«Открытые системы»

Три кита, на которых, по мнению экспертов Cisco, должны стоять современные центры обработки данных

В фокусе внимания мероприятия Cisco Systems, прошедшего в конце июня под девизом «Сеть как платформа», оказались центры обработки данных. Хотя идея ЦОД известна не один год, единства взглядов у специалистов разных направлений на сущность того, что представляют собой эти структуры, нет: в итоге те, кто строит сетевые инфраструктуры, видят ЦОД с одной позиции, те, кто создает аппаратную или программную инфраструктуру, — с другой, а специалисты по прикладным решениям — с третьей. Cisco поставила перед собой откровенно амбициозную сверхзадачу унификации этих позиций, за которой просматривается желание перевести создание центров обработки данных на настоящие инженерные рельсы. Ее решение предполагает более тесную интеграцию приложений с инфраструктурой ЦОД.

Может показаться странным, но с инфраструктурной точки зрения важнейшей подзадачей является минимизация энергозатрат на питание и охлаждение ЦОД. На фоне грандиозных успехов в области высоких технологий такая постановка может показаться рутинной, но для большинства руководителей информационных служб экономия пространства и энергии стала одной из первейших необходимостей. Разрешение этих проблем можно искать на пути совершенствования отдельных устройств и систем жизнеобеспечения, но есть и другой путь — повышение эффективности использования оборудования — это путь интенсивного, а не экстенсивного развития. Его и выбрала для себя Cisco.

Путь Cisco

В основе решений, разрабатываемых компанией, лежит виртуализация ресурсов ЦОД, в том числе вычислительных и систем хранения, замена физического представления устройств логическим. Абстрагирование от физического уровня открывает широкие возможности для снижения потребностей в площадях и энергии. Еще одно достоинство этого пути заключается в том, что системы становятся проще в управлении и повышается степень реактивности на изменения в окружающей среде.

Повышение эффективности работы ЦОД стала второй по актуальности подзадачей. Сегодня на операционные работы, связанные с поддержанием работоспособности ЦОД, уходит в среднем 70% от бюджета, выделяемого компаниями на информационные технологии, а на развитие — всего лишь оставшиеся 30%, причем по мере роста размеров пропорция обретает тенденцию к ухудшению. Это соотношение должно меняться потому, что, как ни странно, значимость ИТ для развития бизнеса определяется именно меньшей долей, а большая уходит на невидимое внешнему миру и поэтому неоцениваемое собственное содержание.

В основе решения Cisco для консолидации сетевых ресурсов лежат коммутаторы InfiniBand Cisco SFS 7000D Series, ПО Cisco Works LMS, Resource Manager Essentials и Dynamic Fault Manager, новая версия операционной системы OS 2.7

Возможность для виртуализации обеспечивается, прежде всего, консолидацией ресурсов, причем представление о том, что такое консолидация, постоянно развивается. Когда-то оно предполагало замену мелких серверов более крупными, сегодня на уровне ЦОД консолидация обеспечивается сетевыми технологиями. Однако беда всех современных ЦОД в их раздробленности, изначально они создавались путем наращивания, поэтому, несмотря на географическое единство, представляют собой разрозненные острова оборудования и приложений. Обычно в современной англоязычной литературе такие острова образно называют silo, что в буквальном переводе означает «силосная башня». «Башни» воздвигались так: при возникновении потребности в каком-то новом приложении под него создавалась соответствующая инфраструктура, то есть эти башни строились независимо друг от друга и чем старее существующий ЦОД, тем острее необходимость консолидации. Поддержание работоспособности и модификация таких гетерогенных структур становится сложнейшей проблемой, отсюда нежелательные 70%.

Необходимость в консолидации относится не только к вычислительному оборудованию, но и к самим сетям. Сегодня в пределах ЦОД можно обнаружить сети, созданные на основе разных стандартов, каждая из них удовлетворяет тем или иным специфическим потребностям конкретного ЦОД. Но, с логической точки зрения, все это каналы с разными характеристиками, образующие систему перемещения данных, которая нуждается в едином механизме управления, то есть в консолидации сетевых ресурсов. В итоге должны создаваться виртуальные локальные сети (VLAN) и виртуальные сети хранения (VSAN).

Примером такого рода консолидации является интегрированное решение, позволяющее создать единую структуру для Ethernet и InfiniBand. В его основе коммутаторы InfiniBand Cisco SFS 7000D Series, программное обеспечение Cisco Works LMS, Resource Manager Essentials и Dynamic Fault Manager, новая версия операционной системы OS 2.7. При использовании таких решений нивелируются физические различия между сетями, что существенно упрощает управление ими.

Консолидация ресурсов при всех ее преимуществах имеет оборотную сторону: чем больше ресурс, тем сложнее им управлять. Вот тут-то и нужна виртуализация, именно она позволяет в полной мере отвлечься от физических основ ресурсов. Вопрос заключается в том, где размещать виртуализационные механизмы. В наибольшей степени развита технология виртуализации систем хранения, в этой области Cisco сотрудничает с EMC с тем, чтобы перенести эти механизмы из устройств в сеть, связать их со средствами коммутатора SAN со всеми вытекающими из этого преимуществами. Аналогичная работа ведется совместно с VMware с тем, чтобы сместить в сторону сети и виртуализацию серверов, такие готовые решения обещаны в конце текущего года. В результате совместной работы можно будет создать технологии управления ЦОД, соответствующие масштабам этого явления и сложности информационных процессов, происходящих в них.

После создания консолидированного, виртуализированного и автоматизированного ЦОД остается задача «связать» его с приложениями. Для ее решения Cisco предлагает технологию, получившую название Application Switching. Когда говорят о коммутации приложений, имеют в виду их определенный класс, в основном класс Web-приложений, поддерживающих интерфейс пользователей посредством браузеров. О «тяжелых» классических приложениях класса СУБД и транзакционных системах речи не идет. С одной стороны, имеется консолидированная платформа, состоящая из серверов, так называемая серверная ферма, с другой стороны — поток внешних задач. Ситуация чем-то напоминает обеспечение многопользовательского режима работы на мэйнфреймах или мини-ЭВМ. Можно представить себе это и как расширение задачи, связанной с балансировкой нагрузки. Она решается на основе семиуровневой модели ISO Open Systems Interconnection (OSI), описывающей перемещение данных по сети от нижнего, первого, уровня, где они представляются как электронный процесс, до верхнего, седьмого, Layer, на котором представлено перемещение данных между приложениями. Коммутация последних осуществляется на Уровне 7, ее еще называют контентной коммутацией, поскольку она предполагает идентификацию и анализ содержания пакетов с тем, чтобы можно было отличить корректный запрос на обслуживание от атакующего запроса.

Далее можно ранжировать запросы по значимости, например, с тем чтобы можно было давать более высокий приоритет обращениям к базам данных или транзакционным операциям, чем действиям, связанным с просматриванием Web-страниц. Коммутаторы можно нагрузить и более сложными бизнес-правилами. Попутно может выполняться дополнительная проверка безопасности. Распределенный доступ к серверной ферме повышает эффективность ее использования, как в свое время распределенный доступ пользователей повышал эффективность использования центрального процессора.

Положительный эффект усиливается тем, что в сочетании серверы и сетевые устройства проявляют свои лучшие качества. Компьютеры более производительны на сложных и редко повторяющихся операциях, а сетевые устройства, наоборот, лучше адаптированы к повторению простых действий. Вынесение простых операций в такой централизованный ресурс, как коммутатор, не только повышает общесистемную производительность, но и упрощает управление.

Этапы эволюции ЦОД по Cisco: от консолидации до автоматизации

На базе собственной архитектуры SONA (Service Oriented Network Architecture) Cisco создает платформу для строительства ЦОД, в настоящее время ее центральными моментами являются консолидация и виртуализация всех типов ресурсов, а следующим этапом развития станет технология автоматизации управления ЦОД