Когда речь заходит о изменениях в области облачных вычислений и дата-центров, то тренды говорят сами за себя.
Мы в 1cloud работаем над собственным облачным сервисом и просто не можем обойти стороной происходящие перемены. Объём использования облаков продолжает расти – по данным Gartner, в 2016 году на облачные ресурсы придется значительная часть трат всех ИТ-бюджетов.
Более того, как отмечает Cisco, к 2018 году 78% всех рабочих нагрузок будут обрабатываться облачными дата-центрами. Также к 2018 году 59% общей облачной нагрузки придется на SaaS. В наше время невозможно представить работу крупного банка или телекоммуникационного оператора без обработки огромного объема данных, которые нужно где-то хранить, как-то обрабатывать и передавать. Все это ведет к значительным и стремительным изменениям в работе дата-центров.
Точкой отсчета новой эры можно считать виртуализацию, которая стала ключевым фактором к повышению эффективности использования оборудования. Как вскоре выяснилось, виртуализировать можно практически все: серверы, системы хранения данных, телефонные и почтовые сервисы.
Первыми организациями, которые от понимания вопроса перешли к конкретным действиям, стали развивающиеся интернет-компании, на тот момент вынужденные справляться с немыслимыми темпами роста клиентской базы и обеспечивать высокие требования к инфраструктуре.
Затем появились первые поставщики облачных услуг, продуктами которых стали доступные для аренды виртуализированные серверы и программное обеспечение. Третьей волной к виртуализации подошел корпоративный рынок, для которого к тому времени уже появились доступные и проверенные решения.
В связи с этим начали развиваться новые технологические подходы к организации ИТ-инфраструктуры центров обработки данных. Первое, о чем стоит упомянуть, это о появлении систем управления и оркестрации сервисов инфраструктуры, которые превращают набор виртуализированных серверов в системы предоставления облачных услуг, например SaaS, PaaS, IaaS. Все это в определенной степени увеличило степень утилизации серверов и сетевых соединений в дата-центре.
Однако главной движущей силой рынка ЦОД становится модель converged infrastructure (CI), иначе говоря – конвергентная инфраструктура. Такую инфраструктуру стоит называть не столько движущей силой, сколько вероятным форм-фактором дата-центров будущего. По своей сути, конвергентная инфраструктура являет собой вариант консолидированной организации различных ИТ-компонентов в оптимизированное вычислительное решение. В общем случае в него входят: серверы, сетевое оборудование, системы хранения данных и необходимое для управления программное обеспечение.
CI позволяет бизнесу централизовать управление ИТ-ресурсами, консолидировать системы и снизить издержки. Реализация всех этих целей достигается за счёт создания пула вычислительных узлов и других ресурсов, распределяемых между приложениями. Если ранее под каждым сервисом или приложением подразумевался отдельный вычислительный ресурс, то конвергентная модель оптимизирует их использование.
Катализатором развития конвергентной инфраструктуры можно считать технологии, связанные с флеш-памятью.
Естественной реакцией разработчиков архитектур дата-центров на появление большого количества энергонезависимых технологий (скорость чтения данных которых во много раз выше, чем у дисковых накопителей) стало создание кластера из микросхем флеш-памяти под управлением чипа, эмулирующего контроллер диска. SSD заменяет жесткие диски в критически важных местах – этот процесс происходит в дата-центрах уже на протяжении нескольких лет.
На серверном поприще SSD начали вытеснять небольшие встроенные SAS-накопители с низкой задержкой. Что касается остальной части сервера, то большие пулы флеш-памяти стали альтернативой или интерфейсом для крупных дисковых массивов с высоким объемом. Также периодически поступают предложения заменить хранилища «холодных» данных –медленные высокоемкие диски, где хранятся редко используемые данные – флеш-массивами.
Стоит понимать, что облака оказывают серьезное влияние и на сетевые решения. Облачные технологии повысили зависимость многих компаний от работы дата-центров, потому современные ЦОД должны функционировать без сбоев и остановок сервисов, предоставляя доступность на уровне, близком к 100%.
По данным Statista.com, всего пару лет назад, в 2012 году, годовой объем трафика дата-центров составлял 1 эксабайт, а в 2015 году он приблизился к 3 эксабайтам. По прогнозам экспертов, в 2019 году трафик ЦОД составит 8,6 эксабайт в год.
В связи с этим архитекторам дата-центров нужно уметь грамотно спрогнозировать нагрузку еще на этапе строительства – это совсем нетривиальная задача. Изначально слишком большая инфраструктура в первое время будет не выгодна в эксплуатации и будет просто греть воздух в ЦОД.
Архитекторы должны понимать, что работа с конвергентными системами и мультитенантными платформами накладывает специфические требования к построению питания и охлаждения, которые должны быть легко масштабируемы и эффективны с точки зрения затрат. Именно необходимость поддерживать низкую температуру заставляет мировые компании открывать дата-центры в самых необычных местах.
Шведский провайдер Bahnhof AB построил дата-центр в Стокгольме в бывшем бункере на глубине 30 метров. Вырубленное в скале помещение после реконструкции осталось нетронутым, насколько это возможно, хотя и было слегка расширено, чтобы уместить там офис.
Поспорить с ним может проект Ice Cube, расположенный рядом с полярной станцией Амундсена-Скотта, недалеко от Южного полюса. Этот дата-центр считается самым южным в мире и служит для обработки больших объемов данных, генерируемых различными научно-исследовательскими приборами станции.
Природные аномалии вообще очень часто используются для того, чтобы добиться максимального эффекта охлаждения при работе дата-центров. К примеру, центр Green Mountain, расположенный в норвежском фьорде, охлаждается за счет потоков воздуха, формируемых в узких проемах между горами. Такой подход достаточно экологичен и позволяет существенно экономить энергию, потребляемую охлаждающими установками.
Помимо подземных дата-центров, есть и другие необычные решения. Американские предприниматели решили запустить целую сеть плавучих ЦОД. Арнольд Магкейл (Arnold Magcale) и Дэниел Кекай (Daniel Kekai) считают, что такие дата-центры будут лучше защищены от природных катаклизмов вроде землетрясений, более того, в случае непредвиденной ситуации их можно переместить с места на место. На протяжении 6 лет стартап занимался постройкой тестового ЦОД: проект включал в себя регистрацию патента на систему охлаждения, использующей воду, по которой плывет дата-центр.
Эти необычные решения, когда работе дата-центров помогают силы природы, дают небывалую гибкость и возможности масштабирования, поскольку появляется возможность увеличивать мощности системы, не вкладывая дополнительные средства в покупку или совершенствование систем охлаждения.
В заключение хочется отметить, что все изменения, происходящие с инфраструктурой, взаимосвязаны, и очень часто прорыв в одной из областей, например устройствах хранения, влечет за собой череду других событий. В конечном счете, все усилия направлены на то, чтобы повысить конкурентоспособность и финансовые показатели дата-центров, предоставляющих облачные сервисы своим конечным пользователям, позволить проводить модернизацию без остановки сервиса и внедрять оптимальные решения.
P.S. Дополнительные материалы о нашей работе:
- Как мы создавали систему отслеживания нагрузки на серверы пользователей
- Как мы делали свою систему управления DNS на основе продукта ANS
- Высокая производительность и хостинг-инфраструктура: Опыт 1cloud
- О разных типах дисков на одной виртуальной машине
- Пятничный формат: ДНК и решение проблемы хранения данных
- Будущее хранения данных: Многослойные 3D-диски с большой емкостью
- Как флеш память изменит структуру дата-центров
