Унифицированная вычислительная система Cisco UCS: преимущества для виртуализации и облачных инфраструктур
Проблемы с электропитанием, нехватка площадей и мощностей охлаждения были всегда актуальны для центров обработки данных (ЦОД). В 2001 году инженеры компании RLX Technologies разработали первую блейд-систему, реализовав концепцию выноса за пределы материнских плат типовых серверных компонентов и консолидацию их в единой конструкции, называемой блейд-шасси. Таким образом, объемные элементы, производящие много тепла, выполняющие одинаковые функции, могли совместно использоваться группой серверов, которые, лишившись части составляющих, стали компактными и ультратонкими, за что и получили право называться «лезвиями». Стремительное развитие идея блейдов получила в 2005 году. Усовершенствованные блейд-системы появились в портфолио у многих игроков на серверном рынке. Концептуально архитектура у всех одинакова — блоки питания, вентиляторы, контроллеры управления, коммутаторы и другие вспомогательные элементы являются функциональными модулями блейд-шасси и используются серверами как общий пул ресурсов, благодаря чему удалось в несколько раз увеличить емкость вычислительных мощностей на единицу площади ЦОД, оптимизировать энергопотребление и упростить управление. Так в 42-юнитовой стойке уже помещается не 20–30 независимых серверов, а порядка 60 «лезвий», уменьшается кабельная инфраструктура, снижается время простоев, так как большинство элементов блейд-шасси зарезервированы и поддерживают горячую замену.
Несмотря на полученный результат, нехватка места и электропитания, недостаточная надежность, сложность и дороговизна администрирования сегодня представляют собой проблемы в большинстве ЦОД. Современными методами их решения являются виртуализация и автоматизация.
Постоянный рост производительности процессоров и количества адресуемой оперативной памяти, совместно с технологиями виртуализации, привели к тому, что плотность серверов в стойке 42 RU уже исчисляется не десятками, а сотнями или даже тысячами. Виртуальные машины мобильны и могут незаметно для потребителей перемещаться между физическими серверами, без выключения и деградации производительности, что позволяет свести к минимуму время простоя сервисов. Упрощение администрирования и снижение затрат на эксплуатацию достигается путем внедрения средств автоматизации. Динамическое предоставление мощностей по требованию является очередной ступенью эволюции центров обработки данных. Построение подобного рода систем требует тесной интеграции между всеми компонентами инфраструктуры: серверами, сетью, системами хранения, виртуализации и информационной безопасности.
Если говорить о серверной части, то большинство существующих на рынке блейд-систем являются заложниками архитектуры десятилетней давности и, с точки зрения управления, ограничены своими шасси. Объединение нескольких шасси в целостный пул вычислительных ресурсов зачастую влечет за собой дорогостоящую модернизацию оборудования и/или установку зонтичных систем управления, требующих дополнительных аппаратных ресурсов и сложных интеграционных работ. Но даже в этом случае полной автоматизации достичь не удается, так как изменение многих параметров, таких как настройки BIOS или версии прошивок аппаратных компонентов требуют вмешательства администратора.
Свое серверное решение — унифицированную вычислительную систему UCS (Unified Computing System), компания Cisco выпустила на рынок в 2009 году. В аппаратную архитектуру платформы, изначально заложены механизмы поддержки виртуализации и автоматизации.
Высокоскоростная система ввода/вывода, терабитная фабрика коммутации, отсутствие ограничений в использовании самых производительных процессоров и оперативной памяти, интеграция на уровне сети с гипервизорами, дают возможность запустить максимальное количество виртуальных машин. Наличие единой системы управления для всего набора аппаратных компонентов, автоматическое распознавание добавляемых блейд-шасси и серверов, шаблоны, профили и пулы ресурсов, программируемость и открытые интерфейсы взаимодействия с внешними системами мониторинга и автоматизации, делают UCS наилучшей платформой для построения облачных сред.
Отличительной архитектурной особенностью Cisco UCS от других серверных решений является наличие внешнего компонента Fabric Interconnect, который одновременно является контроллером управления и коммутатором для десятков блейд-корзин и сотен серверов. Такой подход дал возможность без дополнительных сложностей реализовать встроенный графический интерфейс управления всей инфраструктурой, автоматическое введение в эксплуатацию новых блейд-шасси, простое и быстрое резервирование и восстановление системы, единую точку интеграции с внешними продуктами для автоматизации и мониторинга. Физические свойства серверов меняются программным путем под требования операционных систем и приложений. Централизация управления позволяет выделять необходимые аппаратные ресурсы вне зависимости от их месторасположения.
Подключение всех серверов, выделенных под виртуализацию, к внешним системам хранения является неотъемлемой частью любого промышленного сценария внедрения. Еще несколько лет назад удовлетворение данного требования означало построение двух параллельных сетей — Ethernet и FC. Современные технологии позволяют обоим протоколам работать на едином наборе оборудования, используя одни и те же адаптеры, коммутаторы и кабельную инфраструктуру. Осуществить передачу FC трафика поверх Ethernet стало возможно благодаря появлению 10GbE и разработке компанией Cisco протокола FCoE (Fibre Channel over Ethernet), который на сегодняшний день является стандартом. Принцип конвергенции протоколов Ethernet и FC был заложен в архитектуру UCS изначально. Взаимодействие серверов со всеми необходимыми сетями — управления, передачи и хранения данных — осуществляется на базе минимального количества физических компонентов. Fabric Interconnect является универсальным, высокопроизводительным неблокируемым коммутатором всех типов трафика. Для отказоустойчивости в системе используется два Fabric Interconnect. Режим работы каждого из портов (1GbE, 10GbE/FCoE или FC) определяется установленным трансивером.
При внедрении виртуализации на обычных серверах есть сложность с контролем и приоритизацией трафика между виртуальными машинами.
Проблема усугубляется тем, что VM мобильны, а значит и политики доступа в сеть больше не могут быть статически привязаны к порту на физическом коммутаторе. В UCS-серверах используются технология VM-FEX и особые сетевые адаптеры, поддерживающие аппаратную виртуализацию. Это значит что гипервизор «видит» множество сетевых интерфейсов, и каждой виртуальной машине может быть выделен свой адаптер с уникальными настройками безопасности и ограничением по полосе пропускания. За счет интеграции системы управления UCS Manager с системами VMware vCenter и Microsoft System Center сохраняется эксплуатационная модель и упрощается поддержка виртуальной инфраструктуры — так в UCSM создаются и описываются политики подключения виртуальных машин в сеть, а в vCenter/MSSC они применяются к портам конкретных виртуальных машин. Если виртуальная машина мигрирует на другой сервер, то политика автоматически следует за ней без дополнительных настроек.
Накладные расходы виртуализации, связанные с обработкой сетевого трафика гипервизором, негативно влияют на производительность приложений, требовательных к подсистеме ввода/вывода. Технология виртуализации сетевого адаптера Cisco VM-FEX позволяет осуществить не программную, а аппаратную коммутацию трафика виртуальных машин ресурсами Fabric Interconnect, тем самым дает возможность виртуализировать такие ресурсоемкие приложения, как базы данных.
Преимущества UCS были по достоинству оценены заказчиками. Благодаря инновациям и уникальной аппаратной архитектуре, всего за 4 года UCS занял второе место на мировом рынке х86-серверов (источник IDC Worldwide Quarterly Server Tracker). Сотни компаний в России и Украине выбрали данное решение как платформу для своих бизнес-критических приложений, в том числе для миграции с RISC-овых систем. В качестве основных достоинств заказчики отмечают удобство системы управления, производительность, значительное сокращение кабельной инфраструктуры, простоту расширения и перехода к облачной модели предоставления сервисов.
Для Украины:
Более детальную информацию можно найти на сайте. Подробнее про центры обработки данных и про UCS (Unified Computing System). Если у Вас есть вопросы, звоните прямо сейчас на горячую линию Cisco в Украине: 0 800 503 337. Наши операторы всегда готовы помочь. Также Вы можете отправить он-лайн вопрос специалисту Cisco. Приобрести продукцию Cisco или узнать информацию о ценах можно у наших Партнеров. Они помогут подобрать и реализовать лучшее решение для Вашего бизнеса. Найти Партнера можно по ссылке.
Для России:
Более детальную информацию можно найти на сайте. Подробнее про центры обработки данных и про UCS (Unified Computing System). Если у Вас есть вопросы, звоните прямо сейчас на горячую линию Cisco в России: 8 800 700 05 22. Наши операторы всегда готовы помочь. Приобрести продукцию Cisco или узнать информацию о ценах можно у наших Партнеров. Они помогут подобрать и реализовать лучшее решение для Вашего бизнеса. Найти Партнера можно по ссылке.
Источник: Cisco
