Пути достижения готовности

К высокой готовности ведут многие взаимодополняющие пути. Два из них - виртуализация и автоматизация. Все решения объединяет то, что они не оборачиваются экономическими затруднениями, - наоборот каждый этап при правильном расчете приводит к положительным эффектам, как техническим, так и финансовым.

?Всегда доступно? - это требование означает, что сети, хранение данных, серверы, операционные системы, связующее программное обеспечение и приложения все время доступны для использования и находятся в постоянной готовности. Поэтому цель высокой готовности - снижение до минимума продолжительности запланированных и незапланированных простоев приложений. Приложения должны продолжать выполняться или быстро запускаться вновь и тогда, когда стандартная инфраструктура отключается из-за обслуживания или обновления либо подлежит ремонту. Игнорирование этих требований - со ссылкой на то, что полная отказоустойчивость в конечном итоге недостижима - может иметь наихудшие последствия для предприятия. Но даже если обойдется без катастрофических последствий, каждый час простоя сказывается на его рентабельности и репутации. Ясно, что стопроцентная отказоустойчивость недостижима. Кроме того, почти всегда значительно дороже поднять готовность с 99,99 до 99,999%, чем с 99,9 до 99,99% - несмотря на то что во втором, более благоприятном, случае время простоя сокращается на 8 ч в год, в то время как в первом - менее чем на 1 ч.

ПУТИ К ВЫСОКОЙ ГОТОВНОСТИ

К достижению высокой готовности администратор может идти разными путями, причем каждый подход предполагает промежуточные остановки. Одна из возможностей - использование генераторов и детекторов ошибок, которые принимают существующую систему ИТ как данность и ?просто? защищают ее от сбоев. На шаг дальше идет метод консолидации, используемый при новом структурировании ландшафта ИТ: уменьшение числа серверов, накопителей и приложений обеспечивает лучшую управляемость, распределение нагрузки и рентабельность всей системы. Точно так же необходима и стандартизация: эксплуатация системы становится более стабильной уже за счет устранения и преодоления излишней сложности и несовместимости.

Более подробно мы рассмотрим два тесно связанных между собой подхода: виртуализацию и автоматизацию. Концентрация и автоматическое выделение ресурсов ИТ обеспечивают оптимальную нагрузку и таким образом повышают - наряду с прочими мерами - готовность систем. Базовым принципом виртуализации является разделение аппаратного обеспечения, программного обеспечения и данных. Тем самым оборудование становится свободным (способным к объединению в пул), и число необходимых устройств сокращается. Сегодня на предприятиях часто используются так называемые изолированные архитектуры. Это означает, что каждому приложению выделяются собственный сервер, собственная база данных и собственная система хранения. И каждому приложению в целях отказоустойчивости предоставляется максимум ресурсов для выравнивания пиковых нагрузок. Виртуализация отделяет приложения и данные от специализированных систем и тем самым обеспечивает лучшее распределение нагрузки и одновременно более высокую готовность, поскольку в идеальном случае любому приложению доступен любой ресурс.

Для достижения такого эффекта предлагаются четыре базовых технологии: централизованное предоставление программного обеспечения предусматривает централизованное хранение операционной системы и приложений. В случае высоких требований к производительности они размещаются на дополнительных серверах. Это происходит путем загрузки либо на целевые системы, либо из центрального хранилища. Динамическое разбиение на разделы при помощи аппаратных функций делит сервер на виртуальные серверы (разделы). Величина раздела может изменяться в оперативном режиме. В случае виртуальных машин на реальной системе работают разные экземпляры операционных систем - речь может идти не только о разных версиях, но и о различных операционных системах. Система динамического распределения рабочей нагрузки автоматически разделяет нагрузку между разными серверами.

Впервые идея виртуализации серверов была реализована в мэйнфреймах. Изначально процессы, оперативную память и каналы ввода/вывода для определенных приложений можно было выделять лишь путем физического разбиения на разделы. Как только такое выделение стало возможно программными способами, физический сервер стали разделять на несколько логических. И, наоборот: из нескольких физических серверов (в том числе установленных раздельно) в случае необходимости собирался логический. Решающим фактором - так же, как и сейчас, когда виртуализуются не только мэйнфреймы, - является возможность администрирования всей системы. В первую очередь, она позволяет связывать процессоры или их логические области, внутренние жесткие диски, системные шины, память и каналы ввода/вывода в пулы и предоставлять их для приложений заново скомбинированными и оптимизированными.

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ

Выделение ресурсов может происходить в четко определенное время, например, для ежемесячного расчета заработной платы, однако это может быть и спонтанная реакция на события, когда возникает потребность в дополнительных ресурсов - так происходит в случае достижения определенной нижней границы соглашения об уровне сервиса (Service Level Agreement, SLA).

Действительно надежно подобный виртуальный ландшафт ИТ может функционировать лишь тогда, когда управление системой способно автоматически регулировать множество, часто очень кратковременных, изменений в размещении ресурсов путем добавления процессов, подключения дополнительной вычислительной мощности и т. д. Однако тот вклад, который виртуализация способна внести в повышение готовности, в корпоративных ИТ еще полностью не исчерпан. Сценарии и пакетные задачи, где обобщается определенный порядок действий, до сих пор применялись преимущественно в крупных вычислительных центрах, но они предлагают лишь первый, маленький, шаг. Процессы могут быть правильно развернуты только при использовании менеджера рабочей нагрузки, посредством которого в любой момент можно контролировать фактическое состояние системы. В случае изменения нагрузки в дело вступают заранее определенные механизмы регулирования -- они активируют дополнительные (физические и/или логические) компоненты и запускают процедуру соответствующей миграции приложений для восстановления желаемого оптимального состояния. Такой подход функционирует даже при внезапном отказе аппаратного обеспечения. В то время как в традиционном вычислительном центре правила необходимо составлять для каждого приложения в отдельности, виртуализация позволяет использовать общие централизованные правила для всех приложений.

Однако хороший административный инструмент не только реагирует на любые события, но и предупреждает об угрожающих проблемах и предлагает возможности детализированного анализа на нескольких уровнях, чтобы системный администратор в случае необходимости мог провести сколь угодно глубокое исследование и оценку проблемы. По сравнению с управлением вручную автоматические решения гораздо меньше предрасположены к ошибкам. А благодаря своей очень быстрой адаптации к измененным профилям нагрузки они вносят важный вклад в повышение готовности используемой системы.

ВИРТУАЛИЗАЦИЯ ХРАНЕНИЯ

При виртуализации хранения создаются логические, независимые от физических условий области хранения. Устранение непосредственной связи между сервером и системами хранения открывает серверу доступ ко всем расположенным в сети хранения данных (Storage Area Network, SAN) ресурсам в виде (виртуального) жесткого диска. Благодаря этому разделению логического и физического уровня подключенным серверам больше не нужно учитывать особенности различных физических устройств и сред хранения. За самооптимизирующимся управлением физическими накопителями отвечает внутренний интеллект виртуализованной системы.

Виртуальные ленточные устройства помогают предоставить необходимую емкость всем подключенным приложениям при сравнительно небольшом числе физических носителей. Они отделяют реальный ленточный архив от серверов и, таким образом, без проблем адаптируются к изменениям в системной среде, поскольку уже не зависят от драйверов, адаптеров главной шины, состояния встроенного программного обеспечения и версий операционных систем. Тогда как приложение, к примеру при выполнении, продолжает исходить из того, что работает с обычными магнитными картриджами, в виртуальном ленточном архиве происходит промежуточное копирование на магнитный диск - физически данные сохраняются на картридже лишь после полного копирования в виртуальный том. Для обеспечения безопасности данных на это время внутренним накопителем для виртуальных томов служит высокопроизводительный массив независимых дисков с избыточностью (Redundant Array of Independent Disks, RAID).

Разделение логического и физического представлений позволяет как повысить скорость обработки при доступе к накопителям, так и более оптимально использовать доступную емкость картриджей. В отличие от традиционных архивов значительное увеличение производительности происходит одновременно со снижением потребности в ресурсах. Кроме того, накопители могут быть динамически расширены, а неисправные ленточные накопители - заменены в процессе работы, что также повышает уровень готовности.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Благодаря виртуализации и автоматизации можно значительно повысить общую готовность систем. Одновременно обе технологии способствуют долгосрочному повышению эффективности и гибкости эксплуатируемого оборудования. Тем самым они составляют важный компонент динамической инфраструктуры ИТ, отличающейся высокой готовностью, экономической эффективностью и необходимой адаптацией к текущим требованиям.