Konvergenčna omrežja: Nove tehnologije za poenostavitev arhitekture podatkovnih centrov

Kompleksnost podatkovnih centrov kot posledica implementacije in upravljanja z raznovrstnimi omrežji, ki so v uporabi v tipičnem IT sistemu, so spodbudili proizvajalce IT opreme k razvoju konvergenčnih, poenotenih omrežij. Konvergenčno omrežje je rešitev, ki v primerjavi s kombinacijo raznorodnih omrežij, ki povezujejo strežnike, diskovne sisteme, omrežno opremo in upravljalske sisteme, ponuja poenostavitev arhitekture podatkovnih centrov in znižanje stroškov infrastrukture, saj konsolidira vse samostojne tipe omrežij v enotno omrežje. Kot omrežni protokol se pri tem lahko uporablja Infiniband ali 10GbE.

Pogoste lastnosti obstoječih podatkovnih centrov so neizkoriščenost kapacitet, nizka fleksibilnost zaradi namenske opreme ter drago vzdrževanje. Njihova topologija je namreč sestavljena iz heterogenih omrežnih naprav, ki skrbijo za različne tipe podatkov, kar povečuje kompleksnost in stroške. Različna omrežja zahtevajo specifična omrežna stikala, omrežne vmesnike za vsak posamezni strežnik in specifične sisteme za upravljanje z različnimi omrežji. V poslovnih okoljih pogosto najdemo tudi do štiri različna omrežja, podatkovno omrežje (SAN), IPC clustering podatkovno omrežje, omrežje za oddaljeno upravljanje ter Ethernet omrežje. Vsaka vrsta podatkov ponavadi zahteva različno omrežje in povezovalne module.

Doslej je bila glavna omejitev pri uporabi Ethernet mrežnega protokola njegova pasovna širina, z razpoložljivostjo 10GbE tehnologije pa je realno pričakovati, da bodo tovrstna omrežja zadostila aplikacijam, ki potrebujejo takšno pasovno širino oziroma prednosti nizke latence. Realno je torej pričakovati, da bo enotno Ethernet omrežje predstavljajo osnovno za konsolidacijo in evolucijo arhitekture podatkovnih centrov v prihodnosti. Trenutno sta najbolj obetavna dva standarda za prenos podatkov po konvergenčnem omrežju, iSCSI (Internet Small Computer System Interface) in FcoE (Fiber Channel over Ethernet).

iSCSI standard je zasnovan na SCSI arhitekturi, ki temelji izmenjavi sporočil med iniciatorjem in diskovnim virom oziroma ciljno napravo. iSCSI initiatorji dostopajo do ciljnih naprav s pomočjo iSCSI protokola. Medtem, ko je ciljna naprava ponavadi disk ali računalnik, je lahko tudi katerakoli druga naprava za shranjevanje podatkov, ki podpira dotični protokol. iSCSI modul na vsaki strani povezave zapakira SCSI »block commands« v Ethernet pakete in jih pošlje po IP omrežju.

FCoE protokol po drugi strani zapakira Fibre Channel (FC) elemente (frames) znotraj Ethernet omrežja in uporablja enak OSI (Open Systems Interconnections) nivo kot IP omrežja. V realnem aplikacijskem okolju uporabljamo skupno povezavo med strežnikom in omrežjem. FCoE uporablja enake omrežne naprave, kot so v uporabi danes.

Tradicionalni model podatkovnega centra uporablja različne HBA (Host Bus Adapter) in NIC (Network Interface Card) vmesnike, nameščene v vsakem posamičnem strežniku za komunikacijo z različnimi omrežji. Konvergenčni model za razliko od tega konsolidira HBA in NIC vmesnike v enoten konvergenčni omrežni vmesnik, ki ga imenujemo CNA (Converged Network Adapter). S tem je mogoče močno poenostaviti kompleksnost omrežja in njegovo upravljanje ter s tem znižati operativne stroške.

Virtualizacija omrežnih povezav s tehnologijo HP Virtual Connect

V času, ko si podjetja prizadevajo za izboljšanje izkoriščenosti obstoječih IT virov, se močno povečuje virtualizacija strežnikov, pa tudi omrežij. HP Virtual Connect (VC) je nabor povezovalnih modulov in programske opreme za HP BladeSystem c-Class strežniške rezine, ki poenostavljajo povezovanje strežnikov in njihovo administracijo. Virtual Connect tehnologija z virtualizacijo povezav med strežniki in omrežno infrastrukturo ("server-edge virtualization") omogoča komunikacijo omrežij s celotnim poljem HP BladeSystem strežniških rezin in tako poenostavi menjavo ali dodajanje strežnikov. Na ta način lahko administratorji strežnikov svoje delo opravijo bistveno hitreje in enostavneje ter ne potrebujejo pomoči in koordinacije z mrežnimi administratorji.

Osnovni gradnik je HP Virtual Connect Flex-10 modul, ki omogoča porazdelitev pasovne širine omrežne povezave hitrosti Ethernet 10 Gb na štiri omrežne kartice (NIC), kar poveča prilagodljivost posamezne povezave in zmanjša sredstva, potrebna za vzpostavitev infrastrukture. Z uporabo modula tako lahko prihranimo do 55 odstotkov pri nakupu omrežne opreme. Prav tako modul Virtual Connect Flex-10 prihrani do 240 vatov energije na posamezno strežniško rezino HP BladeSystem ali 3.150 kilovatnih ur na leto v primerjavi s primerljivimi omrežnimi tehnologijami.

Konvergenčna omrežja torej niso stvar oddaljene prihodnosti, temveč so prvi, pomembni koraki v to smer že storjeni. HP je bil eden izmed prvih proizvajalcev, ki so predstavili inteligentne tehnologije, kot so Flex-10 z namenom znižati število 10Gb povezav ter konvergirati omrežja v podatkovnih centrih.

Viri:

Virtualizacijske tehnologije za x86 HP BladeSystem in HP ProLiant strežnike:  http://h20000.www2.hp.com/bc/docs/support/SupportManual/c01067846/c01067846.pdf

10 Gigabit Ethernet tehnologija za standardne strežnike: http://h20000.www2.hp.com/bc/docs/support/SupportManual/c01608915/c01608915.pdf

HP Flex-10 tehnologija:
http://h20000.www2.hp.com/bc/docs/support/SupportManual/c01608922/c01608922.pdf

HP Virtual Connect tehnologija:
http://h18000.www1.hp.com/products/blades/virtualconnect/