Privind de sus toate soluțiile moderne Huawei Enterprise prezentate în 2020, trecem la povestiri mai precise și detaliate despre anumite idei și produse ce pot constitui baza transformării digitale atât pentru mari întreprinderi, cât și pentru structuri guvernamentale. Astăzi — despre ce concepte și tehnologii propune Huawei pentru construirea datacentrelor.
În era „lumii conectate”, sarcinile de stocare și procesare a datelor necesită noi abordări pe toate etapele ciclului de viață al datacentrelor. Acestea trebuie să devină simultan mai simple și „mai inteligente”, pentru a face față rolului vital pe care îl au în infrastructura economiei digitale globale.
În 2018, omenirea stoca 33 de zettabaiți de informație, dar până în 2025 volumul total ar trebui să crească de peste cinci ori. Trei decenii de experiență în dezvoltarea infrastructurilor TIC au pregătit bine Huawei pentru „tsunamiul de date” în expansiune și a oferit partenerilor și clienților săi conceptul de datacenter inteligent, care include toate etapele construcției, operării și întreținerii sale. Elemente ale acestui concept sunt unite sub denumirea comună HiDC.
Digitalizează asta
Pe internet circulă o nouă glumă: cine a accelerat cel mai mult transformarea digitală a companiei tale — CEO, CTO, consiliul de administrație? Epidemia de coronavirus! Numai cel leneș nu susține webinarii, nu scrie articole, nu povestește cum și ce trebuie făcut. Dar toate aceste acțiuni sunt reactive. Unii s-au pregătit din timp.
Nu din vanitate — din motive obiective, ca exemplu putem lua compania noastră, unde transformarea digitală a fost inițiată pe scară largă cu câțiva ani în urmă. În prezent, practic toți angajații pot lucra de acasă fără nicio pierdere de eficiență. O poveste relevantă este cea a spitalului construit în orașul Wuhan în zece zile. Acolo, transformarea digitală s-a manifestat prin desfășurarea tuturor sistemelor IT în doar trei zile. Așadar, transformarea digitală nu este despre „când” și „de ce”, ci despre „cum”.
O abordare arhitecturală în loc de dezvoltare spontană
Care sunt problemele principale cu care ne confruntăm atunci când începem să construim un sistem? Până acum, toți clienții noștri au operat în modul de combinare a sarcinilor de afaceri cu serviciile aplicative și soluțiile IT. Este destul de greu să obții o viziune de ansamblu asupra funcționării unui astfel de complex, dacă acesta a fost creat pur și simplu prin adăugarea diferitelor blocuri. Iar pentru a construi un sistem ca un organism unitar, este necesar, înainte de toate, un abordare arhitecturală. Aceasta este ceea ce am realizat în ideologia soluției noastre HiDC.
Maximul de valoare și minimul de cost
Întreaga structură HiDC constă din două straturi principale. Primul reprezintă ceea ce ești obișnuit să vezi la Huawei — infrastructura clasică. Elementele celui de-al doilea strat pot fi cel mai ușor unite sub termenul „date inteligente”.
De ce este necesar acest lucru? Astăzi, multe companii acumulează volume uriașe de informații, adesea dispersate sau accesibile prin diferite „intermediari”. Să luăm, de exemplu, bazele de date obișnuite. Întreabă-ți administratorii de baze de date cât de bine sunt conectate aceste baze între ele și cum pot fi utilizate informațiile din acestea în sistemele BI pentru luarea deciziilor de afaceri. Este uimitor că, adesea, bazele de date sunt foarte slab legate între ele și funcționează ca „insule” separate. Așadar, ne-am gândit în primul rând la ce abordări arhitecturale ar putea elimina această problemă.
Principiile de proiectare ale arhitecturii HiDC
Să examinăm principalele principii de proiectare ale HiDC. Acest lucru va fi util în primul rând nu specialiștilor dintr-un anumit domeniu, ci arhitecților de soluții, care pot acoperi întreaga panoramă.
Cele mai frecvente sunt blocul rețelelor convergente și blocul de gestionare a datelor. Și deja aici apare un concept la care arhitecții de soluții rareori se gândesc — gestionarea ciclului de viață al datelor. Din bazele de date clasice, acesta a trecut în numeroase alte sisteme, inclusiv în calculul în cloud și în calculul la margine (edge).
Calculul limitelor devine din ce în ce mai relevant. Cel mai elocvent exemplu al aplicării acestuia este un automobil cu pilot automat, care ar trebui gestionat de pe o platformă unică. În plus, există o tendință clară către tehnologiile "verzi" — mai eficiente energetic, provocând daune minime mediului înconjurător. Ambele obiective pot fi atinse prin trecerea la resurse inteligente (despre acestea ulterior).
Este minunat când avem la dispoziție toate cele șase blocuri ale structurii HiDC. Totuși, deseori, clienții lucrează în mediile create anterior. Cu toate acestea, utilizarea chiar și a unui singur bloc din schema de mai sus poate aduce beneficii. Iar dacă adăugăm al doilea, al treilea și așa mai departe, va începe să se manifeste efectul sinergic. Combinația de rețea și sistem de stocare distribuită va oferi o performanță mai ridicată și latențe mai mici. Abordarea pe blocuri ne permite să ne dezvoltăm într-un mod organizat, evitând haosul frecvent întâlnit în industrie, și utilizând o abordare arhitecturală complexă. Deschiderea blocurilor ne oferă libertatea de a alege soluția optimă.
Timpul rețelilor convergente
În ultima vreme, pe piețele mondiale și din Rusia promovăm din ce în ce mai mult conceptul de rețele convergente. Deja astăzi, clienții noștri folosesc soluții convergente pe RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) pentru a construi sisteme de stocare distribuite definite prin software. Principalul avantaj al acestei abordări este deschiderea sa și lipsa necesității de a crea un număr indefinit de rețele disparate.
De ce nu am făcut asta mai devreme? Să ne amintim că standardul Ethernet a fost dezvoltat în 1969. De-a lungul celei de-a jumătate de secol, au acumulat numeroase probleme, dar în Huawei am învățat să le rezolvăm. Acum, datorită unui set de acțiuni suplimentare, putem folosi Ethernet pentru aplicații critice, soluții cu sarcini mari etc.
De la DCN la DCI
Următorul trend important este efectul sinergic al implementării DCI (Data Center Interconnect). În Rusia, spre deosebire de China, ceva similar poate fi întâlnit doar la operatorii de telecomunicații. Atunci când clienții analizează soluțiile de rețea pentru centrele de date, de obicei nu acordă atenție integrării profunde a rețelelor optice și soluțiilor IP clasice în cadrul unui singur punct de prezență. Aceștia utilizează soluții obișnuite care funcționează pe stratul IP, ceea ce le este suficient.
De ce este necesar DCI atunci? Imaginează-ți că administratorul unui nod DWDM și administratorul rețelei acționează independent. La un moment dat, o defecțiune apărută la oricare dintre ei poate reduce semnificativ reziliența ta. Iar dacă folosim principiul sinergiei, rutarea IP se realizează ținând cont de ceea ce se întâmplă pe rețeaua optică. Utilizarea acestui serviciu inteligent crește semnificativ numărul de nouă în nivelul de disponibilitate al întregului sistem.
Un alt avantaj semnificativ al DCI-ului nostru este rezervele mari de performanță. Sumarizând capacitățile benzilor C și L, se pot obține aproximativ 220 de lambde. Această rezervă nu va fi probabil epuizată rapid, chiar și de clienți corporativi mari, având în vedere că soluția noastră actuală permite transmiterea a până la 400 Gbit/s prin fiecare lambdă. În viitor, cu aceeași echipare, se va putea ajunge la 800 Gbit/s.
Un confort suplimentar este asigurat prin gestionarea centralizată pe care o oferim prin intermediul interfețelor deschise clasic. Prin intermediul NETCONF, este gestionat nu doar switch-urile, ci și dispozitivele de compresie optică, ceea ce permite atingerea convergenței la toate nivelurile și perceperea sistemului ca o resursă inteligentă, nu ca un 'set de cutii'.
Calculul de margine devine tot mai important.
Mulți au auzit de Edge Computing. Iar cei care se ocupă cu centrele de date cloud și clasice ar trebui să rețină că recent observăm o schimbare semnificativă în direcția calculului de margine.
Ce este cauza acestui lucru? Să analizăm modelele generale de implementare. Se vorbește tot mai mult despre „orașe inteligente”, „case inteligente” etc. Această concepție permite dezvoltatorului să creeze valoare adăugată și să crească prețul proprietății imobiliare. „Casa inteligentă” își recunoaște locatarul, îl lasă să intre și să iasă și îi oferă anumite servicii. Conform statisticilor, aceste servicii adaugă la prețul apartamentelor aproximativ 10–15% și, în general, pot stimula dezvoltarea de noi modele de afaceri. De asemenea, s-a discutat anterior despre conceptele de pilote automate. În curând, dezvoltarea tehnologiilor 5G și Wi-Fi 6 va permite o întârziere extrem de mică în transmiterea datelor între casele „inteligente” care efectuează calculi la margine, automobile și centrul de date principal. Asta înseamnă că va deveni posibilă efectuarea unui număr mult mai mare de operații legate de procesarea serioasă a datelor. Pentru a rezolva astfel de sarcini, printre altele, se pot utiliza și procesoare neuronale, care sunt deja livrate în Rusia.
Perspectiva acestui trend descris tocmai este indiscutabilă. Să ne imaginăm, de exemplu, un sistem inteligent de gestionare a transportului urban, capabil să comute semafoarele, să regleze încărcătura de trafic pe străzi specifice sau chiar să ia măsuri adecvate în timpul situațiilor de urgență.
Acum să ne îndreptăm atenția asupra resurselor pe care le folosim pentru a implementa concepția HiDC.
Calculații
Când trebuie să realizăm un sistem de calcul standard, evident că procesoarele cu arhitectură x86 sunt folosite. Însă, de îndată ce apare nevoia de personalizare, este momentul să ne gândim la soluții mai diverse.
De exemplu, procesoarele ARM, datorită numărului mare de nuclee, sunt excelente pentru aplicații cu un grad înalt de paralelism. Procesarea pe mai multe fire oferă un câștig de performanță de aproximativ 30%.
Dacă întârzierile reduse sunt esențiale pentru noi, soluțiile integrate logice programabile (FPGA) ies în evidență.
Procesoarele neuronale sunt necesare în primul rând pentru a rezolva sarcinile de învățare automată. Dacă pentru o anumită implementare avem nevoie de 16 rack-uri cu 8 servere fiecare, umplute cu procesoare neuronale, atunci o soluție de același nivel bazată pe arhitectura x86 ar necesita (!) aproximativ 128 de rack-uri. Așa cum puteți observa, varietatea mare de tipuri de calcule obligă la o selecție atentă a platformelor hardware.
Stocarea datelor
Deja al doilea an, Huawei îi îndeamnă pe parteneri, clienți și colegii din industrie să construiască sisteme de stocare a datelor conform principiului Flash Only. Iar majoritatea clienților noștri folosesc unități mecanice cu ax pentru soluții vechi sau pentru date arhivate utilizate rar.
Sistemele Flash evoluează de asemenea. Pe piață apar astfel de sisteme de tip Storage Class Memory (SCM), cum ar fi Intel Optane. Producătorii chinezi și japonezi demonstrează dezvoltări interesante. În prezent, SCM depășește toate celelalte soluții în clasa de procesare. Deocamdată, doar costul ridicat împiedică utilizarea lor pe scară largă.
În același timp, observăm că calitatea sistemelor de stocare trebuie îmbunătățită nu doar în backend-ul condițional, ci și în frontend. În prezent, de facto, în noile implementări, de regulă, propunem și utilizăm mecanisme de acces direct la memorie prin Ethernet, dar vedem cererea clienților și, prin urmare, spre sfârșitul anului, vom începe să utilizăm mai frecvent NVMe over Fabrics. Iar întreaga soluție trebuie să asigure o arhitectură generală, care, desigur, trebuie să fie performantă și rezistentă în cazul defecțiunii controlerelor.
Sistemul de stocare a datelor OceanStor Dorado este unul dintre produsele noastre de vârf. Testele interne au arătat că acesta oferă o performanță de 20 de milioane de IOPS, menținându-și funcționalitatea chiar și în cazul în care șapte din opt controlere se defectează.
De ce atâta putere? Să luăm în considerare o situație actuală. Deja de câteva luni, locuitorii din China își petrec mult mai mult timp acasă din cauza restricțiilor de izolare. Traficul de internet a crescut în medie cu 30%, iar în unele provincii s-a dublat. Consumul diverselor servicii de rețea a crescut. Într-un anumit moment, băncile au început să resimtă o sarcină suplimentară serioasă, la care sistemele lor de stocare nu erau pregătite.
Este clar că 20 milioane IOPS nu sunt necesare tuturor acum. Dar ce va fi mâine? Sistemele noastre inteligente scot la lumină potențialul maxim al procesoarelor neuronale pentru a asigura compactitatea traficului, deduplicarea, optimizarea și recuperarea rapidă a datelor.
Rețeaua de bază
Anul 2020, așa cum am menționat în materialele anterioare, va fi anul rețelelor de bază pentru noi. Mulți clienți, în special furnizorii de servicii de aplicații (ASP) și băncile, se gândesc deja la modul în care aplicațiile lor vor funcționa din punct de vedere al conectivității cu centrele de date și între acestea. Aici intervine o nouă rețea de bază. De exemplu, cele mai mari bănci din China au trecut la sisteme de bază simplificate, care utilizează, pentru conexiunile între centrele de date, nu zeci de protocoale diferite, ci, să spunem, două – OSPF și SRv6. Totuși, organizația primește același set de servicii.
Resurse inteligente
Cum utilizăm datele? Până de curând, exista un sistem fragmentat de baze de date diverse: Microsoft SQL, MySQL, Oracle etc. Pentru a lucra cu acestea, erau folosite soluții din domeniul big data, capabile să îmbine aceste date, să le colecteze și să lucreze cu ele. Toate acestea creau o încărcătură mare asupra resurselor.
În același timp, lipsea un mecanism pentru efectuarea operațiunilor cu datele în urma unui anumit eveniment. Soluția a fost dezvoltarea principiilor de gestionare a ciclului de viață al datelor (DLM).
Toată lumea a auzit de data lakes. Odată cu tranziția de la managementul datelor la guvernarea datelor, "liturile digitale" au început să devină din ce în ce mai "inteligente". Acest lucru se datorează, în parte, soluțiilor Huawei. În materialele următoare, vom vorbi despre întreaga suită de tehnologii software pe care le-am folosit. Acum este important să menționăm că tocmai aplicarea gestionării inteligente a ciclului de viață al datelor ne-a permis să simplificăm utilizarea rețelei și serverelor noastre, precum și să învățăm să construim arhitecturi de-a lungul întregului proces pentru a înțelege mai bine principiile de lucru cu datele.
Infrastructura ingineriei centrului de date
Vom publica materiale separate dedicate infrastructurii ingineriei, dar în contextul subiectului de astăzi, dorim să menționăm modificările legate de conceptul HiDC.
O lungă perioadă de timp, utilizarea bateriilor litiu în sistemele de alimentare de urgență și rezervă (SUR) în centrele de date a fost interzisă din cauza riscurilor ridicate de incendiu. Orice deteriorare mecanică sau violare a integrității bateriei putea duce la aprinderea acesteia și la consecințe imprevizibile. Din acest motiv, SUR erau echipate cu baterii pe bază de acid, care erau învechite din punct de vedere moral, având o densitate de energie specifică scăzută și o masă mare.
În noile sisteme de alimentare de urgență și rezervă Huawei se utilizează acum acumulatori siguri pe bază de litiu-fier-fosfat (LFP) cu un management proactiv inteligent. Cu aceeași capacitate, aceștia ocupă de trei ori mai puțin volum comparativ cu bateriile pe bază de acid. Ciclu lor de viață este de 10-15 ani, ceea ce, printre altele, reduce impactul asupra mediului. Sistemul patentat de gestionare din ecosistemul SmartLi permite utilizarea sistemelor hibride, compuse din seturi de baterii de tip vechi și nou, iar sistemul de comutare permite realizarea de modificări „live” în structura SUR cu menținerea continuării funcției de rezervare.
Exploatare „inteligentă”
O parte importantă a principiilor de exploatare a infrastructurii HiDC este ideologia de auto-vindecare inteligentă. În dintre publicațiile noastre anterioare, am menționat platforma inteligentă O&M 1-3-5, care nu doar că poate detecta și analiza un eveniment nedorit în sistem, dar poate oferi administratorului mai multe opțiuni pentru o soluție complet automatizată a problemei.
Funcția de auto-analiză permite detectarea defecțiunilor într-un timp de aproximativ un minut. Trei minute sunt necesare pentru analiză, iar în termen de cinci minute sunt formulate propuneri pentru schimbarea stării sistemului.
Să presupunem că o eroare a operatorului a dus la formarea unui ciclu închis de procese care reduce performanța fermei de virtualizare de la 100% la 77%. Administratorul centrului de date primește un mesaj corespunzător pe tabloul său de bord, care conține o vizualizare completă a problemei, inclusiv schema rețelei resurselor afectate de procesul nedorit. Apoi, administratorul poate începe să rezolve situația manual sau poate folosi unul dintre cele câteva scenarii automate de recuperare propuse.
Sistemul cunoaște aproximativ 75 de scenarii care pot fi implementate în mai puțin de zece minute. Acestea acoperă 90% din problemele întâlnite în centrele de date. În acest timp, inginerul poate răspunde liniștit apelurilor clienților îngrijorați, fiind sigur că serviciul va fi restabilit în câteva momente.
Produse cheie noi în HiDC
Pe lângă produsele software, este important să menționăm soluțiile cheie care funcționează la nivel de infrastructură. În primul rând, trebuie menționate procesoarele neuronale utilizate în clusterele noastre AI din familia Atlas, precum și serverele bazate pe NPU și GPU.
De asemenea, nu putem să nu menționăm din nou Dorado și performanța sa record în clasa sa, suficientă pentru mulți ani. Acest lucru este deosebit de relevant în spațiul post-sovietic, unde, cu rare excepții, se consideră că actualizările sunt necesare doar atunci când ceva încetează complet să funcționeze. Acesta este motivul pentru care unele sisteme de stocare ajung să aibă o durată de viață de zece ani. O performanță imensă este necesară pentru Dorado pentru a asigura, chiar și după zece ani, un standard înalt în furnizarea serviciilor.
Inovații în fiecare element
Atunci când alegem soluții infrastructurale specifice, nu trebuie uitată arhitectura și scenariile sale de dezvoltare ulterioare. Produsele disparate de la diferiți producători nu garantează efectul sinergic dorit, care va fi asigurat de soluțiile deja optimizate pentru utilizare comună.
Infrastructura trebuie să fie bazată pe tehnologii corecte. „Corecte” înseamnă inclusiv deschise, care asigură o lățime de bandă mare și funcționează stabil sub sarcini mari. În contextul centrelor de date, de exemplu, este important un bun raport între consumul total de energie și sarcina IT. Pentru a atinge toate obiectivele enumerate, trebuie să alegem medii și componente. În condițiile moderne, acest lucru înseamnă, de asemenea, o utilizare din ce în ce mai largă a inteligenței artificiale.
Din observațiile noastre, printre clienții strategici ai Huawei, devine din ce în ce mai puțin frecvent să întâlnim cei care nu utilizează încă sisteme de învățare automată. Fără ML, pur și simplu nu se poate maximiza monetizarea datelor acumulate.
Sistemele de monetizare pot varia: pentru bănci — oferirea de produse noi, țintite, pentru operatorii de telecomunicații — furnizarea de servicii personalizate și asigurarea loialității, pentru clienții publici — gestionarea de calitate a ciclului de viață al datelor și un nivel ridicat de interacțiune cu alte organizații. Modelele de gestionare a datelor nu se mai reduc demult doar la configurarea unui firewall și la asigurarea vizibilității rețelei pentru bazele de date.
De la idee la un centru de date operațional
Construcția unui centru de date standard durează, în cel mai bun caz, între un an și un an și jumătate. Ciclu nostru de producție permite realizarea acestuia mult mai rapid datorită utilizării unui set de soluții sub denumirea comună FusionDC 2.0. Proiectarea, dezvoltarea designului de înalt nivel și asamblarea tuturor elementelor IT sunt realizate direct în fabrică. Într-un timp scurt, echipamentele sunt transportate din China în Rusia cu containere maritime. Ca urmare, crearea unui centru de date „la cheie” poate fi realizată în literal patru-cinci luni.
Ideea unui centru de date cloud prefabricat este interesantă și prin faptul că centrul de date poate fi dezvoltat în etape, adăugându-i blocurile funcționale necesare. Această abordare este înrădăcinată în însăși conceptul HiDC.
Pentru a nu transforma materialul de revizuire într-un datasheet, pentru informații suplimentare despre HiDC, vă propunem să mergeți . Acolo veți găsi descrieri și exemple de implementare a abordărilor, produselor și soluțiilor despre care am vorbit. Vor fi mai multe materiale cu cât mai mare este nivelul dumneavoastră de acces la site. Dacă ați primit statutul de „partener”, veți putea descărca foi de parcurs HiDC, prezentări tehnice, videoclipuri.
Să ne asumăm riscul că majoritatea celor care citesc acest articol au competențe de arhitecți de rețea. Cu siguranță le va fi interesant să viziteze . Acolo explicăm în detaliu cum să construiți o infrastructură de rețea conform regulilor Huawei Validated Design (HVD). Ghidurile disponibile pentru descărcare vă vor ajuta să înțelegeți pe deplin cum funcționează soluțiile companiei. Nu uitați doar că fără autorizare veți avea acces la mai puține materiale.
***
Webinariile numeroase, organizate nu doar în segmentul de limbă rusă, ci și la nivel internațional, vă vor ajuta să vă orientați. Pe acestea, împărtășim atât informații despre produsele noastre, cât și despre practicile noastre de afaceri. De exemplu, povestim cum Huawei, în condițiile întreruperii multor lanțuri de servicii, continuă să asigure livrări neîntrerupte ale produselor sale în diferite țări. Recent, de exemplu, a existat un caz în care echipamentul recent fabricat pentru un centru de date a ajuns la clientul din Moscova în doar trei săptămâni.
Lista webinariilor pentru aprilie este disponibilă .
Sursa: habr.com
