Инфраструктура облачного дата-центра

РЕШЕНИЕ QFABRIC разработано на основе сетевой архитектуры «3-2-1» компании Juniper, которая преобразовывает традиционную трехуровневую сеть ЦОД в сверхпроизводительную одноуровневую. На фото — система Juniper QFX3008 Источник: Juniper Networks

Чтобы понять, в какой степени и как именно изменились за последние годы слагаемые спроса на инфраструктурные продукты для ЦОД в связи с распространением технологий виртуализации и облачных вычислений, мы опросили ведущих экспертов, производителей и дистрибьюторов ИТ-систем из разных сегментов рынка.

Прежде всего попытаемся понять, в чем главные отличия облачного дата-центра от необлачного. Максим Крючков, руководитель направления облачных сервисов компании «Энвижн Груп», считает, что «в обычном ЦОД установленные в стойки серверы выполняют определенные, как правило выделенные задачи. А характерными признаками облачного ЦОД являются консолидация и виртуализация серверов, наличие гипервизора и высокий уровень автоматизации управления вычислительной инфраструктурой».

«Сами серверы было бы неправильно делить на те, что предназначены для облачных ЦОД, и те, которые предназначены для необлачных», — считает Андрей Ковалев, директор департамента корпоративных решений Dell. Все зависит от того, какой конкретно набор задач предполагается решать на базе этих вычислительных устройств. То есть «облачные» характеристики серверов не заложены в их конструкцию или архитектуру. С этим утверждением, наверное, поспорили бы специалисты Cisco, разработавшие для ЦОД унифицированную вычислительную платформу Unified Computing System. Но нас сейчас интересует не вычислительная начинка дата-центров, а их инфраструктура — коммуникационное и инженерное обеспечение.

Сетевое оборудование

Распространение виртуализации и облачных вычислений оказало влияние главным образом на развитие сетевых технологий.

«Если несколько лет назад решения для ЦОД воспринимались как узкоспециализированные и значительный акцент на развитии данной индустрии делался на нескольких производителях (как правило, «серверных» решений), то в настоящий момент основные лидеры рынка ИТ-технологий не только вовлечены в процесс создания инновационных решений, но и выделяют данную область в отдельный целевой перспективный сегмент. В частности, одним из факторов, послуживших толчком для изменения концепции построения ЦОД, было появление и популяризация технологий виртуализации и последующая миграция систем в облака. Изменившаяся идеология построения дата-центров сформировала новые требования к коммуникационным продуктам», — отметил представитель компании «Марвел».

По словам Михаила Коробко, руководителя департамента телекоммуникационных решений компании Landata, на рынке появились, например, такие решения, как Fibre Channel over Ethernet (FCoE), обеспечивающие функционирование распределенных ЦОД на уровне сетевой инфраструктуры.

«Ведущие вендоры сетевой индустрии предлагают новые типы оборудования, конвергирующие в себе сервисы как традиционных сетевых технологий LAN/WAN, так и технологий передачи данных в сетях хранения. Например, новая линейка QFX компании Juniper Networks, помимо объединения в едином устройстве технологий Fibre Channel и Ethernet, а также поддержки FCoE, реализует совершенно новый взгляд на построение сетей ЦОД, предлагая отличную производительность, гибкость и масштабируемость при помощи технологии Qfabric», — говорит Коробко.

Валерий Щукин, генеральный менеджер компании Merlion Projects, тоже полагает, что виртуализация и облачные вычисления изменили структуру спроса на сетевое оборудование дата-центров. «Виртуальные серверы представляют собой, по сути, файлы-образы, содержащие, помимо информации и приложений, еще и технические данные. Все это выливается в резкое увеличение нагрузки на системы хранения. Растет объем информационных потоков внутри ЦОД — взаимный обмен данными между оборудованием дата-центра вырос в десятки раз. Это обусловливает увеличение нагрузки на внутреннюю кабельную систему — СКС. Выше стали требования к быстродействию ее элементов. То есть, помимо собственно изменения структуры спроса на инфраструктурные продукты, принципиально изменились требования к ним», — подчеркивает он.

Роман Китаев, глава представительства CommScope Enterprise, отмечает, что физические кабельные подключения в современных ЦОД принципиально отличаются от тех, что используются в зданиях. В последнем случае устанавливаемая СКС скорее похожа на статичные системы водоснабжения или канализации и практически не подлежит изменению в течение срока службы. Так было и в первых дата-центрах. Сегодня ситуация в них совершенно иная. СКС в ЦОД теперь строятся по модульному принципу, чтобы обеспечить максимальную гибкость, возможность легко монтировать или демонтировать отдельные элементы кабельной инфраструктуры и даже использовать их повторно в других вычислительных системах.

«Здесь можно провести аналогию с кубиками Lego. В зависимости от потребности клиент выбирает определенные компоненты и быстро строит из них свою СКС. Именно такой принцип наиболее удовлетворяет требованиям облачных дата-центров. А СКС в этом случае уже не рассматривается как единовременная инвестиция и чистые затраты», — рассказывает Китаев.

Реализация в дата-центрах облачной концепции и технологий виртуализации обусловила переход на так называемые фабрики в сетях хранения и локальных сетях. А этот тип оборудования по умолчанию должен обеспечивать обмен информацией с низкой задержкой трафика и поддерживать большие потоки данных на линии сервер — сервер или сервер — система хранения. И эта архитектура требует от СКС новых возможностей, прежде всего более высокой пропускной способности. Отсюда переход к более производительным сетевым протоколам и рост объемов применения оптических кабелей, соединений, кроссовых панелей.

«Наверное, сейчас оптика уже начинает доминировать в структуре затрат на СКС в ЦОД. Не по количеству портов, а по объему затрат. Если брать усредненные цифры, примерно 60% приходится на оптику и 40% на медь», — говорит Китаев.

И, как утверждается в исследовании компании Nemertes Research, стандартом де-факто в ЦОД становятся десятигигабитные Ethernet-соединения.

Электропитание и охлаждение

Существенным образом виртуализация и облака затронули и то, что имеет опосредованное отношение к информационным технологиям, — системы инженерного обеспечения вычислительных центров.

Как заявил Сергей Щербаков, руководитель группы системных инженеров из подразделения IT Business компании Schneider Electric, виртуализация привела к снижению суммарного энергопотребления ИТ-оборудования в первое время и повышению эффективности работы ИТ-систем на уровне железа, но из-за продолжающегося увеличения парка ИТ-оборудования заказчики быстро вернулись к прежним суммарным показателям потребления энергии, правда, уже совсем с другой плотностью мощности. Что, собственно, и потребовало в большинстве случаев проведения модернизации и замены инженерных систем на новые, способные обеспечить работоспособность ИТ высокой плотности мощности — от 10 кВт на стойку и выше. Облачные вычисления тоже сильно меняют подходы к созданию инженерных систем. С одной стороны, это снижение требований к надежности инженерных систем площадки благодаря простой возможности создания резервных объектов, а с другой — с учетом, как правило, больших размеров площадок, — передача ответственности за работу инженерных системы от ИТ-персонала соответствующим службам. Ну и последний, но не менее важный момент — повышенные требования к эффективности работы инженерных систем, так как этот показатель наиболее сильно влияет на время возврата инвестиций владельцев данных площадок, отмечает Щербаков.

За последние три года в ассортименте Schneider Electric появились новые продуктовые направления, ориентированные на применение в виртуализованных и облачных ЦОД. Это продукты, обеспечивающие работоспособность высокоплотной ИТ-нагрузки: компактные системы распределения питания, блоки розеток большой мощности, внутрирядные, навесные межрядные кондиционеры, системы контейнеризации и т. д. И конечно, особое внимание уделяется эффективности их работы. Для ее повышения используется модульный подход, позволяющий добиться оптимальной загрузки, современные системы охлаждения, реагирующие на изменение мощности потребления и тепловыделения, специализированное ПО для анализа и оптимизации инженерных ресурсов.

Одновременно с системами бесперебойного электропитания меняются и технологии кондиционирования. По мнению Щукина, активное внедрение технологий виртуализации приводит к росту загрузки серверов, соответственно растет нагрузка на системы охлаждения. Все технологические решения, которые находятся в русле данной тенденции, получили новый стимул к развитию. Прежде всего, это системы охлаждения и вентиляции. Отдельно стоит упомянуть решения, позволяющие модернизировать существующий ЦОД, увеличить его эффективность без лишних инвестиций. Например, передвижные кондиционеры для охлаждения серверных стоек, на которых резко увеличилась нагрузка, без перестройки всей системы охлаждения.

Меняется спрос

Изменились не только сами решения для ЦОД, но и спрос на них в канале. Причем некоторые продукты или технологические направления, ориентированные на применение в ЦОД и казавшиеся прежде перспективными, не подтвердили свою «состоятельность» на рынке.

«Раньше большинство телекоммуникационных объектов строилось преимущественно на подобных системах постоянного тока с применением инверторов, работающих от переменного напряжения. Сегодня такой подход скорее исключение из правил. Что касается продуктовых направлений, демонстрирующих рост, то здесь стабильно растут все компоненты архитектуры InfraStruxure (а именно стойки, трехфазные ИБП, системы охлаждения), что совпадает с общей рыночной тенденцией. Отдельно нужно отметить рост в области программно-аппаратных комплексов по управлению инженерной инфраструктурой ЦОД: соответствующие решения, появившиеся на рынке относительно недавно, имеют большой потенциал и демонстрируют наиболее динамичный рост», — говорит Сергей Щербаков из Schneider Electric.

Василий Лапшин, руководитель направления продаж GE DE компании «Абитех», полагает, что сами технологии предлагаемых на рынке ИБП не изменились, зато поменялся объем спроса на них: «Распространение технологий виртуализации и облачных вычислений привело лишь к тому, что объем вычислений возрос, а значит, возросли требуемые для ИТ-оборудования электрические мощности. Увеличилась потребность в строительстве более мощных ЦОД, с более мощными системами бесперебойного питания».

Масштабное строительство ЦОД и их укрупнение привели к росту объемов продаж мощных онлайновых ИБП, в свою очередь замечает Денис Андреев, руководитель департамента систем бесперебойного питания компании Landata. В модельном ряде Eaton, чью продукцию поставляет Landata, это особенно ярко выражено на примере модульных ИБП BladeUPS 12-60 кВА/кВт, параллельных систем на основе ИБП 9390 40-160, которые можно включить в параллель до пяти штук, а также параллельных систем на основе ИБП 9395 225-1100, допускающих умощнение системы до 8 ИБП.

«Необходимо отметить, что столь высокая востребованность источников бесперебойного питания Eaton именно в ЦОД обусловлена грамотной технологической политикой самого вендора. Eaton предлагает ряд функций, позволяющих сделать работу системы более эффективной. Это технология увеличения КПД Energy Saver System (ESS), адаптивная система управления модулями Variable Module Management System (VMMS) и технология параллельной работы ИБП HotSync», — пишет в своем комментарии Денисов.

В компании «Абитех» замечают, что за последнее время значительно возрос интерес к технологиям, позволяющим существенно сократить затраты на эксплуатацию ЦОД. Объемы продаж систем, поддерживающих данные технологии, пока незначителен, но перспективы использования таких продуктов велики. А применительно к ИБП возрос интерес (и, соответственно, появились технологии) к системам с КПД около 99%, и при этом обеспечивающим требуемую защиту ИТ-оборудования по качеству электропитания. В частности корпорация GE выпустила в серийное производство классические трансформаторные ИБП мощностью до 500 кВА (до 3 МВА в параллель), имеющие режим еBoost, позволяющий добиться общего КПД системы 99% и времени переключения на стандартный режим двойного преобразования не более чем 2 мс (с учетом всех переходных процессов). Данный режим может быть активирован как для одиночного ИБП, так и для параллельной системы с любым уровнем резервирования.

[ Представители Merlion Projects подчеркивают, что их компания активно развивает направление услуг по проектированию и строительству ЦОД для заказчиков. Естественно, это расширило и спектр производителей, с которыми фирма сотрудничает. В продуктовом портфеле сейчас представлены такие вендоры по СКС, как Lanmaster, Panduit, Molex. Кроме того, компания активно развивает свои компетенции в работе с электрооборудованием. ]

[ Меняется и спрос на системы охлаждения. В Schneider Electric данное продуктовое направление активно растет, в том числе и за счет приобретения компании Uniflair и продвижения в существующие каналы продаж. Кроме того, крайне значимой частью бизнеса Schneider Electric является сервис, как регулярное обслуживание, так и профессиональные услуги (термография, энергоаудит). В некоторых европейских странах сервис составляет около 50% оборота компании, и в России у этого направления огромные перспективы, поэтому ему уделяется большое внимание. ]

Что касается сетевого оборудования, то, по замечанию пресс-службы Landata, в продуктовом портфеле этой компании среди инфраструктурных направлений, ориентированных на применение в ЦОД, наибольшую динамику показали направления Juniper Networks и Avocent.

Тот факт, что инфраструктурная оснастка центров обработки данных в течение последнего времени качественно обновилась под влиянием виртуализации и облачных вычислений, указывает, что эти технологические концепции — не очередная выдумка маркетологов. Виртуализация и облачные вычисления — востребованные рынком инструменты, ведущие к очередному сдвигу парадигмы в ИТ-индустрии.