten we uitgebreid over hoe je een netwerkinfrastructuur bouwt volgens de regels van Huawei Validated Design (HVD). De richtlijnen die u kunt downloaden, helpen u grondig te begrijpen hoe de oplossingen van het bedrijf werken. Houd er rekening mee dat er zonder toestemming minder materiaal voor u beschikbaar zal zijn.
***
Talrijke webinars die niet alleen in het Russischtalige segment worden gehouden, maar ook op internationaal niveau, zullen u ook helpen navigeren. Daar delen we zowel informatie over onze producten als onze bedrijfspraktijken. We praten ook over hoe Huawei, ondanks de verstoring van veel serviceketens, de continue levering van zijn producten aan verschillende landen blijft garanderen. Onlangs was er bijvoorbeeld een geval waarin nieuw geproduceerde apparatuur voor een datacenter in slechts drie weken een klant in Moskou bereikte.
De lijst met webinars voor april is beschikbaar .
Bron: www.habr.com