Efter att ha tagit ett fågelperspektiv av alla moderna Huawei Enterprise-lösningar som presenterades 2020, går vi vidare till mer fokuserade och detaljerade berättelser om individuella idéer och produkter som kan ligga till grund för den digitala transformationen av både stora företag och statliga myndigheter. Idag pratar vi om koncepten och teknologierna Huawei föreslår för att bygga datacenter på.
I den uppkopplade världens era kräver utmaningar för datalagring och bearbetning nya tillvägagångssätt i alla skeden av datacentrets livscykel. De måste samtidigt bli enklare och smartare för att klara av sin roll som centrala delar av den globala digitala ekonomins infrastruktur.
År 2018 lagrade mänskligheten 33 zettabyte information, men år 2025 borde dess totala volym öka mer än fem gånger. Tre decennier av erfarenhet av utveckling av IKT-infrastrukturer har gjort det möjligt för Huawei att vara väl förberedd för den växande "datatsunamin" och att erbjuda sina partners och kunder konceptet med ett intelligent datacenter, inklusive alla stadier av dess konstruktion, drift och underhåll. Delar av detta koncept förenas under det allmänna namnet HiDC.
Digitalisera det
Det finns ett nytt skämt som svävar runt på Internet: vem påskyndade den digitala transformationen av ditt företag mest - VD, CTO, styrelse? Coronavirus-epidemi! Bara den lata genomför inte webbseminarier, skriver inte artiklar, berättar inte för folk hur och vad de ska göra. Men dessa är alla reaktiva handlingar. Vissa förberedda i förväg.
Inte för skrytets skull – av objektiva skäl kommer vi att använda vårt företag som exempel, där digital transformation initierades i stor skala för flera år sedan. För närvarande kan vi flytta nästan alla våra anställda till att arbeta hemifrån utan någon förlust av effektivitet. Historien om ett sjukhus byggt i staden Wuhan på tio dagar är vägledande. Där tog den digitala transformationen sig uttryck i att alla IT-system togs i bruk på tre dagar. Så digital transformation handlar inte om "när" och "varför", utan om "hur".
Arkitektoniskt förhållningssätt istället för spontan utveckling
Vilka är de största problemen som möter oss när vi börjar bygga ett visst system? Hittills arbetar alla våra kunder med att kombinera affärsuppgifter med applikationstjänster och IT-lösningar. Det är ganska svårt att få en allmän uppfattning om hur ett sådant komplex fungerar om det skapades helt enkelt genom att lägga till olika block. Och för att bygga ett system som en enda organism krävs först ett arkitektoniskt tillvägagångssätt. Detta är vad vi förkroppsligade i ideologin för vår HiDC-lösning.
Högsta värde och lägsta kostnad
Hela HiDC-strukturen består av två huvudskivor. Den första är vad du är van att se från Huawei – klassisk infrastruktur. Elementen i den andra delen kombineras enklast med termen "intelligent data."
Varför är detta nödvändigt? Nuförtiden samlar många företag på sig kolossala mängder information, ofta spridd eller tillgänglig genom olika typer av "packningar". Ja, ta åtminstone vanliga databaser. Fråga dina databasadministratörer hur dessa databaser passar ihop och hur man använder information från dem i BI-system för att fatta affärsbeslut. Överraskande nog är databaser ofta väldigt löst kopplade till varandra och fungerar som separata "öar". Därför tänkte vi först och främst på vilka arkitektoniska tillvägagångssätt som skulle kunna eliminera detta problem.
HiDC Architecture Design Principer
Låt oss titta på de grundläggande principerna för HiDC-design. Detta kommer i första hand inte att vara användbart för specialister inom något speciellt område, utan för lösningsarkitekter som kan ta in hela panoramat.
De vanligaste är det konvergerade nätverksblocket och datahanteringsblocket. Och här kommer ett koncept som lösningsarkitekter sällan tänker på: datalivscykelhantering. Från klassiska databaser har den migrerat till många andra system, inklusive moln och edge computing.
Edge computing blir allt vanligare. Det mest uppenbara exemplet på deras användning är en bil med autopilot, som det är tillrådligt att styra från en enda plattform. Dessutom finns det en trend mot "grön" teknik - mer energieffektiv och orsakar minimal skada på miljön. Du kan uppnå båda genom att byta till intellektuella resurser (mer om dem senare).
Det är bra att ha alla sex block i HiDC-strukturen till vårt förfogande. Det är sant att kunder ofta arbetar i en tidigare skapad miljö. Men att använda bara ett block från diagrammet ovan kan bära frukt. Och om du lägger till en andra, tredje och så vidare, kommer en synergistisk effekt att börja dyka upp. Enbart kombinationen av nätverk och distribuerad lagring kommer att ge högre prestanda och lägre latens. Blockmetoden tillåter oss att utvecklas inte kaotiskt, som ofta händer i branschen, utan med ett integrerat arkitektoniskt tillvägagångssätt. Jo, öppenheten i själva blocken ger frihet att välja den optimala lösningen.
Tiden för konvergerade nätverk
Nyligen, på de globala och ryska marknaderna, har vi i allt högre grad främjat konceptet med konvergenta nätverk. Redan idag använder våra kunder konvergerade lösningar baserade på RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet v2) för att bygga distribuerade mjukvarudefinierade lagringssystem. Den största fördelen med detta tillvägagångssätt är dess öppenhet och frånvaron av behovet av att skapa ett obestämt antal olika nätverk.
Varför gjordes inte detta tidigare? Kom ihåg att Ethernet-standarden utvecklades 1969. Under ett halvt sekel har det samlat på sig många problem, men Huawei har lärt sig att lösa dem. Nu, tack vare ett antal ytterligare steg, kan vi använda Ethernet för verksamhetskritiska applikationer, högbelastningslösningar etc.
Från DCN till DCI
Nästa viktiga trend är den synergistiska effekten från implementeringen av DCI (Data Center Interconnect). I Ryssland, till skillnad från Kina, kan något liknande bara hittas hos telekomoperatörer. När kunder överväger nätverkslösningar för datacentret, ägnar de vanligtvis inte tillräcklig uppmärksamhet åt den djupa integrationen av optiska nätverk och klassiska IP-lösningar inom en enda närvaroplats. De använder välbekanta lösningar som fungerar på IP-lagret, vilket räcker för dem.
Vad är DCI till för då? Föreställ dig att DWDM-nodadministratören och nätverksadministratören agerar oberoende. Vid någon tidpunkt kan ett misslyckande i någon av dem allvarligt minska din motståndskraft. Och om vi använder principen om synergi, utförs IP-routing med hänsyn till vad som händer på det optiska nätverket. Användningen av en sådan intelligent tjänst ökar avsevärt antalet nio i tillgänglighetsnivån för hela systemet.
En annan allvarlig fördel med vår DCI är dess stora prestandamarginal. Genom att summera kapaciteten hos C- och L-serierna kan du få cirka 220 lambda. En sådan reserv kommer sannolikt inte att förbrukas snabbt även av en stor företagskund, med tanke på att vår nuvarande lösning tillåter att upp till 400 Gbit/s överförs genom varje lambda. I framtiden kommer det att vara möjligt att uppnå 800 Gbit/s på samma utrustning.
Ytterligare bekvämlighet tillhandahålls av den övergripande hanterbarheten som vi tillhandahåller genom klassiskt öppna gränssnitt. NETCONF hanterar inte bara switchar, utan också optiska multiplexenheter, vilket gör att du kan uppnå konvergens på alla nivåer och uppfatta systemet som en intellektuell resurs, och inte en "uppsättning av lådor."
Edge computing blir allt viktigare
Många har hört talas om Edge Computing. Och de som är involverade i moln och klassiska datacenter bör komma ihåg att vi nyligen har sett en allvarlig förändring mot edge computing.
Vad orsakar detta? Låt oss titta på vanliga implementeringsmodeller. Numera pratas det mycket om ”smarta städer”, ”smarta hus” etc. Detta koncept gör att byggherren kan skapa mervärde och höja priset på fastigheten. Ett "smart hem" identifierar sin invånare, släpper in och ut honom och förser honom med vissa tjänster. Enligt statistiken lägger sådana tjänster till cirka 10–15 % till priset på lägenheter och kan i allmänhet stimulera utvecklingen av nya affärsmodeller. Det har också redan sagts om autopilotkoncept. Snart kommer utvecklingen av 5G- och Wi-Fi 6-tekniker att ge extremt låg latens för dataöverföring mellan smarta hem, bilar och det huvudsakliga datacentret som utför edge computing. Det innebär att det blir möjligt att utföra ett mycket större antal operationer relaterade till seriös databehandling. För att lösa sådana problem, i synnerhet, är det möjligt att använda neurala processorer som redan levereras till Ryssland.
Löftet om den nyss beskrivna trenden är obestridligt. Låt oss till exempel föreställa oss ett intelligent stadstransportsystem som kan byta trafikljus, reglera trafikbelastningen på specifika gator eller till och med vidta lämpliga åtgärder i nödsituationer.
Låt oss nu vända oss till de resurser med vilka vi tillhandahåller implementeringen av HiDC-konceptet.
computing
När vi behöver implementera ett standardberäkningssystem används naturligtvis processorer med x86-arkitektur i det. Men så fort behovet av anpassning uppstår är det dags att tänka på fler olika lösningar.
Till exempel är ARM-processorer, på grund av sitt stora antal kärnor, utmärkta för mycket parallella applikationer. Multithreading ger en prestandavinst på cirka 30 %.
När låg latens är kritisk kommer fältprogrammerbara logiska integrerade kretsar (FPGA) i förgrunden.
Neurala processorer behövs i första hand när man löser problem med maskininlärning. Om vi för en specifik implementering behöver 16 rack med 8 servrar vardera, fyllda med neurala processorer, så skulle en lösning på samma nivå baserad på x86-arkitektur kräva (!) cirka 128 rack. Som du kan se gör det stora utbudet av beräkningstyper det nödvändigt att noggrant välja hårdvaruplattformar.
Datalagring
Huawei har för andra året nu uppmanat partners, kunder och branschkollegor att bygga datalagringssystem i enlighet med Flash Only-principen. Och de flesta av våra kunder använder mekaniska spindeldrivningar endast i äldre lösningar eller för sällan använda arkivdata.
Flash-system utvecklas också. Storage Class Memory (SCM)-system som Intel Optane dyker upp på marknaden. Kinesiska och japanska tillverkare visar en intressant utveckling. För närvarande är SCM överlägsen alla andra lösningar när det gäller bearbetningsklass. Hittills är det bara den höga kostnaden som inte tillåter dem att användas överallt.
Samtidigt ser vi att kvaliteten på lagringssystem behöver förbättras inte bara på den konventionella backend, utan även på frontend. Nu, de facto, i nya implementeringar erbjuder och använder vi som regel direkt minnesåtkomstmekanismer över Ethernet, men vi ser kundförfrågningar och därför kommer vi mot slutet av året att börja använda NVMe över Fabrics oftare. Dessutom, från slut till ände, för att tillhandahålla en gemensam arkitektur, som naturligtvis måste vara högpresterande och motståndskraftig mot styrenhetsfel.
OceanStor Dorado lagringssystem är en av våra flaggskeppsprodukter. Interna tester har visat att den ger prestanda på 20 miljoner IOPS, och bibehåller funktionaliteten när sju av åtta styrenheter misslyckas.
Varför så mycket kraft? Låt oss titta på den nuvarande situationen. Sedan flera månader tillbaka har kinesiska invånare tillbringat betydligt mer tid hemma på grund av nedstängningen. Internettrafiken ökade vid denna tid i genomsnitt med 30 %, och i vissa provinser fördubblades till och med. Konsumtionen av en mängd olika nättjänster har ökat. Och vid någon tidpunkt började samma banker uppleva en allvarlig extra belastning, för vilken deras lagringssystem inte var redo.
Det är klart att alla inte behöver 20 miljoner IOPS nu. Men vad händer imorgon? Våra intelligenta system maximerar den fulla potentialen hos neurala processorer för att säkerställa trafikkompakthet, deduplicering, optimering och snabb dataåterställning.
Stamnät
2020, som vi nämnde i föregående artikel, kommer att vara kärnnätverkens år för oss. Många kunder, särskilt applikationstjänsteleverantörer (ASP) och banker, funderar redan på hur deras applikationer kommer att fungera specifikt när det gäller kommunikation till och mellan datacenter. Det är här ett nytt ryggradsnätverk kommer till vår hjälp. Som ett exempel, låt oss ta de största kinesiska bankerna som har gått över till förenklade stamnätssystem som inte använder ett dussin olika protokoll för kommunikation mellan datacenter, utan relativt sett ett par - OSPF och SRv6. Dessutom får organisationen samma uppsättning tjänster.
Intellektuella resurser
Hur använder man data? Tills nyligen fanns det ett fragmenterat system av heterogena databaser: Microsoft SQL, MySQL, Oracle, etc. För att arbeta med dem användes lösningar från big data-området, som kunde kombinera denna data, ta den, arbeta med den. Allt detta skapade en hög resursbelastning.
Samtidigt fanns det ingen mekanism för att utföra operationer med data vid uppkomsten av någon händelse. Lösningen var utvecklingen av principer för datalivscykelhantering (DLM).
Alla har hört talas om datasjöar. Med övergången från datahantering till datastyrning började "digitala sjöar" snabbt bli smartare. Inklusive tack vare Huaweis lösningar. I följande material kommer vi definitivt att prata om hela stapeln av mjukvarutekniker vi använde. Nu är det viktigt att notera att det var användningen av smart datalivscykelhantering som gjorde att vi kunde förenkla användningen av vårt nätverk och servrar, samt lära oss att bygga end-to-end-arkitekturer för att bättre förstå principerna för att arbeta med data .
Infrastruktur för datacenterteknik
Vi kommer att publicera separata material dedikerade till teknisk infrastruktur, men i samband med dagens ämne skulle vi vilja nämna de förändringar som är relaterade till HiDC-konceptet.
Under lång tid var användningen av litiumbatterier i nöd- och reservkraftsystem (ESP) i datacenter förbjuden på grund av deras höga brandrisk. Alla mekaniska skador eller kränkningar av batteriets integritet kan leda till dess brand och oförutsägbara konsekvenser. I detta avseende var PSA utrustad med föråldrade syrabatterier, som hade en låg specifik laddningstäthet och en stor massa.
Huaweis nya nöd- och reservkraftsystem använder säkra litiumjärnfosfatbatterier (LFP) med intelligent proaktiv hantering. Med samma kapacitet upptar de tre gånger mindre volym jämfört med syrabatterier. Deras livscykel är 10–15 år, vilket bland annat minskar den belastning de skapar på miljön. Det patenterade kontrollsystemet i SmartLi-ekosystemet tillåter användning av hybridsystem som består av gamla och nya batterier, och växlingssystemet möjliggör "heta" ändringar av PSA-strukturen samtidigt som redundansfunktionen bibehålls.
Smart drift
En viktig del av principerna för driften av HiDC-infrastrukturen är ideologin om smart självläkning. I Från våra tidigare publikationer nämnde vi den intelligenta plattformen O&M 1-3-5, som inte bara kan upptäcka och analysera en oönskad händelse i systemet, utan också erbjuder administratören flera alternativ för en helautomatisk lösning på problemet.
Självanalysfunktionen låter dig upptäcka problem på ungefär en minut. Tre minuter ägnas åt analys och inom fem minuter bildas förslag för att förändra systemets tillstånd.
Låt oss säga att något operatörsfel ledde till bildandet av en sluten slinga av processer, vilket minskade virtualiseringsfarmens prestanda från 100 till 77%. Datacenteradministratören får ett motsvarande meddelande på sin instrumentpanel, som innehåller en fullständig visualisering av problemet, inklusive ett nätverksdiagram över de resurser som påverkas av den oönskade processen. Därefter kan administratören fortsätta att korrigera situationen manuellt eller använda ett av flera automatiska återställningsscenarier som erbjuds honom.
Systemet känner till cirka 75 sådana scenarier som kan implementeras på mindre än tio minuter och täcker dessutom 90 % av de problem som uppstår i datacenter. Vid denna tidpunkt kan ingenjören lugnt svara på samtal från oroliga kunder, säker på att tjänsten kommer att återställas vilken minut som helst.
Nya nyckelprodukter i HiDC
Förutom mjukvaruprodukter bör detta inkludera nyckellösningar som fungerar på infrastrukturnivå. Först och främst måste vi nämna de neurala processorer som används i vår Atlas-familj av AI-kluster, såväl som NPU- och GPU-baserade servrar.
Dessutom kan vi inte låta bli att återigen nämna Dorado och dess klassledande prestanda, som kommer att hålla i många år framöver. Detta gäller särskilt i det postsovjetiska rymden, där det, med sällsynta undantag, är vanligt att uppdatera något först när det helt slutar fungera. Detta förklarar livslängden för individuella lagringssystem, som når tio år. Enorma produktivitet är nödvändig för att Dorado ska kunna säkerställa högkvalitativ serviceleverans om tio år.
Innovation i alla delar
När vi väljer specifika infrastrukturlösningar får vi inte glömma arkitekturen och scenarierna för dess vidareutveckling. Olika produkter från olika tillverkare garanterar inte den förväntade synergistiska effekten som lösningar som redan är optimerade för gemensam användning kommer att ge.
Infrastrukturen ska bygga på rätt teknik. "Korrekta" inkluderar öppna, som ger hög genomströmning och fungerar stabilt under hög belastning. För datacenter är till exempel ett bra förhållande mellan total energiförbrukning och IT-belastning viktigt. För att uppnå alla ovanstående mål måste du välja miljö och komponenter. I moderna förhållanden innebär detta också en allt mer utbredd användning av artificiell intelligens.
Enligt våra observationer finns det färre och färre bland Huaweis strategiska kunder som fortfarande inte använder maskininlärningssystem. Utan ML är det helt enkelt omöjligt att tjäna pengar på den ackumulerade datan så mycket som möjligt.
Systemet för intäktsgenerering kan vara annorlunda: för banker - erbjuder nya riktade produkter, för telekomoperatörer - tillhandahåller individuella tjänster och säkerställer lojalitet, för statliga kunder - högkvalitativ datalivscykelhantering och en hög nivå av interaktion med andra organisationer. När allt kommer omkring har datahanteringsmodeller länge gått längre än att sätta upp en brandvägg och säkerställa nätverkssynlighet för sina databaser.
Från idé till drift av datacenter
Byggandet av ett standarddatacenter tar i bästa fall från ett år till ett och ett halvt år. Vår produktionscykel gör att vi kan göra detta mycket snabbare tack vare användningen av en grupp lösningar förenade under det gemensamma namnet FusionDC 2.0. Design, utveckling av design på hög nivå, montering av alla delar av IT-belastningen utförs direkt på anläggningen. På kort tid levereras utrustning med sjöcontainrar från Kina till Ryssland. Som ett resultat kan skapandet av ett nyckelfärdigt datacenter uppnås på bokstavligen fyra till fem månader.
Idén med ett prefabricerat molndatacenter är också intressant eftersom ett datacenter kan utvecklas i etapper och lägga till de nödvändiga funktionella blocken till det. Detta tillvägagångssätt är inbäddat i själva HiDC-konceptet.
För att inte förvandla recensionsmaterialet till ett datablad föreslår vi att du går till för ytterligare information om HiDC . Där hittar du en beskrivning och exempel på implementering av de tillvägagångssätt, produkter och lösningar som vi pratade om. Ju högre åtkomstnivå du har till webbplatsen, desto mer material kommer det att finnas. Om du tilldelas statusen "partner", kommer du att kunna ladda ner HiDC-färdplaner, tekniska presentationer, videor.
Vi skulle våga anta att majoriteten av de som läser den här artikeln har kompetensen hos nätverksarkitekter. De kommer säkert att vara intresserade av att besöka vår . Där pratar vi i detalj om hur man bygger en nätverksinfrastruktur enligt reglerna för Huawei Validated Design (HVD). Riktlinjer som är tillgängliga för nedladdning hjälper dig att grundligt förstå hur företagets lösningar fungerar. Kom bara ihåg att utan tillstånd kommer mindre material att vara tillgängligt för dig.
***
Många webbseminarier som genomförs inte bara i det ryskspråkiga segmentet, utan också på internationell nivå kommer också att hjälpa dig att navigera. På dem delar vi både information om våra produkter och vår affärspraxis. Vi pratar också om hur Huawei, trots störningarna av många tjänstekedjor, fortsätter att säkerställa kontinuerlig leverans av sina produkter till olika länder. Nyligen inträffade till exempel ett fall när nyproducerad utrustning för ett datacenter nådde en Moskva-kund på bara tre veckor.
Listan över webbseminarier för april är tillgänglig .
Källa: will.com