Гиперконвергентная инфраструктура
HCI часто рассматривают как альтернативу традиционным отказоустойчивым кластерам для развертывания критичных для бизнеса приложений, поскольку эти решения отличаются простотой развертывания и обслуживания и гибкостью масштабирования.
В последние годы быстро растет популярность решений для внедрения гиперконвергентной инфраструктуры (Hyper Converged Architecture, HCI). Многие компании рассматривают HCI как альтернативу традиционным отказоустойчивым кластерам для развертывания критичных для бизнеса приложений.
Используемые с 1990-х отказоустойчивые кластеры – это два или более мощных сервера среднего или старшего класса, объединенных с помощью специального ПО в единую систему с дисковым массивом high-end, на котором хранятся данные бизнес-приложений, работающих на серверах кластера. При сбое одного из серверов происходит перераспределение его рабочей нагрузки на остальные серверы кластера, за счет чего обеспечивается непрерывность работы приложений. Разумеется, для непрерывности приложений нужно обеспечить и высокую отказоустойчивость дискового массива кластера, поэтому в нем применяются различные механизмы защиты от сбоев, включая объединение дисков в RAID и репликацию данных на удаленную систему хранения.
Однако внедрение подобных решений требует больших затрат, особенно на приобретение дискового массива корпоративного класса, из-за высокой стоимости они недоступны небольшим компаниям. Кроме того, для их обслуживания требуется ИТ-специалист, хорошо разбирающийся в особенностях технологий кластеризации и систем хранения, а таких специалистов обычно нет в штате небольших компаний.
Развитие технологии
По мере прогресса технологий виртуализации в начале прошлого десятилетия появились программно определяемые системы хранения (Software Defined Storage, SDS), которые и являются основой гиперконвергентных решений. SDS позволяет применять вместо отдельного дискового массива обычный сервер стандартной архитектуры, на котором установлено ПО для виртуализации дисков сервера и объединения их емкости в один большой виртуальный диск. Правда, поскольку в дисковых массивах корпоративного класса обычно используются специальные интегрированные схемы ASIC, ускоряющие работу с данными и обеспечивающие дополнительные механизмы защиты от сбоев, они превосходят SDS по производительности и надежности, но при этом намного дороже.
Первые гиперконвергентные решения появились в середине 2010-х гг. и были рассчитаны в основном на небольшие компании и удаленные филиалы корпораций. В их названии часто присутствовало слово appliance (приставка), что должно было подчеркнуть простоту внедрения и обслуживания подобных решений.
Эти решения продвигались несколькими стартапами, из которых самым успешным оказалась компания Nutanix. Затем совершенствование технологии HCI позволило создавать на ее базе решения, способные обслуживать бизнес-приложения с высокой нагрузкой и повышенными требованиями к отказоустойчивости, которые используются в крупных организациях.
Возможности решений HCI
Инфраструктура HCI состоит из нескольких узлов (серверов), объединенных в кластер с помощью виртуализации. Одна часть узлов используется как серверы приложений (вычислительные узлы), а другая – как SDS (узлы хранения). В качестве и тех и других узлов выступают стандартные серверы, правда, если в вычислительном сервере обычно устанавливается только один или два диска, поскольку они нужны только для загрузки ОС сервера, то для узлов хранения лучше использовать те модели серверов, которые вмещают больше дисков, например двухюнитовые модели, в которых можно установить до 12 винчестеров формата 3,5 дюйма или 24 диска 2,5 дюйма.
Главное преимущество решений HCI по сравнению с традиционными отказоустойчивыми кластерами, помимо простоты развертывания и обслуживания, – это гибкая масштабируемость. Гиперконвергентную систему можно приобрести в относительно недорогой начальной конфигурации с тремя-четырьмя узлами, а затем, по мере роста нагрузки, которые создают развернутые на HCI бизнес-приложения, и объемов данных этих приложений либо запуска новых приложений, постепенно расширять конфигурацию, добавляя в HCI вычислительные узлы и/или узлы хранения. Таким образом, значительно снижается начальная цена программно-аппаратной платформы, используемой для обслуживания бизнес-приложений.