Переход на гиперконвергентную инфраструктуру может помочь быстро перейти на качественно новый уровень организации ИТ-инфраструктуры корпоративного ЦОДа. Но у этого процесса есть свои подводные камни, о которых пойдет речь.

На первый взгляд переход на гиперконвергентную инфраструктуру (Hyper-Converged Infrastructure, HCI) не сулит серьезных проблем, а процесс видится вполне гладким. Достаточно собрать вместе имеющиеся ресурсы — вычислительные мощности, сетевую обвязку и СХД, затем выстроить из них единый виртуализованный «комплекс» и в результате появится основа будущей HCI-инфраструктуры, которую можно улучшать и масштабировать. Выстроенная программная надстройка позволит в будущем легко совершать любые операции: развертывать новые ноды и управлять ими, масштабировать существующие ресурсы, контролировать их производительность.

Однако реальность преподносит свои неожиданные повороты. Здесь будут рассмотрены некоторые из подводных камней, с которыми может столкнуться компания при строительстве HCI.

При подготовке статьи были использованы рекомендации бывшего аналитика Gartner и IDC Рене Миллмана, опубликованные на портале TechTarget, а также материалы отчета 2015 State of Hyperconverged Infrastructure Market Report.

Переход на HCI-инфраструктуру

Опираясь на свои прикладные задачи, руководители компаний принимают решение о переходе на новую архитектуру чаще всего для устранения существующих проблем, выражающихся в первую очередь в виде значительных затрат на текущую эксплуатацию ЦОДа.

Несколько лет назад агентство ActualTech Media провели исследование, опросив технических специалистов и руководителей ИТ-подразделений более 500 европейских и американских компаний. Их интересовали причины, которые служили драйвером для перехода на HCI. В итоге были получены следующие результаты.

Главными причинами для перехода на HCI были названы стремление повысить эффективность работы ИТ-службы (20%), снизить текущие затраты (17%), провести модернизацию оборудования (12%) и обеспечить консолидацию используемых ресурсов ЦОДа (12%). Важное значение играют также следующие факторы: создание виртуализованных рабочих мест (7%), подготовка ИТ-инфраструктуры к масштабированному росту (6%), развитие подсистемы резервного копирования/восстановления данных (6%).

Причины отказа от выбора HCI-инфраструктуры

Несмотря на преимущества HCI, респонденты отмечали также и ряд причин, которые останавливали потенциальных заказчиков от рассмотрения проектов по переходу на HCI.

Главной причиной называлось то, что существующее у заказчика решение и так выполняло все возложенные на него задачи (14%). Вторым аргументом против выбора HCI стало то, что компания недавно уже провела модернизацию своей инфраструктуры, поэтому ей не требовалось обновление (13%). Третья причина — отсутствие прямой необходимости в переходе на HCI или отсутствие соответствующих бизнес-задач, для поддержки которых требовалось применение именно этой архитектуры (11%).

Упоминаются также и другие причины: недостаток времени или ресурсов для проведения первичной оценки целесообразности перехода на HCI (10%), опасность попасть под влияние отдельного вендора (8%), отсутствие достоверных подтверждений соответствия HCI требованиям промышленного уровня (8%), высокие затраты на внедрение (7%) и др.

Кадры решают все

Эффективность внедрения HCI, несмотря на гибкость архитектуры и широкие возможности по автоматизации, зависит от уровня подготовки персонала, занятого в обслуживании ЦОДа.

Поэтому следует сразу учесть, что при работе с инфраструктурой, выстроенной по традиционной технологии, каждый сотрудник занят обслуживанием определенного сегмента ЦОДа — вычисления, СХД, сеть. С внедрением HCI эти элементы будут взаимосвязаны.

При HCI возникает потребность в специалистах широкого профиля взамен профильной специализации сотрудников. Они должны хорошо разбираться в работе всех элементов HCI-инфраструктуры, должны грамотно решать задачи, связанные с балансировкой нагрузки, контролем коммуникационной системы, устранением неполадок в работе сетевой инфраструктуры и системы хранения и пр. Найти таких специалистов с широким профилем компетенций значительно сложней.

Не забывать о процессорной загрузке

В HCI-архитектуре все элементы инфраструктуры объединяются под единым управлением. Кажется очевидным, но «по привычке» иногда забывают учесть, что каждый элемент инфраструктуры теперь «живет» не сам по себе, а требует для себя определенной доли вычислительной мощности.

В наибольшей степени это проявляется на работе системы хранения. При традиционной архитектуре СХД развертываются как самостоятельные блоки отдельно от серверов, поэтому вопрос о выделении им квот вычислительной мощности отсутствует. При HCI необходимо учитывать потребности квотирования. Если расчет был неверным, то потребуется незапланированное подключение вычислительных нодов, что повысит стоимость эксплуатации.

Повышенные требования к вычислительной мощности со стороны СХД обычно связаны с особенностями прикладных задач. Например, это ярко выражено при обработке больших данных или поддержке систем искусственного интеллекта. Когда приложения этого типа требуют масштабирования или растет объем накопленных данных, то рост потребностей в вычислительных ресурсах носит не линейный, а экспоненциальный характер.

В некоторых случаях решение проблемы удается найти за счет разделения нодов на предназначенные только для вычислительных операций и выделенные для обслуживания системы хранения.

Необходимо учитывать внутрисетевой трафик

Поддержка сетевых коммуникаций и интенсивный внутрисетевой обмен данными также требуют свою долю в вычислительной мощности. Ее дефицит приводит к нарастанию задержек.

Наиболее ярко этот эффект можно наблюдать, например, при развертывании HCI-инфраструктуры в нескольких высокопроизводительных кластерах. Другой пример — поддержка приложений, где необходимо обеспечить высокую производительность подсистемы ввода-вывода данных при интенсивном сетевом обмене с системой хранения.

Трудности могут проявиться, например, при сертификации ЦОДов с HCI-архитектурой под требования Tier 1 по производительности. Нарастающие задержки могут появляться, когда при наращивании прикладной вычислительной загрузки на нодах система управления начинает ограничивать рост производительности системы ввода-вывода, не выделяя ей необходимые вычислительные мощности.

Подобные трудности могут быть успешно преодолены за счет правильного выбора мест для размещения данных внутри кластера, а также за счет равномерного распределения данных по всем нодам. В этом случае удается избежать локально возникающего дефицита вычислительных мощностей, выделяемых для поддержки операций ввода-вывода, что в свою очередь препятствует нарастанию задержек до проблемного уровня.

Лучше заранее, чем потом

Тщательное планирование перехода на HCI-архитектуру позволяет заранее оценить масштабы будущего роста загрузки инфраструктуры и применять спрогнозированные оценки при расчете будущей системы еще до начала ее развертывания. Главное, на что стоит непременно обратить внимание — нельзя слепо переносить данные о текущем уровне процессорной загрузки на будущую систему.

Сложность прогноза состоит в том, что, по мнению экспертов, важно оценить не только нынешние потребности, но и учесть рост вычислительной нагрузки на ближайшие несколько лет (как правило, три-четыре года). Достоверный прогноз поможет правильно спланировать ресурсы выстраиваемой HCI-инфраструктуры и избежать непредвиденных проблем при ее эксплуатации.

Какое HCI-решение лучше: аппаратное и программное?

Многие рассматривают переход на HCI-архитектуру прежде всего как приобретение нового оборудования. Очевидно, что выбор аппаратного HCI-решения значительно упрощает задачу развертывания новой инфраструктуры. Этот выбор будет оптимальным, если необходимо быстро внедрить новое технологическое решение.

Однако выбор HCI в виде программного решения дает заказчику дополнительный бонус — высокую гибкость. Оно не связывает заказчика с выбором конкретного вендора, позволяет легко переходить на продукты от других поставщиков, не задумываясь о рисках потери управляемости. Однако самостоятельное развертывание программной HCI-инфраструктуры, конечно, будет более трудоемким, чем аппаратного решения.

Не попасть в зависимость от вендора

Покупка оборудования и программ от одного поставщика освобождает от множества проблем, связанных с обеспечением совместимости. Но моновендорная зависимость имеет и обратную сторону: она может серьезно усложнить внедрение в будущем инновационных решений от других поставщиков.

Моновендорная зависимость может проявиться в первую очередь на программной поддержке системы хранения. Чаще всего это будет выбор в пользу проприетарного программного продукта, поэтому риск попадания в зависимость от вендора достаточно велика. В этом случае чаще всего рекомендуют выбирать продукты на открытом коде. Это — хорошее решение, но немало заказчиков опасаются столкнуться с трудностями, связанными с техподдержкой подобных решений. Поскольку выбор HCI обусловлен прежде всего стремлением к упрощению ИТ-инфраструктуры при ее эксплуатации, выбор в пользу Open Source дается непросто.

Новый вендор — новые проблемы

Внедряя HCI-архитектуру, заказчик стремится к консолидации своих корпоративных ресурсов. Но переход на HCI может быть связан также и с появлением нового поставщика.

Известно, что основные трудности при обслуживании любого ЦОДа связаны с тем, что приходится иметь дело в большим числом вендоров. У каждого OEM-производителя есть собственное понимание процедуры поддержки продуктов, гарантийного покрытия, свой набор дополнительных условий, о которых CIO должен помнить постоянно. Это непросто.

Поэтому переход на HCI должен быть оценен и с точки зрения появления новых поставщиков, с которыми придется активно работать при дальнейшем техобслуживании новой инфраструктуры.

Программное управление повсюду

Выход на рынок новых HCI-решений совпал с процессом оптимизации работы сетей и их управления, связанных прежде всего со строительством программно-определяемых сетей (SDN).

Благодаря внедрению простых методов управления на уровне шаблонов, автоматизации и оркестровки сетей, удается значительно снижать затраты на их обслуживание. Применение открытых API-интерфейсов и шаблонов для управления инфраструктурой позволяет гибко управлять сетевой конфигурацией.

Сочетание SDN и HCI позволяет по-новому взглянуть на будущее развитие ИТ-инфраструктуры в целом.

Что есть кроме HCI

Необходимо помнить, что выбор перехода на HCI является далеко не единственным способом для модернизации ИТ-инфраструктуры. На рынке имеются и другие решения.

Можно рассмотреть, например, конвергентную инфраструктуру — предшественника HCI. Ее основной упор сделан на применение аппаратных средств. ЦОД выстраивается по программно-определяемому типу, что позволяет гибко адаптировать имеющиеся ресурсы под имеющееся оборудование.

Другой вариант — переход на компонуемую инфраструктуру. Особенность этой архитектуры состоит в том, что в ней происходит абстрагирование используемых вычислительных и сетевых ресурсов, системы хранения от их физической реализации. Компонуемая инфраструктура делает ресурсы ЦОДа доступными в виде облачных услуг, становясь основой для построения частных и гибридных облачных решений.