Что такое гиперконвергентная инфраструктура (HCI)?

Гиперконвергентная инфраструктура объединяет серверные вычислительные ресурсы и ресурсы хранения в единое интегрированное решение. Она строится на базе обычных серверов x86 архитектуры и реализуется на программном уровне без необходимости в специализированных системах хранения. Гиперконвергентная инфраструктура легко масштабируется и упрощает построение центров обработки данных.

Сегодня мы рассмотрим корпоративную систему vSAN, разработанную компанией VMware. Прежде чем подробно рассматривать эту систему, следует оценить в каком случае заказчикам может пригодиться virtual SAN (vSAN). Если ваш ЦОД планируется неторопливо масштабировать и в вашем штате есть серьезные специалисты, способные заниматься его проектированием, то вам имеет смысл оставить традиционную архитектуру, которая подразумевает наличие серверов, СХД и сети хранения данных. Когда же ваше, например, публичное или гибридное облако растет неожиданными скачками, когда вдруг ему надо значительно нарастить мощность, то добавление нового хранилища займет достаточно много времени. Вот как раз в этом случае на помощь может прийти конвергентная архитектура vSAN, позволяющая объединить в сервере вычислительные функции и функции хранения.

Конвергентное решение дает возможность создавать инфраструктуру из типовых блоков, объединяющих в себе сразу несколько функций (вычисление и хранение). Управление такой инфраструктурой производится через единый интерфейс, а масштабирование – через добавление новых блоков. В случае с vSAN каждый блок — это специальный сервер. vSAN собирает из локальных дисков серверов виртуальное «внешнее» хранилище, доступное для всех вычислительных узлов кластера виртуализации. При этом программная часть vSAN работает на тех же серверах, что и вычислительные узлы. Таким образом, на одном и том же сервере располагаются и вычислитель, а также часть СХД – все в одном футляре.

Немного статистики

Теперь, когда заказчик определился в необходимости использования системы HCI, посмотрим какие системы, подобные vSAN, есть на ИТ-рынке и какое положение они на нем занимают. Тройка ведущих компаний этого сектора рынка включает в себя трех вендоров: VMware, Nutanix и Cisco.

Системы HCI, основанные на решении VMware vSAN, занимают лидирующее положение на рынке в III квартале 2020 года согласно информационному ресурсу IDC Worldwide Converged Systems Tracker («Глобальное отслеживание конвергентных систем, выполняемое компанией IDC»).

Эти данные свидетельствуют о том, что на системы с установленным решением VMware HCI приходится 40,2% рынка. Количество таких систем возросло на 4,9 % по сравнению с предыдущим годом, что превышает совокупный показатель роста на рынке, равный 0,6%.

Примечательно, что, согласно данным Worldwide Quarterly Enterprise Storage Systems Tracker («Квартальный отчет по глобальному отслеживанию корпоративных систем хранения») за III квартал 2020 года, рынок внешних СХД сократился на 1,4% одновременно с продолжающимся ростом HCI.

В III квартале 2020 года, системы под управлением VMware vSAN лидировали на рынке HCI, обеспечив получение прибыли в размере $821,1 млн по сравнению с $782,8 млн годом ранее. Решением vSAN пользуется более 20 тысяч клиентов, при этом в большинстве компаний из рейтинга Global 2000 от Forbes используется решение VMware HCI. В III квартале рынок систем HCI вырос на 0,6% по сравнению с прошлым годом, но количество систем с установленным решением vSAN увеличилось на 4,9%.

Как видно из приведенной на слайде информации, VMware не только занимает большую долю рынка, чем имеют в сумме конкурирующие компании Nutanix и Cisco, но и за один квартал прибавила $38,3 млн, в то время как единственный из конкурентов - компания Cisco, имеющая положительный баланс, прибавила только $12,1 млн. Кроме того, стоимость развертывания vSAN на основе флэш-накопителей не превышает 1 доллара на 1 Гбайт полезной емкости, что более чем в два раза ниже аналогичного показателя у конкурирующих гибридных решений для инфраструктуры HCI. Приведенная информация поможет заказчикам сделать правильный выбор вендора.

Хотя существует много причин, по которым клиенты выбирают решение vSAN в качестве ПО для систем HCI, компания VMware выделяет среди них три причины: гибкость развертывания, поддержка облачных приложений и путь к гибридному облаку.

Некоторые из усовершенствований, упрощающих создание приложений на платформе VMware, выражаются в следующем:

ПО vSAN поддерживает vSphere с Tanzu, новое поколение vSphere для контейнерных приложений.

Благодаря платформе vSAN Data Persistence изменяются методы развертывания современных stateful сервисов и управления ими в частном облаке. Это решение дает партнерам, предоставляющим такие сервисы, набор средств для интеграции с базовой инфраструктурой VMware, позволяющий оптимальным образом запускать их собственные программные продукты на платформе VMware Cloud Foundation with VMware Tanzu. В результате получаются stateful сервисы с меньшей совокупной стоимостью владения и с упрощением процессов эксплуатации и управления.

vSAN предоставляет собственный уровень управления для контейнерного статичного хранилища, позволяя разработчикам использовать ресурсы хранилища с помощью существующих инструментов, а администраторам управлять посредством привычных продуктов VMware — vSphere и vCenter.

Переход в гибридное облако

vSAN является важным компонентом плоскости управления в инфраструктуре VMware на уровне ЦОД, периферии и в облаке. vSAN обеспечивает стандартизацию процессов в архитектуре настоящего гибридного облака, при этом смена платформы приложений не требуется. Администраторы могут использовать те же самые инструменты и процессы. Это снижает уровень требований по подготовке персонала, а также ускоряет окупаемость. Сеть ведущих поставщиков облачных услуг vSAN, включающая шесть крупнейших поставщиков услуг общедоступного облака, позволяет пользователям создавать гибридные облака с сотнями поставщиков услуг общедоступного облака и выбирать нужного поставщика в соответствии со своими потребностями.

Что представляет собой решение VMware vSAN?

Теперь более подробно рассмотрим программное обеспечение VMware. vSAN — это ПО корпоративного класса для виртуализации хранилища, которое в сочетании с vSphere дает возможность управлять вычислительными ресурсами и хранилищем с помощью одной платформы. vSAN помогает упростить традиционное хранилище и снизить расходы на него, а также облегчает переход к гиперконвергентной инфраструктуре (HCI) и гибридному облаку.

vSphere — это платформа виртуализации вычислительных ресурсов, помогающая начать модернизацию приложений. В ее архитектуру теперь встроена платформа Kubernetes. Теперь современные приложения в контейнерах можно без труда согласованно использовать вместе с имеющимися корпоративными приложениями благодаря vSphere with Tanzu.

Kubernetes — это платформа оркестрации контейнеров с открытым исходным кодом. Kubernetes может поддерживать аутсорсинг ЦОД для поставщиков услуг публичного облака или использоваться для веб-хостинга с возможностью масштабирования. Мобильные и веб-приложения со сложным настраиваемым кодом можно развертывать с использованием Kubernetes на стандартном оборудовании.

Теперь дадим определение более системно: VMware Virtual SAN (или vSAN) — это концепция распределенного хранения данных, интегрированная с VMware vSphere на уровне кластера. vSAN — это своеобразная программная СХД, позволяющая абстрагироваться от “железного” хранилища данных и работать с пулами ресурсов, не заботясь о том, где размещены данные виртуальных машин. vSAN собирает из серверов софтверное хранилище, доступное для всех серверов кластера виртуализации, таким образом позволяя объединить в сервере его вычислительные ресурсы и функции хранения данных в единый кластер vSphere. Масштабирование vSAN происходит через добавление блока, роль которого выполняет сервер, а управление происходит через единую консоль — vCenter.

Достоинства VMware vSAN

В чем же основные достоинства VMware vSAN? Повторюсь, эта система помогает ускорить модернизацию инфраструктуры. Благодаря решениям для гиперконвергентной инфраструктуры (HCI) на базе vSAN компании получают возможность развивать ЦОД и масштабировать свои среды с учетом будущего развития. Решение vSAN предоставляет хранилище, оптимизированное именно для флэш-накопителей, оно обеспечивает интеграцию с VMware vSphere для виртуализированных рабочих нагрузок. При этом vSAN работает на стандартных серверах и компонентах x86, которые способствуют снижению совокупной стоимости владения по сравнению с традиционными хранилищами. vSAN упрощает развертывание инфраструктуры HCI за счет удобных процессов эксплуатации, а также быстрого разрешения проблем с помощью средств диагностики vSAN ReadyCare.

В чем же преимущества VMware vSAN

Многие компании начали использовать общедоступное облако, однако оно не заменило частное облако для многих рабочих нагрузок из-за высоких расходов, необходимости управлять данными и повышенных рисков. Естественно, что организациям в этом случае необходимо несколько облаков.

Гибридное облако, модель эксплуатации сред на базе нескольких облаков, является следующим этапом эволюции ИТ. В настоящее время многие компании оценивают различные решения, которые помогут им справиться с проблемами интеграции нескольких облаков. Здесь стоит обратить внимание на цифровую платформу VMware — она имеет единую плоскость управления для ЦОД, облака и периметра сети, которая как раз и даст возможность развернуть гибридное облако достаточно быстро.

VMware vSAN распространяет преимущества виртуализации на хранилище с помощью интегрированного решения по развертыванию инфраструктуры HCI, которое хорошо работает в среде VMware. Обеспечивается интеграция с гипервизором и ведущими общедоступными облаками.

В нынешних условиях пандемии и всеобщих ограничений, организациям критически важно повысить скорость реакции на непрерывно меняющиеся потребности рынка. Им нужна облачная модель эксплуатации, которая поддерживает инициализацию ИТ-ресурсов для проектов по требованию. vSAN дает заказчикам возможность быстро создать и интегрировать облачную инфраструктуру с помощью подробных инструкций по выполнению сложных задач, что упрощает начало работы с инфраструктурой HCI.

Для более новых версий системы vSAN, все диски группы могут использоваться и для кэша, и для хранения данных. При этом, vSAN предоставляет два метода обеспечения отказоустойчивости: RAID1 (обычное «зеркалирование») и RAID5/6. Кстати, здесь можно по-разному обеспечивать отказоустойчивость: для критичных к производительности виртуальным машинам привязать политику с зеркалированием, а для менее критичных — настроить RAID5/6, и все это в рамках одного хранилища.

vSAN представляет собой объектное хранилище, данные в нем хранятся в виде объектов, или flexible containers, распределенных по всему кластеру.

Эффективная инфраструктура

У vSAN есть возможность автоматизировать высвобождение ресурсов хранилища, что помогает динамически снижать уровень его использования приложениями. Это решение также помогает администраторам постепенно выделять ресурсы.

Все больше ИТ-отделов начинают использовать объединенные рабочие группы, у которых может и не быть требуемого опыта работы с инфраструктурой или приложениями, которыми они управляют. Решение vSAN ReadyCare предоставляет упрощенный процесс поддержки, который в некоторых ситуациях упрощает устранение проблем развертывания. vSAN также ускоряет процесс самостоятельного устранения неполадок за счет централизованного мониторинга работоспособности.

Основные возможности vSAN

Решение vSAN встроено в ядро vSphere, что обеспечивает оптимизацию ввода-вывода и повышение производительности.

Решение vSAN стандартным образом интегрируется с пользовательским интерфейсом стека продуктов для программного ЦОД. vSAN использует веб-клиент на основе HTML5.

Программные дедупликация и сжатие оптимизируют емкость хранилища на основе флэш-накопителей и в 7 раз сокращают объем данных при минимальном дополнительном расходе памяти и ресурсов процессора.

Erasure Coding обеспечивает почти двукратное увеличение полезной емкости хранилища. Производится одинарный или двойной контроль четности, что обеспечивает повышенную устойчивость к сбоям.

В vSAN встроена подсистема шифрования, которая была создана для обеспечения соответствия нормативным требованиям и предлагает управление ключами с поддержкой всех совместимых с протоколом KMIP средств управления ключами, таких как CloudLink, Hytrust, SafeNet, Thales и Vormetric. vSAN соответствует требованиям стандарта FIPS 140-2.

Система проверки работоспособности предоставляет встроенные средства анализа совместимости оборудования, мониторинга производительности, диагностики и создания отчетов о емкости хранилища непосредственно с сервера VMware vCenter.

vSAN теперь поддерживает технологию отказоустойчивой кластеризации Windows Server и дает возможность управлять большим количеством бизнес-приложений в ЦОД с помощью одного HCI-решения.

Платформа vSAN Support Insight помогает поддерживать оптимальное состояние среды vSAN, ускоряя мониторинг и устранение неполадок путем отправки уведомлений и практических рекомендаций службы поддержки в режиме реального времени.

vSAN использует распределенные RAID-массивы и зеркалирование кэша для защиты от потерь данных в случае сбоев.

Системные требования

Что касается минимальных системных требований, то они не велики для таких систем. Гигабитный сетевой адаптер (рекомендуется 10-гигабитный), HBA-адаптер SATA/SAS или контроллер RAID, минимум один флэш-накопитель для кэширования и один диск (флэш-накопитель или жесткий диск) для постоянного хранения на каждый узел, предоставляющий емкость.

Размер кластера может составлять от 2 до 64 узлов.

Узлы vSAN ReadyNode и список совместимого оборудования доступны по адресу: http://www.vmware.com/resources/compatibility/search.php?deviceCategory=vSAN.

Гибкость развертывания

VMware предлагает множество вариантов предоставления ресурсов для систем HCI, включая следующее:

Dell EMC VxRail — решение, разработанное совместно с Dell EMC и оптимизированное для удобства развертывания.

Global Partner Appliances упрощает развертывание и обслуживание для гиперконвергентной инфраструктуры. Этот вариант предусматривает предоставление предварительно установленного ПО VMware HCI, а также предварительно протестированного и одобренного оборудования.

Решение Global Partner Appliances также предусматривает предоставление поддержки от одного источника и создается на основе производительных серверных платформ ReadyNode.

Более 500 предварительно сертифицированных моделей vSAN ReadyNodes от всех крупнейших поставщиков серверного оборудования позволяют учесть предпочтения клиентов в отношении поставщиков оборудования.

VMware также предоставляет полностью управляемое локально размещаемое решение класса «инфраструктура как услуга» с продуктами VMware Cloud на платформе Dell EMC.

VMware также сотрудничает с ведущими поставщиками облачных услуг с целью предоставления клиентам стандартизированной инфраструктуры и процесса эксплуатации на всех уровнях, начиная с частного ЦОД и заканчивая общедоступным облаком.

Кроме Dell, можно воспользоваться услугами, например, трех следующих вендоров.

Компания Fujitsu. PRIMEFLEX для VMware vSAN HCI Appliance - это предварительно установленное на заводе решение, которое легко заказать, развернуть и использовать.

Hitachi Vantara и VMware предоставляют совместные решения с опциями для гиперконвергентных и программно-определяемых инфраструктур. Hitachi Unified Compute Platform HyperConverged (UCP HC) объединяет вычислительные ресурсы, хранилище и виртуализацию в одном устройстве гиперконвергентной инфраструктуры. UCP HC создают простые, легкие в развертывании, комплексные решения на базе VMware vSAN.

На протяжении многих лет Lenovo и VMware сотрудничают для решения сложных проблем виртуализации и цифровой трансформации. Lenovo ThinkAgile серии VX - это предварительно настроенные и готовые к работе устройства, построенные на базе серверов Lenovo ThinkSystem, которые обеспечивают вычислительную мощность для различных рабочих нагрузок и работают на основе программного обеспечения для гиперконвергентной инфраструктуры от VMware. Эта платформа предлагает программно-определяемый подход к гиперконвергенции.

Обновление vSAN 7

В сентябре 2020 года компания анонсировала обновление vSAN 7 Update 1 (U1). Оно обеспечивает основу для полностью программно-определяемой платформы хранения и виртуализации. Поскольку vSAN интегрирован непосредственно в гипервизор, все новые функции добавляются за счет обновления гипервизора до версии vSphere 7 U1.

Что же нового появилось в новой версии? vSAN 7 Update 1 предоставляет множество технологий, среди которых VMware HCI Mesh. Теперь с помощью HCI Mesh можно подключать ресурсы хранения vSAN к кластерам vSAN, которые совместно используют один и тот же экземпляр vCenter, и которые легко масштабировать, используя аппаратные и программные ресурсы. Например, кластер с 48 узлами может увеличить экономию емкости до 18%.

vSAN Data Persistence обеспечивает интеграцию современных приложений в инфраструктуру VMware, позволяя базам данных и stateful сервисам подключаться к этой структуре через API.

vSAN Direct Configuration предоставляет альтернативный вариант для stateful сервисов для непосредственного взаимодействия с базовым хранилищем.

vSAN 7 Update 1 вместе с vSphere расширяет возможности vSphere с Tanzu за счет расширения томов на гостевых кластерах TKG.

Оптимизация ЦП, улучшенное распараллеливание и усовершенствование сети являются весомыми причинами для обновления vSAN.

vSphere Lifecycle Manager (vLCM) обеспечивает упрощенное управление жизненным циклом для vSAN, включая ПО, микропрограммное обеспечение и драйверы. Последняя версия vLCM в vSphere 7 Update 1 предоставляет возможность обновлять VMware NSX-T и поддерживает определенные конфигурации vSAN.

Кроме того, теперь сжатие можно включать без дедупликации. Это снижает влияние потери емкости по сравнению с кластерами с включенными дедупликацией и сжатием.

Также, теперь доступно шифрование данных по сети между узлами vSAN.

В настоящее время администраторы могут воспользоваться преимуществами новой упрощенной конфигурации параметров маршрутизации и переопределить шлюз по умолчанию, используемый хостами vSAN.

Где можно приобрести vSAN

Что касается дистрибутора, то в компании OCS Distribution можно заказать бесплатную демонстрацию или тест оборудования VMware.

У дистрибьютора более 7000 партнеров-ИТ-компаний по всей стране, от интеграторов до ретейлеров. В экстренной ситуации, когда надо было быстро принять решение о дальнейшем формате работы, OCS быстро масштабировалась, перешла на удаленный режим работы во всех городах и продолжила предоставлять все сервисы партнерам удаленно, кроме, естественно, выездных технических работ, которые осуществляли технические специалисты со справками про ковид. В помощь партнерам дистрибьютор запустил новую онлайн-платформу В2В, с ее помощью можно рассчитаться онлайн бизнес-картой любого банка.

OCS осуществляет экспертизу в комплексных проектах. Также осуществляется быстрая и качественная помощь в подготовке и расчете спецификаций с помощью пресейл-менеджеров OCS. Кроме того, есть возможность использовать бесплатные ресурсы OCS по разворачиванию пилотных проектов на площадке заказчика.