Гиперконвергентные приставки как альтернатива традиционной инфраструктуре дата-центров

О товарном предложении на рынке гиперконвергентных систем

Лев Левин

Сегодня многие организации для улучшения масштабируемости, автоматизации и динамичности своей корпоративной ИТ применяют интегрированные системы[1]. В этих системах тесно интегрированы основные технологии дата-центров (серверы, системы хранения и сетевое оборудование), что обеспечивает централизованное управление и расширяет возможности автоматизации операций ИТ. Как отмечают аналитики, за последние годы резко ускорилось проникновение интегрированных систем на корпоративный рынок, и их продажи уже исчисляются миллиардами долларов.

Объем и структура рынка

Рынок интегрированных систем динамично развивается, и одной из важных тенденций его развития за последние два года является рост популярности сектора гиперконвергированных систем (гиперконвергированных приставок). Как и обычные конвергированные системы, они упрощают ИТ-инфраструктуру и уменьшают затраты на ее администрирование, сокращают риски и улучшают эффективность использования ресурсов ИТ, но несколько отличаются по принципам построения. В частности, они используют кластерную архитектуру на базе горизонтально масштабируемых серверов стандартной архитектуры.

По оценкам компании IDC, в 2015 г. продажи гиперконвергированных систем (включая аппаратную часть и ПО) выросли на 116% по сравнению с предыдущим годом и превысили 800 млн долл. Это пока не очень много, но аналитики прогнозируют, что в 2014–2019 гг. среднегодовые темпы роста этого рынка составят около 60%, в результате к концу этого периода объем рынка составит почти 4 млрд долл. Таким образом, в ближайшие пять лет сектор гиперконвергированных систем будет развиваться быстрее, чем сектор конвергированных систем. В свою очередь компания Gartner прогнозирует, что к 2019 г. на долю гиперконвергированных систем будет приходиться более 35% продаж всех интегрированных систем. А по данным IDC, поставки гиперконвергированных систем в первом квартале текущего года составили 372 млн долл., что почти в полтора раза превышает аналогичный показатель 2105 г. Их доля на рынке интегрированных систем выросла и уже приближается к 15%.

В прошлогоднем Магическом квадранте Gartner по интегрированным системам к лидерам рынка были отнесены Cisco, EMC, HP, NetApp, Nutanix и Oracle, однако в этом исследовании пока нет отдельного рейтинга вендоров гиперконвергированных систем[2]. В августе нынешнего года другое известное аналитическое агентство Forrester Research опубликовало собственный рейтинг гиперконвергированных инфраструктур (Hyperconverged Infrastructure, HCI), в котором к лидерам рынка отнесены специализирующиеся на технологиях HCI молодые компании Nutanix, Simplivity и Pivot3, а среди сильных игроков (Strong Performers) оказались многие гранды рынка интегрированных систем - Cisco, EMC, HPE и Huawei.

В настоящее время гиперконвергированные системы поставляются в виде полностью готовой к работе приставки, либо в виде программного решения, которое развертывается на существующем или на новом серверном оборудовании. Последний вариант, который применяют Nutanix и другие молодые компании для продвижения своих технологий гиперконвергированных приставок через OEM-партнеров и системных интеграторов, основан на использовании таблицы совместимости с оборудованием, которую предоставляет разработчик ПО.

Принципы построения

Принципиальное отличие гиперконвергентных систем от конвергентных – это предоставление всех функций вычислений, хранения данных и сетевых сервисов с помощью серверов стандартной архитектуры, являющихся узлами кластера (обычно кластер гиперконвергентной системы в минимальной конфигурации содержит три или четыре узла), и отсутствие отдельного дискового массива. Каждый узел (сервер) передает кластеру все свои аппаратные ресурсы, которые с помощью виртуализации объединяются в пулы процессорной мощности, оперативной памяти и емкости. Эти пулы виртуализованных ресурсов обслуживают как серверные приложения (виртуальные машины, гипервизоры и приложения, развернутые в виртуализованной среде), так и приложения, связанные с хранением данных (управление данными, репликация, генерация мгновенных снимков и дедупликация).

В гиперконвергентных приставках вместо отдельного дискового массива используется программно-определяемая система хранения на основе внутренних дисков серверов, в которой организация хранения данных, управления ими и доступа к ним реализованы с помощью распределенной файловой системы либо объектного хранилища. Кроме того, гипервизор г гиперконвергентных приставок обеспечивает не только абстрагирование аппаратного уровня системы, но и одновременное выполнение разных приложений, управление ими и «контейнеризацию» приложений. Он также реализует базовые функции ПО системного администрирования, включая управление логическими томами, управлением хранением и сетевой виртуализации. В некоторых решениях (например, Hitachi HSP) для горизонтального масштабирования используется Ethernet-коммутатор, соединяющий узлы в единую систему.

Еще одна особенность гиперконвергентных систем – автоматическое обнаружение новых узлов и их добавление в конфигурацию кластера. Это существенно упрощает масштабирование системы и при использовании гипервизора для управления всей системой уменьшает нагрузку на системного администратора.

Для большинства гиперконвергентных приставок в качестве аппаратной платформы используется блок модульных серверов, в котором в корпусе высотой 2U устанавливается до четырех вычислительных модулей (узлов), либо стандартные одно- или двухюнитовые серверы. Примеры первого типа конструктива гиперконвергентных приставок – это EMC VxRail, HPE HPC250, Hitachi и UCP HC V240, а второго – приставки Dell и Lenovo на базе технологий Nutanix, HPE HPC380 и Cisco HyperFlex. Как уже говорилось выше, в качестве системы хранения гиперконвергентной приставки используются внутренние диски этих серверов. Помимо жестких дисков гиперконвергентные приставки часто оснащаются твердотельными дисками, которые функционируют как высокоскоростная кэш-память подсистемы хранения вычислительного узла и обеспечивают минимальное время задержки при обращении к данным из других узлов гиперконвергентной системы. В нынешнем году благодаря быстрому снижению цен на рынок вышли приставки, в которых используются только твердотельные накопители.

Для многих гиперконвергентных приставок производители указывают максимальное число поддерживаемых виртуальных машин, однако на практике этот показатель сильно зависит от потребностей в ресурсах конкретной виртуальной машины и выполняемого на ней приложения, поэтому мы не стали включать его в таблицу сравнительных характеристик.

Наиболее популярный гипервизор, применяемый в гиперконвергентных приставках, - это, разумеется, vSphere ESXi компании VMware, которая сейчас доминирует на рынке серверной виртуализации. Ряд приставок, например, HPE HC250 и приставки Dell и Lenovo на базе Nutanix, поддерживают гипервизор Microsoft Hyper-V, а открытый гипервизор KVM применяется в Hitachi HSP 400. Кроме того, следует отметить, что на базе KVM компания Nutanix разработала собственный гипервизор, который используется в приставках ее OEM-партнеров.

На современном этапе развития гиперконвергентные системы востребованы в основном в малом и среднем бизнесе, а также в филиалах крупных предприятий. Один из самых популярных вариантов применения этих решений – проекты по внедрению инфраструктуры виртуальных десктопов (VDI). Преимуществом многих гиперконвергентных систем при использовании для задач VDI является встроенная во многие решения этого класса дедупликация. Поскольку образы виртуальных десктопов содержат много идентичных наборов данных, применение дедупликации обеспечивает существенное сокращение потребности в дисковой емкости для VDI.

Кроме того, гиперконвергированные системы упрощают построение виртуализованных дата-центров, позволяя отказаться от сложной процедуры настройки и администрирования традиционных дисковых массивов SAN и внедрить управление всей инфраструктурой дата-центра на базе гипервизора. Также гиперконвергированные системы очень эффективны в ситуациях, когда нужно в сжатые сроки подготовить ИТ-инфраструктуру для обслуживания приложений либо у заказчика нет высококвалифицированных ИТ-специалистов, способных успешно решить эту задачу. Еще один сценарий применения гиперконвергированных систем – использование их в качестве виртуализованной платформы для разработки и тестирования новых приложений.

По-видимому, по мере совершенствования масштабируемости и отказоустойчивости гиперконвергентных систем расширится круг приложений, которые они обслуживают, и они будут чаще применяться в ИТ-инфраструктуре крупных организаций, например, для построения кластеров высокой готовности, обслуживающих бизнес-критичные приложения.

Вендоры и продукты

До 2014 г. большинство представленных на рынке гиперконвергентных систем были продуктами стартапов, однако интерес к этому классу интегрированных систем резко вырос два года назад, когда крупнейший поставщик технологий серверной виртуализации компания VMware представила пакет программ EVO:Rail для построения гиперконвергентных приставок. После анонса EVO:Rail многие ведущие серверные вендоры представили четырехузловые приставки на основе EVO:Rail, однако уже к концу следующего года большинство из этих продуктов были сняты с производства. По-видимому, причиной неудачи EVO:Rail были как высокие цены на этот пакет, так и ограниченные возможности по созданию программно-определяемых хранилищ, которые в нем были реализованы с помощью предыдущей версии ПО Virtual SAN (vSAN).

VMware учла неудачный опыт EVO:Rail и в начале текущего года совместно c EMC разработала гиперконвергентные приставки VxRail, использующие новую версию vSAN 6.2. В корпусе приставки высотой 2U размещены четыре вычислительных узла и внутренние диски (VxRail поставляется как в полностью твердотельной, так и в гибридной конфигурации). В последней версии vSAN 6.2 реализованы функции дедупликации и сжатия данных, экономящие дисковое пространство. Для резервного копирования виртуальных машин приставка может использовать пакеты EMC RecoverPoint и VMware vSphere Data Protection. По сравнению с EVO:Rail в состав приставки EMC к гипервизору vCloud, виртуализатору хранения vSAN и консоли управления виртуальными машинами vCenter добавлена разработанная VMware новая утилита VxRail Manager для управления и мониторинга инфраструктуры приставки. Для масштабирования вычислительной мощности и емкости системы VxRail можно объединять в кластер до 16 приставок.

Еще до завершения слияния с EMC эти приставки были включены в продуктовый портфель Dell и в будущем, скорей всего, в VxRail будут использоваться серверные модули производства Dell (сейчас аппаратной платформой VxRail являются серверы тайваньского ODM-производителя Quanta).

Таблица. Основные гиперконвергентные приставки на российском рынке

Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.