Гиперконвергентные инфраструктуры: предпосылки появления, краткий обзор применения, перспективы развития

Статья посвящена предпосылкам появления гиперконвергентных инфраструктур и основной проблематике, связанной с началом их эксплуатации.

Ключевые слова: гиперконвергентные инфраструктуры, HCI, Hyper-converged infrastructure, виртуализация, виртуальные машины.

Современный мир меняется благодаря появлению новых технологий. Так, с момента начала эры интегральных микросхем, научные достижения в этой области позволили развить их возможности на более чем семь порядков (!) за мене чем пять десятков лет. Несомненно, что эти новые возможности, реализованные в технологиях, приводят к тектоническим изменениям в повседневной жизни людей, и, как следствие, делают эти технологии неотъемлемой частью существования как отдельно взятых личностей, так и организаций, в особенности, в области работы с информацией.

За последнее десять-пятнадцать лет в организациях в сфере работы с информацией появилось огромное множество полезных технологий. Тем не менее, одну следует выделить особо. Речь идёт о технологии виртуализации, переросшей в целую концепцию, которая изменила и продолжает изменять то, как строятся информационно-коммуникационные системы предприятий.

Вкратце, виртуализа́ция являет собой предоставление набора вычислительных ресурсов или их логического объединения, абстрагированное от аппаратной реализации, и обеспечивающее при этом логическую изоляцию друг от друга вычислительных процессов, выполняемых на одном физическом ресурсе.

Появление концепции виртуализации весьма быстро привело к взрывному росту использования виртуальных машин в ИТ средах предприятий. Более того, с течением времени, этот процесс ускорился и продолжает ускоряться. Так, чтобы повысить эффективность эксплуатации ИТ ресурсов, организации стремятся все глубже и глубже виртуализировать свои ИТ-инфраструктуры. Это рано или поздно приводит к бесконтрольному росту числа виртуальных машин, во-первых, и отсутствию понимания степени их утилизации (полезного использования), во-вторых. Как следствие, данные две проблемы стали ключевыми факторами, которые начали быстро создавать существенные сложности для ИТ администраторов. В дополнение к этому, по мере разрастания объемов критически важных данных и роста организаций, естественным образом продолжила возрастать степень сложности ИТ инфраструктур, изобилующих изолированными точками хранения информации, находящейся под управлением разных администраторов. В особенности, эти процессы усложнения стали присущими динамическим критически важным средам, в которых возникновение ошибочного действия или отсутствие должной реакции на нештатную ситуацию может привести к значительным негативным последствиям как минимум для работоспособности приложения, удобства работы с этим приложением для конечных пользователей, или, что наиболее опасно, к падению выручки компании. Все эти факторы стимулировали появление концепции гиперконвергентных инфраструктур.

Под гиперконвергентой инфраструктурой (HCI — Hyper-converged infrastructure) понимают полностью программно определяемую ИТ-инфраструктуру, которая виртуализирует все элементы обычных «аппаратно-определенных» систем. HCI включает в себя, как минимум, виртуализованные вычисления (гипервизор), виртуализованную сеть хранения данных (программно определяемая система хранения данных) и виртуализованную сеть общего назначения (программно определяемая сеть). Гиперконвергентная инфраструктура обычно работает на базе стандартных коммерческих серверах х86 архитектуры.

В настоящий момент, гиперконвергентная инфраструктура становится популярной архитектурой, особенно для тех организаций, которые осуществляют процессы консолидации в рамках гибридной ИТ-стратегии. Последняя предполагает расширение вычислительных ресурсов и систем хранения данных за пределы периметра предприятия. Исходя из текущего уровня развития решений, использующих гиперконвергентные инфраструктуры, можно сказать, что, в ближайшем будущем, они станут основой для ИТ инфраструктур следующего поколения. Такие инфраструктуры будут активно эксплуатироваться как на достаточно крупных предприятиях, так и в компаниях среднего размера, а равно и в условиях удаленных развертываний. Гибридное облако — вот тот рубеж, к которому стремится гиперконвергентная инфраструктура. Чтобы раскрыть его возможности для организаций и поставщиков услуг подавляющее большинство производителей постоянно работает над такими важными задачами как: реализация облачной оркестрации, а также над поиском методов миграции рабочих нагрузок.

Тем не менее, у многих организаций по-прежнему остаётся сравнительно высокая степень неопределенности в отношении необходимости внедрения гиперконвергентных инфраструктур и, как следствие, они хотят получить ответы на следующие наиболее волнующие их вопросы, такие как:

 Используются ли уже широко гиперконвергентные инфраструктуры, и если да, то какие факторы являются наиболее значимыми при переходе к их использованию?

Ответы на эти и другие вопросы дают недавно проведённые изыскания. Так, в ходе исследования компании Enterprise Strategy Group, проделанного в 2016 году, более чем пять шестых из числа опрошенных организаций подчеркнули, что уже в том или ином виде используют гиперконвергентные решения или планируют их внедрение в ближайшее время [1]. В том же исследовании компания ESG также попросила своих респондентов указать факторы, сыгравшие наиболее значимую роль в принятии позитивного решения по развертыванию инфраструктур на базе гиперконвергентных технологий или, как минимум, по рассмотрению возможности их использования. Результаты опроса приведены на рис. 1 [1]. Характерно то, что приведенные ответы затрагивают практически все составляющие жизненного цикла технологий. Среди наиболее значимых факторов, стимулировавших организации активно рассматривать гиперконвергентные технологии, можно отметить стремление получить улучшенный сервис и поддержку, расширить возможности масштабирования, обеспечить себе возможность повышения оперативности выделения ресурсов для виртуальных машин. Однако, в то же время, такие факторы, как упрощение управлением и ускорение развертывания оказались практически столь же важными, как и вышеперечисленные. В целом было выделено целых 10 факторов, которые оказались в ответах практически 1/3 респондентов.

Рис. 1. Десять основных факторов, повлиявших на позитивное решение по развертыванию инфраструктур на базе гиперконвергентных технологий

Источник: Enterprise Strategy Group, 2016 г.

Рассмотрим для сравнения данные из ещё одного исследования, проведенного компанией 451 Research. Их отчёт [2] информирует, что: «…более 64 % из 638 респондентов сообщили, что они развернули или планируют развернуть гиперконвергентную инфраструктуру в течение двух лет. 35,3 % от общего числа респондентов отметили, что они уже используют гиперконвергентную инфраструктуру в своей организации, а 29,3 % сообщили, что они планируют развернуть такую инфраструктуру или уже проводят демонстрационные испытания». Как следует из приведенных цифр, процент организаций, уже приступивших к внедрению гиперконвергентных инфраструктур или планирующих внедрение несколько ниже, чем в ранее рассмотренном исследовании. Это можно объяснить относительной новизной решений, базирующихся на гиперконвергентных технологиях и, как следствие, осторожностью в активном применении этих решений в продуктивных средах. В подтверждение данных выводов свидетельствует отображенный на рис.2 график, также представленный в отчете [2]. Анализ приведенных на нём данных говорит о том, что совокупно только чуть более 50 % от числа заявивших об использовании гиперконвергентных инфраструктур респондентов в большей или меньшей степени уже осуществили перевод своих продуктивных сред на такие инфраструктуры. Остальная же часть (чуть меньше половины опрошенных), все еще предпочитает использовать такие инфраструктуры для сценариев тестирования, разработки, а также других не продуктивных нагрузок. Все эти факты говорят о том, что, несмотря на уже достаточно большое количество организаций, использующих гиперконвергентную инфраструктуру, существует большая группа профессионалов в области инфраструктуры, которые еще или не включили гиперконвергентную инфраструктуру в свои ближайшие планы, или используют её в очень ограниченном масштабе.

Рис. 2. Состояние внедрения гиперконвергентной инфраструктуры

Таким образом, в общем, можно отметить, что, в настоящее время, несмотря на достаточно много факторов, подталкивающих к переходу на гиперконвергентные архитектуры, рынок в целом находится всё ещё на раннем этапе коммерческого освоения предложений такой инфраструктуры и следует в ближайшем времени ожидать существенной активизации в области её применения.

Однако, с другой стороны, уже совершенно очевидно, что гиперконвергентная инфраструктура является едва ли не самым быстро растущим сегментом рынка и, своим появлением, не только обеспечивает столь необходимые в этой области инновации, но также вносит изменения в роли и обязанности специалистов в области инфраструктуры.

Стоит отметить, что уже в течении ряда лет на рынке широко используются масштабируемые в горизонтальной плоскости архитектуры, оптимизированные под применение твердотельных дисков — преимущество, присущее в том числе архитектуре гиперконвергентных инфраструктур. Тем не менее, последние обеспечивают организации новой возможностью, а именно способностью осуществлять администрирование и оптимизацию инфраструктурных ресурсов без дорогостоящих экспертных знаний узкопрофильных ИТ специалистов. Стремительный рост интереса к разворачиванию гиперконвергентных инфраструктур однозначно свидетельствует в пользу наличия большого потенциала для их роста. Продолжающееся же развитие виртуальных инфраструктур даёт к этому ещё больше предпосылок, что приведёт к интенсивному внедрению решений, базирующихся на гиперконвергентном подходе в ближайшие годы.

1. Гиперконвергентные устройства VxRail от Dell EMC // Dell EMC. URL: https://russia.emc.com/collateral/analyst-reports/esg-lab-validation-vxrail-june-2016.pdf (дата обращения: 23.04.2018).
2. Трансформируйте свой бизнес с помощью гиперконвергентной инфраструктуры // Dell EMC. URL: https://russia.emc.com/collateral/analyst-reports/advisory-pathfinder-hci.pdf (дата обращения: 23.04.2018).