Hiperkonwergencja, czyli elastyczne centrum danych

Systemy hiperkonwergentne integrują serwery, pamięci masowe, urządzenia sieciowe przy wykorzystaniu preinstalowanego oprogramowania do zarządzania. W efekcie jedno lub najczęściej kilka zintegrowanych urządzeń może pełnić rolę kompletnego, kompaktowego centrum danych.

Tego typu rozwiązania pojawiły się na rynku już wiele lat temu, ale ostatnio ich popularność zaczyna szybko rosnąć. Według IDC wartość tego segmentu rynku w 2016 r. wyniosła 2,6 mld USD, a do 2020 r. osiągnie poziom 6,4 mld USD. Z kolei Technology Business Research prognozuje, że w 2020 r. nastąpi jego wzrost do poziomu 7,2 mld USD, a według Gartnera do 5 mld USD w 2019 r.

Obecnie rozwiązania hiperkonwergentne mają w ofercie praktycznie wszyscy najwięksi producenci sprzętu i oprogramowania dla centrów przetwarzania danych, tacy jak: Dell EMC, HPE, Cisco, IBM, Oracle, Lenovo,Huawei, a także mniejsze firmy specjalizujące się w rozwijaniu oprogramowania do zarządzania hiperkonwergencją, m.in.: Nutanix, Atlantis Computing, HyperGrid, Stratoscale lub Scale Computing. Liczba tych ostatnich systematycznie się zmniejsza wskutek przejęć. Na przykład Dell EMC wykorzystuje technologie przejętej firmy Pivot3, a HPE technologie opracowane przez Nimble i SimpliVity.

Zobacz również:

Jednym z największych niezależnych producentów w tym segmencie jest Nutanix, który jeszcze w 2016 r. miał według Gartnera ponad 50-proc. udział w sprzedaży oprogramowania dla systemów hiperkonwergentnych. W 2016 r. Nutanix zadebiutował na giełdzie, a wartość firmy jest szacowana na ok. 4 mld USD. Ale według nieoficjalnych jeszcze szacunków IDC najprawdopodobniej Nutanix został już zdetronizowany przez Dell EMC.

Według analityków z firmy Morgan Stanley systemy hiperkonwergentne są wykorzystywane głównie przez firmy, które zdecydowały się na budowę własnych chmur prywatnych, bo mają wątpliwości, czy korzystać z chmur publicznych.

Systemy hiperkonwergentne posiadają zalety porównywalne do rozwiązań chmurowych, ale nie wymagają korzystania z usług oferowanych w chmurach publicznych.

„Wysoka wydajność, łatwość korzystania i niższe w porównaniu do rozwiązań klasycznych koszty, bez kompromisów związanych z możliwością zachowania pełnej kontroli nad działaniem systemu i bezpieczeństwem danych, to główne zalety rozwiązań hiperkonwergentnych” – uważa Anthony Neri, wiceprezes HPE.

Zalety i wady hiperkonwergencji

Budowa centrum danych wymaga dobrego zaplanowania i wdrożenia odpowiedniej liczby serwerów, pamięci masowych, urządzeń sieciowych oraz innych elementów infrastruktury, takich jak: szafy stelażowe, okablowanie lub systemy chłodzenia i zasilania awaryjnego, by system mógł efektywnie obsługiwać wykorzystywane aplikacje. Ale nawet najlepszy projekt nie uwzględnia wszystkich zmian i nowych wymagań, które będą się pojawiać w przyszłości, a pracownicy działów IT muszą dbać, by nieuniknione dodawanie nowych urządzeń lub węzłów systemu nie powodowało zakłóceń w działających aplikacjach i usługach.

Systemy hiperkonwergentne, czyli HCI (Hyper Converged Infrastructure), są tak projektowane, by można je było nie tylko łatwo wdrożyć, ale również łatwo skalować. Pierwsze modele systemów HCI były najczęściej wykorzystywane do wirtualizacji desktopów, ale obecnie ich zastosowania znacznie się rozszerzają, obejmując m.in. obsługę systemów zunifikowanej komunikacji, baz danych SQL i Oracle, Exchange, Sharepoint oraz wielu innych aplikacji biznesowych.

Hiperkonwergencja to nie tylko połączenie serwerów, przestrzeni dyskowej oraz funkcji sieciowych, ale przede wszystkim możliwość jednolitego zarządzania systemem za pośrednictwem warstwy programowej wykorzystującej wirtualizację i takie technologie jak SDS (Software-Defined Storage). Rozwiązania te oznaczają eliminację tradycyjnych podziałów występujących w klasycznych systemach IT. Jedną z ważnych zalet tych rozwiązań jest możliwość budowy skalowalnego systemu, który w przypadku rozbudowy jest dynamicznie i automatycznie rekonfigurowany bez konieczności ręcznej zmiany parametrów, np. pamięci masowej.

Jedną z ważnych zalet rozwiązań hiperkonwergentnych jest możliwość budowy skalowalnego systemu, który w przypadku rozbudowy jest dynamicznie i automatycznie rekonfigurowany bez konieczności ręcznej zmiany parametrów, np. pamięci masowej.

Systemy hiperkonwergentne są też krokiem w kierunku pełnego zautomatyzowania działania centrów danych. Ponieważ ich kluczowym elementem jest definiowana programowo warstwa, pod której kontrolą mogą działać najróżniejsze aplikacje i usługi, oprogramowanie zarządzające potrafi np. autonomicznie przekierowywać zadania do odpowiednich elementów infrastruktury i optymalizować wydajność aplikacji.

Komentarz eksperta: Przyszłość należy do systemów hiperkonwergentnych
Rafał Przedborski, Senior Sales Engineer, Cloud & Infrastructure, Lenovo Data Center Group

Rafał Przedborski, Senior Sales Engineer, Cloud & Infrastructure, Lenovo Data Center Group

Wykorzystanie infrastruktury konwergentnej jako alternatywy dla tradycyjnego modelu architektury IT to jeden z najbardziej istotnych trendów w rozwoju infrastruktury w ostatnich latach. Działy IT coraz częściej zwracają się w stronę producentów właśnie tego typu rozwiązań, łączących serwery, pamięci masowe, sieć oraz oprogramowanie zarządzające w jedno zintegrowane rozwiązanie, które można obsługiwać i którym można zarządzać bardziej efektywnie niż rozwiązaniami rozproszonymi. Według IDC całkowita sprzedaż wszystkich systemów konwergentnych przekroczyła w tym roku poziom 12 mld USD rocznie. Chociaż inwestycje w rozwiązania hiperkonwergentne na razie stanowią jedynie niewielką część tego rynku, szacowaną na 2,2 mld USD, to sprzedaż tego typu produktów notuje obecnie aż trzycyfrowe wzrosty. Przewiduje się, że do 2021 r. rozwiązania hiperkonwergentne będą stanowić 41% wartości sprzedaży wszystkich systemów konwergentnych. Ekspansję tego segmentu rynku można wytłumaczyć zdolnością rozwiązań hiperkonwergentnych do znaczącego ulepszania takich wskaźników, jak: koszty inwestycyjne (TCO i ROI), poziom użycia zasobów (utylizacja sprzętu), czas dostarczania usług (obszar DevOps), efektywność operacyjna oraz poziomy ryzyka. Liczba i rodzaj obciążeń obsługiwanych przez rozwiązania hiperkonwergentne także szybko rosną, przy czym coraz większy procent stanowią wśród nich aplikacje biznesowe typu mission-critical. Z biegiem czasu rackowe rozwiązania przyczynią się do jeszcze większego wykorzystania hiperkonwergencji w organizacjach chcących wdrażać tę technologię w środowiskach o dużej skali i mieszanym typie obciążeń. Zastosowanie infrastruktury konwergentnej jako alternatywy dla tradycyjnych modeli IT w dalszym ciągu będzie jednym z najważniejszych trendów w rozwoju rynku infrastruktury dla centrum danych. Korzyści z konwergencji nadal będą związane z szybszym wprowadzaniem usług i produktów na rynek, ograniczaniem kosztów, większą efektywnością operacyjną i zwiększoną niezawodnością. Podstawowa technologia i założenia architektoniczne zaczęły się jednak bardzo wyraźnie zmieniać. Infrastruktura konwergentna jest w coraz większym stopniu programowo definiowana, oparta na serwerach i wysoce zautomatyzowana. Natomiast hiperkonwergencja oparta na specjalizowanych urządzeniach typu appliance wydaje się głównym motorem dalszej ekspansji rynkowej. Lenovo oferuje szerokie portfolio rozwiązań konwergentnych, które mają zwiększać elastyczność działów IT, ograniczać koszty inwestycyjne i operacyjne oraz zapewniać kompleksowe usługi serwisowe i wsparcie. Seria rozwiązań systemów konwergentnych Lenovo obejmuje także dwie platformy hiperkonwergentne: ThinkAgile HX Series oraz ThinkAgile SX for Nutanix (SXN). Trzeba zwrócić uwagę, że pojawienie się rackowych rozwiązań hiperkonwergentnych, takich jak Lenovo ThinkAgile SX for Nutanix, powinno być postrzegane jako znaczący krok na tym rynku, prowadzący do dalszej konsolidacji zwirtualizowanych obciążeń w przedsiębiorstwach, bez wzrostu złożoności, problemów z zarządzaniem i wydajnością. Uważam, że rozwiązania oparte na appliance’ach oraz rackowe rozwiązania hiperkonwergentne przyczynią się do znaczącej ekspansji hiperkonwergencji. Można także oczekiwać, że oba rodzaje rozwiązań doprowadzą do zmian w sposobie inwestowania klientów w centra danych.

Uzupełnienie czy konkurencja dla chmury

Zależnie od zastosowań systemy hiperkonwergentne mogą być uznane zarówno za konkurencję, jak i uzupełnienie dla chmur. Dają one możliwość względnie szybkiego uruchomienia kompletnego i skalowalnego centrum danych, nad którym firma ma pełną kontrolę.

Zastosowania systemów hiperkonwergentnych mają jednak ograniczenia. Zbyt duża ich rozbudowa o dodatkowe moduły może spowodować, że system przestanie być prosty i łatwy do zarządzania. Niektórzy użytkownicy uważają, że ten model centrum danych nie jest jeszcze odpowiedni do obsługi największych, krytycznych aplikacji, np. systemów ERP czy finansowych, przede wszystkim dlatego, że ich uruchomienie w systemie hiperkonwergentnym wymaga modyfikacji oprogramowania.

Infrastruktura hiperkonwergentna może stanowić realną alternatywę dla chmur publicznych, bo pozwala na połączenie zalet korzystania z lokalnego centrum danych z wygodą systemów chmurowych. W efekcie migracja do publicznej chmury nie jest jedynym sposobem na osiągnięcie wysokiej elastyczności systemu IT. Jeśli chodzi o koszty TCO, to według niektórych specjalistów są one podobne, a czasami niższe w porównaniu do kosztów związanych z usługami chmur publicznych popularnych w świecie dostawców.

Infrastruktura hiperkonwergentna może stanowić realną alternatywę dla chmur publicznych, bo pozwala na połączenie zalet korzystania z lokalnego centrum danych z wygodą systemów chmurowych. W efekcie migracja do publicznej chmury nie jest jedynym sposobem na osiągnięcie wysokiej elastyczności systemu IT.

Systemy hiperkonwergentne mogą być wykorzystane jako podstawa do budowy własnej chmury prywatnej lub systemu hybrydowego, w którym dane, zadania i aplikacje udaje się przesuwać między różnymi systemami chmur prywatnych i publicznych w zależności od bieżących wymagań. Takie rozwiązanie pozwala działom IT elastyczne reagować na potrzeby użytkowników. Działają one jako broker przesuwający zasoby między systemem lokalnym a chmurą publiczną również przy wykorzystaniu narzędzi do automatyzacji niektórych standardowych procesów.

Co oferują niektórzy producenci sprzętu i oprogramowania dla centrów danych

Dell EMC VxRail

Dell EMC ma w ofercie hiperkonwergentne systemy VxRail Appliances wykorzystujące serwery PowerEdge oraz takie elementy oprogramowania VMware, jak vRealize Suite (wdrażanie i uruchamianie maszyn wirtualnych) oraz vSAN (zarządzanie zwirtualizowaną pamięcią masową). Systemy VxRail mogą być zastosowane m.in. do łatwego wdrożenia chmury prywatnej przy wykorzystaniu platformy Dell EMC EHC (Enterprise Hybrid Cloud).

Oprogramowanie EHC oferuje funkcje automatycznego uruchamiania maszyn wirtualnych, tworzenia i przechowywania ich kopii oraz tworzenia systemu chmury hybrydowej przy wykorzystaniu połączeń z AWS, VMware Cloud Air lub Microsoft Azure. Systemy VxRail mogą być wdrażane jako małe klastry zawierające minimum trzy węzły, a następnie skalowane przez dodawanie pojedynczych urządzeń.

Cisco HyperFlex

Cisco ma w ofercie hiperkonwergentne systemy HyperFlex. Platforma ta jest zestawem rozwiązań integrujących serwery, pamięci masowe i urządzenia sieciowe w jeden system. W jej skład wchodzą: HX Data Platform, Cisco UCS (Unified Computing System) i Dynamic Data Fabric. Systemy są elastyczne, skalowalne i jak zapewnia Cisco, umożliwiają wykorzystanie ekonomii rozwiązań chmurowych, a jednocześnie korzyści, które daje infrastruktura firmowych centrów danych. Ostatnio, we wrześniu 2017 r., Cisco przejęło za sumę 320 mln USD firmę Springpath, specjalizującą się w rozwijaniu oprogramowania do zarządzania systemami hiperkonwergentnymi.

Jednocześnie Cisco wprowadziło Cisco Intersight, nową platformę do zarządzania i automatyzacji funkcji systemów UCS, w tym urządzeń HyperFlex. Intersight umożliwia kompleksowe zarządzanie systemem IT przy wykorzystaniu technik uczenia maszynowego, analityki i automatyzacji. Obecnie Intersight jest dostępny tylko jako usługa chmurowa, ale Cisco zapowiada wprowadzenie wersji oprogramowania, które będzie można instalować w lokalnym centrum danych.

HPE SimpliVity

Po przejęciu na początku 2017 r. firmy SimpliVity HPE szybko zintegrowało jej technologie i wprowadziło do oferty hiperkonwergentną platformę HPE SimpliVity 380.

Rozwiązanie wykorzystuje serwery ProLiant DL380 oraz oprogramowanie SimpliVity, które pozwala na zintegrowanie w jednym urządzeniu serwerów, pamięci masowej i mechanizmów do zarządzania siecią, oferując funkcje HA (High-Availability), automatyczne odtwarzanie maszyn wirtualnych, kompresję i deduplikację danych, funkcje zdalnego backupu i przywracania plików oraz Disaster Recovery (odtwarzanie systemu w przypadku poważnej awarii). HPE SimpliVity może zastąpić praktycznie wszystkie elementy infrastruktury centrum danych.

Oprogramowanie HPE Simplivity działa między warstwą sprzętową a wirtualizatorem VMware, tworząc dwie wirtualne warstwy: jedną do prezentowania danych dla hostów VMwareESXi, a drugą do zarzadzania danymi. Wszystkie procesy zapisu i odczyty danych przechodzą przez te warstwy, wspomagane przez sprzętowy akcelerator deduplikujący i kompresujący dane w locie. Kopie bezpieczeństwa są tworzone z unikalnych i skompresowanych bloków, a informacja o nich przechowywana jest na poziomie metadanych.

IBM Hyperconverged Systems Powered by Nutanix

Oferowane przez IBM hiperkonwergentne systemy IBM Hyperconverged Systems wykorzystują serwery Power System CS821 lub CS822 z procesorami Power8 oraz oprogramowanie Nutanix Enterprise Cloud Platform. Są przeznaczone do obsługi wymagających obciążeń transakcyjnych, analiz Big Data i analiz kognitywnych (sztuczna inteligencja). Zostały zaprojektowane do obsługi m.in. takich aplikacji, jak: WAS (WebSphere Application Server), NGINX, IBM Big Insights/Hadoop lub baz danych NoSQL (MongoDBi EDB PostgreSQL). Zintegrowany w systemie hyperwizor Nutanix AHV umożliwia też uruchamianie wielu innych linuksowych aplikacji.

Lenovo ThinkAgile

Nowe serwery Lenovo ThinkSystem zaprezentowane latem 2017 r. zostały zaprojektowane pod kątem wdrożeń w rozwiązaniach hiperkonwergentnych. Są przystosowane do zastosowań w systemach wykorzystujących bazy danych in-memory uruchamiane w pamięci operacyjnej oraz obsługi dużych baz transakcyjnych, aplikacji do analityki w czasie rzeczywistym, oprogramowania ERP, CRM i pracy w infrastrukturze zwirtualizowanej.

Są one podstawą zintegrowanych systemów Lenovo ThinkAgile, które zostały opracowane przy współpracy z Microsoft, Nutanix i VMWare. Wraz z systemami ThinkAgile producent udostępnia pakiet XClarity, narzędzie do zarządzania systemami.

Firma w znacznej mierze polega na korzystaniu z rozwiązań innych, niezależnych producentów. Przy projektowaniu systemów hiperkonwergentnych Lenovo współpracowało m.in. z Simplivity i Nimble, które w 2017 r. zostały przejęte przez HPE.