Dlaczego warto postawić na wdrożenie infrastruktury hiperkonwergentnej?

Pandemia COVID-19 zrewidowała naszą rzeczywistość i jasno pokazała, że wątpliwości dotyczące wdrażania infrastruktury chmurowej powinny już należeć do przeszłości. Firmy, które miały wcześniej wdrożone takie rozwiązania, mogły uruchomić pracę zdalną praktycznie z dnia na dzień. Tym, które takiego środowiska nie miały, z konieczności zajęło to więcej czasu i było znacznie bardziej skomplikowane. Na dziś pytanie nie powinno więc brzmieć „czy”, ale „kiedy” – i, przede wszystkim, „jak”.

Pierwszy krok do chmury: uprość swoje środowisko

Na typowe centrum przetwarzania danych składają się serwery, systemy pamięci masowych (SAN, NAS), urządzenia sieciowe, systemy bezpieczeństwa itd. Do tego dochodzi również warstwa oprogramowania: systemy operacyjne, systemy do zarządzania, hiperwizory maszyn wirtualnych, aplikacje. Im więcej komponentów, tym poprawne zarządzanie staje się bardziej skomplikowane i zajmuje więcej czasu. Im więcej jest powiązań i zależności pomiędzy poszczególnymi komponentami – tym łatwiej popełnić błąd nadmiernie ograniczając uprawnienia i uniemożliwiając tym samym poprawną pracę aplikacji, lub przeciwnie – nadmiernie je otwierając i wprowadzić nadmierne ryzyka bezpieczeństwa.

Tak złożone środowisko powoduje wiele problemów praktycznych. Występują problemy związane z opóźnieniami, właściwym balansowaniem różnego rodzaju obciążeń i powstawaniem wąskich gardeł. W przypadku przeciążenia sieci SAN trzeba kupić nowe urządzenie, co jest poważnym wydatkiem. Samo uruchomienie nowej aplikacji wymaga podjęcia szeregu decyzji technicznych – np. jakich zasobów będzie ona potrzebować, na których urządzeniach ją wdrożyć, czy jak ją zabezpieczyć przed awarią. Nawet, jeżeli nie trzeba kupować dodatkowych komponentów pod kątem aplikacji, a ona sama jest stosunkowo prosta, konieczność rozważenia tych kwestii znacznie spowalnia jej wdrażanie.

Dlatego pierwszym i najważniejszym krokiem na drodze do chmury prywatnej lub hybrydowej jest uproszczenie środowiska swojego centrum danych.

Infrastruktura hiperkonwergentna

W hiperkonwergentnej architekturze web-scale firmy Nutanix infrastrukturę data center tworzy klaster węzłów, z których każdy zawiera zarówno wymienne „na gorąco” moduły obliczeniowe (procesory i pamięć) jak i pamięci masowych (NVMe, SSD i HDD). W ten sposób, dzięki umieszczeniu danych w tym samym fizycznym urządzeniu, na którym odbywa się ich przetwarzanie, unika się zbędnych opóźnień wnoszonych przez rozwiązania SAN czy NAS, a całe rozwiązanie jest bardziej wydajne.

Jednak najważniejszym komponentem architektury Nutanix jest środowisko Acropolis Operating System, które z poszczególnych węzłów buduje klaster i automatycznie dba o optymalne wykorzystanie wszystkich dostępnych zasobów dzięki wbudowanym mechanizmom sztucznej inteligencji. Pracą każdego węzła zarządza wirtualny sterownik CVM (Controller Virtual Machine), który realizuje automatyczny tiering w celu zapewnienia jak najwyższej wydajności. W jego ramach dane często wykorzystywane („gorące”) są umieszczane na tzw. performance tear, czyli na nośnikach zapewniających wysoką wydajność, jak NVMe czy SSD, natomiast dane rzadko wykorzystywane („zimne”) umieszczane są na nośnikach pozwalających zapewnić odpowiednią pojemność, czyli na tzw. storage tear – zwykle są to dyski HDD, aczkolwiek jeżeli specyfika obciążenia tego wymaga, rolę tę mogą również pełnić nośniki SSD czy NVMe.

Dzięki współpracy sterowników CVM w ramach klastra, system automatycznie zapewnia redundancję, w czasie rzeczywistym synchronizując zapisywane dane z innymi węzłami i pilnując, aby wszystkie dane były zapisane w przynajmniej dwóch kopiach na różnych urządzeniach. Wbudowane w Acropolis OS mechanizmy uczenia maszynowego zapewniają optymalne rozłożenie obciążenia pomiędzy węzłami oraz dbają o odporność systemu na awarie: w razie uszkodzenia jakiegoś węzła maszyny wirtualne, które na nim działały są automatycznie przenoszone na inne węzły klastra. Także rozbudowa środowiska jest bardzo prosta i względnie tania: w razie potrzeby wystarczy podłączyć do systemu kolejny serwer (węzeł), który zostanie automatycznie rozpoznany i wykorzystany.

Acropolis zawiera wbudowany hiperwizor AVH – oparty na znanej platformie KVM – dzięki czemu nie ma potrzeby ponoszenia dodatkowych nakładów na zbudowanie platformy wirtualizacji. Jednak system współpracuje także ze wszystkimi najważniejszymi platformami wirtualizacyjnymi: VMware vSphere ESX, Microsoft Hyper-V oraz Citrix XenServer, co pozwala na wybranie środowiska zgodnie z preferencjami i kompetencjami firmowego działu IT oraz łatwe i płynne przenoszenie istniejących aplikacji.

Prism

Całe środowisko Nutanix – bez względu na to, czy zlokalizowane na jednej półce, w jednej lokalizacji, czy rozproszone w różnych centrach danych – jest zarządzane przy pomocy centralnej konsoli dla administratorów, Nutanix Prism. Umożliwia ona konfigurowanie, monitorowanie i zarządzanie wirtualnymi środowiskami w prosty i przejrzysty sposób. Prism zawiera dwa kluczowe komponenty: Prism Element, który odpowiada za konfigurację, zarządzanie oraz monitorowanie klastra Nutanix, pracującego na dowolnym hiperwizorze oraz Prism Central, który umożliwia zarządzanie z poziomu jednej konsoli wieloma klastrami zainstalowanymi w różnych lokalizacjach. Prism pozwala też monitorować i zarządzać maszynami wirtualnymi, bez względu na wykorzystywaną platformę wirtualizacji. Dzięki zaawansowanym algorytmom uczenia maszynowego i analizy danych Prism podpowiada też administratorom, w jaki sposób można dalej optymalizować środowisko.

Migracja

Wdrożenie środowiska Nutanix jest niezwykle szybkie: uruchomienie funkcjonalnej instalacji w istniejącym centrum danych zajmuje zaledwie kilka dni. Można na nią potem płynnie przenosić kolejne aplikacje, w miarę wycofywania z użytku istniejącego sprzętu, a sam klaster stopniowo rozbudowywać w miarę potrzeb dzięki architekturze scale-out.

Podsumowanie

Porównując koszty infrastruktury HCI oraz tradycyjnej architektury data center należy patrzeć nie tylko na koszty inwestycji, ale przede wszystkim na całkowity koszt posiadania w perspektywie kilku lat. W tej perspektywie klienci bardzo dostrzegają korzyści finansowe i pozafinansowe związane z łatwą i granularną – a więc tanią – rozbudową, niskimi kosztami utrzymania oraz wysoką dostępnością i bezpieczeństwem. Jeden z polskich klientów oszacował, że rozwiązaniem na bazie Nutanix może zarządzać jeden administrator, podczas gdy wcześniej tę samą pracę musiały wykonywać dwie osoby. Na samych kosztach dodatkowej administracji w ciągu pięciu lat zaoszczędzono więc w tym przypadku milion złotych, który można było zainwestować w rozwój własnych produktów i usług.

Jednak najważniejszym na dziś pytaniem jest, czy klientów w ogóle stać na kontynuowanie tradycyjnej architektury data center. We współczesnej gospodarce czas odgrywa kluczową rolę, a podczas narodowej kwarantanny jest on szczególnie istotny. Wdrożenie klastra Nutanix to kwestia pojedynczych dni, tymczasem budowa czy rozbudowa tradycyjnej architektury zajmuje wiele tygodni. W efekcie, , gdy w tradycyjnym modelu funkcjonowania komponenty niezbędne do zbudowania centrum danych nadal byłyby sprowadzane z całego świata, a zespoły inżynierów wdrożeniowych ciężko by pracowały nad uruchomieniem całego systemu, środowisko Nutanix już od dawna mogłoby obsługiwać kluczowe procesy biznesowe.