Продолжая просмотр сайта и(или) нажимая , я соглашаюсь с использованием файлов cookie владельцем сайта в соответствии с Политикой в отношении файлов cookie в том числе на передачу данных, указанных в Политике, третьим лицам (статистическим службам сети Интернет), в соответствии с Пользовательским соглашением

Официальный сайт Huawei
Выберите страну или регион

Правило трех: гиперконвергентные, All-flash, All-Ethernet ЦОДы

06 октября 2021
Гиперконвергентные центры обработки данных, спроектированные в соответствии с концепциями All-flash и All-Ethernet, помогут операторам повысить производительность, достичь целей устойчивого развития и упростить процессы эксплуатации и технического обслуживания.
2021-10-06

В последние годы многие организации, включая операторов центров обработки данных (ЦОД), взяли на себя очень амбициозные обязательства в области устойчивого развития. Многие компании заявили, что станут «углеродно-нейтральными» примерно к 2030 году.

Это может быть довольно просто для организации, в которой выбросы углекислого газа связаны только с работой систем отопления, освещения и компьютеров сотрудников. Но такому энергоемкому сектору, как ЦОД, на который приходится примерно два-три процента мирового энергопотребления (а к 2025 году этот показатель составит две пятых всего энергопотребления в сфере информационно-коммуникационных технологий (ИКТ)), сложно будет даже приблизиться к выполнению этого обязательства. С учетом того, что в основе четвертой промышленной революции лежат данные, ожидается, что глобальная цифровая трансформация только усугубит выбросы углекислого газа.

Возьмем, к примеру, беспилотные транспортные средства. Используемые для обучения данные, лежащие в основе разработки только одной модели, генерируются со скоростью 64 ТБ в сутки. «Объем хранимых данных увеличится с 32 до 180 зеттабайт к 2025 году, при этом доля неструктурированных данных составит более восьмидесяти процентов», — говорит Вэй Цин (Wei Qing), технический директор по работе в компаниями финансового сектора Huawei.

В дополнение к этому операторам ЦОД придется решать все более сложные вопросы, связанные с эксплуатацией и управлением, не говоря уже о сохранении и улучшении действующих соглашений об уровне обслуживания.

Классическим решением для такого множества проблем является максимальная автоматизация и упрощение процессов путем консолидации на проверенных платформах, которые действительно работают. И одна из первых областей, где операторы ЦОД данных могут получить значительные преимущества, — это хранилища и сети хранения данных (SAN). Но сначала потребуется выполнить переход на системы хранения данных (СХД) на основе флеш-накопителей (All-Flash), а затем осуществить стандартизацию на основе сетей All-Ethernet, охватив при этом даже сети SAN. Такая сквозная IP-сеть обеспечит интеллектуальный подход к эксплуатации и техническому обслуживанию (ЭиТО).

Встав на этот путь, организации могут сделать большие шаги для выполнения своих обязательств в области устойчивого развития, сократив не только потребление энергии, но и «беспокойство по поводу выбросов углерода».

Использование флеш-памяти в любых сценариях поможет снизить требования к охлаждению хранилищ данных на 70% и, следовательно, сократить энергопотребление и затраты, обеспечивая при этом аналогичную емкость хранилища на половине занимаемой площади. То есть выигрыш тройной. В течение следующих пяти лет это преимущество флеш-памяти будет только увеличиваться.

Кроме того, такой подход обеспечивает прирост производительности, жизненно необходимый организациям в период цифровой трансформации. «Цифровая трансформация привела к тому, что огромное количество офлайн-сервисов перешло в онлайн и один за другим стали появляться инновационные сервисы», — говорит Вэй Цин.

В качестве одного из примеров он рассматривает ситуацию в сфере электронной коммерции и мобильных платежей. Организациям требуется не просто высокая производительность, но и возможность масштабирования, чтобы обеспечивать стабильную работу во время оживленных рождественских распродаж, «Черной пятницы» и других событий, приводящих к колоссальному увеличению количества совершаемых покупок.

По словам Вэй Цина, ЦОД на основе концепции All-flash включает в себя «серверы на базе флеш-памяти, IP-сети центров с поддержкой протоколов доступа к SSD-накопителям Non-Volatile Memory express (NVMe), хранение данных на основе флеш-памяти для всех сценариев и интеллектуальные методы ЭиТО на каждом этапе жизненного цикла для множества нагрузок по обработке данных. На уровне хранилищ данных модернизация предполагает реализацию трех ключевых аспектов: флеш-память для любых сценариев, высокое качество всех продуктов серии и защита данных в рамках всех сценариев».

«Флеш-память для любых сценариев», — добавляет Вэй Цин. Это означает, что на флеш-носителях хранится разнообразная информация — не только критически важные данные корпоративных приложений, но и данные из периферийных ЦОД, высокопроизводительных вычислительных систем, инструментов анализа больших данных и других систем. Это также означает переход всех активов, от основного хранилища до вторичных ЦОД, на флеш-память, хотя могут использоваться устройства на базе более медленной, но дешевой технологии флеш-памяти (такой как QLC NAND) для приложений, не считающихся критически важными, например для резервного копирования или хранения «холодных» данных.

Будущее SAN — NVMe over RoCE


Но хранилище на флеш-накопителях — это только одна половина уравнения. В настоящее время сети хранения данных сталкиваются с двумя ключевыми проблемами. Одна из них связана с использованием различных типов сетей, что усложняет развертывание и управление. Вторая возникает из-за Fibre Channel.

Протокол передачи данных Fibre Channel начал активно применяться около двух десятилетий назад, что совпало с первым бумом интернет-компаний. Это стало мейнстримом, поскольку архитектуры сетевых хранилищ уступили место сетям хранения данных (SAN), а эффективность сетей SAN, которые могут простираться на километры, перевешивает стоимость хранилищ с поддержкой протокола Fibre Channel.

Однако относительно медленное развитие протокола с точки зрения производительности привело к разработке СХД и сетей на базе технологии NVMe over RoCE [NVMe через прямой удаленный доступ к памяти по конвергентной сети Ethernet].

NVMe over RoCE воплощает в себе три основные технологии, способные обеспечить время доступа на уровне микросекунд к инфраструктуре хранения данных в любом месте ЦОД. Например, флеш-система OceanStor Dorado от Huawei может похвастаться задержкой всего до 0,05 мс. Протокол NVMe, конечно, стал стандартом для доступа к хранилищу по шине PCIe как на ПК, так и на серверах, поскольку он обеспечивает несколько высокоскоростных каналов, которые можно использовать параллельно. NVMe поддерживает втрое большее количество операций ввода-вывода в секунду по сравнению с обычными интерфейсами SCSI при доступе к твердотельным накопителям.

В то же время технология удаленного прямого доступа к памяти (RDMA) обеспечивает передачу данных от сервера к серверу и от сервера к хранилищу непосредственно между памятью приложений, минуя процессор и операционную систему и эффективно передавая данные из памяти в Ethernet-порт, как на сервере, так и в систему хранения данных. RDMA первоначально разрабатывалась для сред высокопроизводительных вычислений (HPC), поскольку обеспечивает высокую производительность, низкую задержку и меньшую загрузку процессора.

Третья часть — это конвергентный Ethernet (CE), усовершенствованная версия Ethernet, использующая контроль потока на основе приоритетов (Priority Flow Control, PFC) в целях обеспечения нулевой потери пакетов, являющейся одним из главных недостатков стандартного Ethernet. Почему это важно? Потеря пакетов была ахиллесовой пятой Ethernet с момента его появления. В результате в условиях нагрузки производительность становится нестабильной, а в случае потери всего 0,1% пакетов общая производительность сети может снизиться вдвое. Коммутаторы CloudEngine помогут решить эту проблему, а запатентованный алгоритм Huawei iLossless-DCI предоставит доступ к искусственному интеллекту, обученному на миллионах случайных сетевых выборок, в целях автоматической оптимизации сетевого трафика и повышения производительности в десять раз.

Однако CE требует поддержки сетевых карт, сетевых коммутаторов и массивов флеш-памяти, в то время как сетевые карты должны поддерживать RoCE.

Следовательно, чтобы идти в ногу с развитием технологий, операторам ЦОД необходимо будет подготовиться к очередному этапу обновления хранилищ данных и SAN. Для организаций, использующих распределенные сети SAN на основе Fibre Channel, существенных изменений не предвидится, но рано или поздно они тоже поймут необходимость модернизации, учитывая стремление к сокращению совокупной стоимости владения более чем на 80% (по данным Huawei).

В основе решения Huawei лежит инновационная платформа NoF+, которая воплощает в себе отмеченную наградами итерацию NVMe over RoCE. Это решение стало одной из многочисленных успешных презентаций Huawei на выставке Interop 21 в Токио в начале этого года, когда компания получила высокую оценку за свою высокопроизводительную сеть хранения данных Huawei CloudEngine+Dorado V6+DC908 нового поколения с возможностью использования несколькими ЦОД.

Решение уже было неоднократно внедрено клиентами, которые перешли на единые IP-инфраструктуры. Huawei приводит пример крупного клиента из банковского сектора, который внедрил оборудование для хранения данных Huawei CloudEngine в рамках инициативы, нацеленной на переход с Fibre Channel SAN на NoF+ от Huawei. В результате клиент получил 86-процентный прирост производительности хранилища данных, вдвое сократил задержки и повысил надежность своей сети хранения данных, а также упростил процессы эксплуатации и технического обслуживания.

NoF+ входит в состав пакета сетевых решений Huawei CloudFabric для гиперконвергентных центров обработки данных, с помощью которого организации могут создавать централизованные сети хранения данных на основе Ethernet и протокола RoCE с поддержкой сетей SAN, способных передавать данные без потерь по Ethernet на расстояние до 70 км.

NoF+ предоставляет ряд других ключевых функций высокого класса, включая отработку отказа в течение нескольких секунд благодаря упреждающему обнаружению непрямых неисправностей и генерации уведомлений, что в стандартном Ethernet недоступно. В случае сбоя узла, службы будут автоматически переключены в течение нескольких секунд.

Кроме того, решение NoF+ способно заблаговременно прогнозировать производительность сети и, следовательно, заранее оптимизировать требования к ее обслуживанию путем формирования выборок и применения алгоритмов предварительного прогнозирования потоков сетевого трафика.

Это лишь несколько аспектов, реализованных в NoF+ наряду с инфраструктурой на основе флеш-памяти, которые могут помочь повысить производительность и надежность и снизить требования к эксплуатации и обслуживанию ЦОД. Благодаря непрерывному развитию технологий All-flash и NoF+, в настоящее время появляются экологичные интеллектуальные центры обработки данных All-flash, которые помогают человечеству минимизировать негативное воздействие на окружающую среду.

Нажмите здесь для получения дополнительной информации о сети хранения данных нового поколения Huawei NoF+.
Технический директор по работе в компаниями финансового сектора, Huawei

Вверх