Инженерная инфраструктура центров обработки данных (ЦОД)

Конвергенция – это не только объединение передачи речи и данных. Производители систем хранения данных и сетевого оборудования обещают, что виртуальные сети следующего поколения будут объединять локальную вычислительную сеть (LAN) и сеть хранения данных (SAN), передавая данные внутри единой сети со скоростью 20 Gbps, 40 Gbps и даже 100 Gbps. И это не только объединение сетей передачи данных и хранения данных. Будущая конвергентная сеть также предполагает объединение и доступ к пулу памяти. Те же самые принципы, которые первоначально использовались для выделения системы хранения данных и вывод функции хранения данных их локального сервера, можно также применять и к памяти RAM. Что, кстати, частично уже и происходит с использование SSD дисков, построенных на использовании памяти RAM.

     Технология iSCSI вначале претендовала на роль объединения сетей SAN и LAN, обещая золотые горы и необыкновенные возможности, так как трафик сетей хранения данных мог передаваться по IP сетям. Хотя протокол iSCSI является вполне приемлемой технологией, но данная технология используется главным образом в сетях нижнего уровня, в которых скорость передачи данных ограничена 1 гигабитом в секунду. И даже там многие пользователи отдают предпочтение раздельным SAN и LAN сетям, даже если обе сети работают на одних и тех же коммутаторах Gigabit Ethernet.

     Новый технологический рывок в сторону объединенных сетей отличается от технологии iSCSI как по масштабу, так и по лежащим в его основе ресурсам. Производители систем хранения данных и сетевого оборудования вместе работают над новыми стандартами, которые должны объединить несколько сетей в единую сеть. Молодые компании Xsigo и 3Leaf Systems выпустили запатентованное программно-аппаратное обеспечение, предназначенное для устройств ввода-вывода, которые могут объединять SAN и LAN.

     Это объединение делается не только ради самого объединения. Стимулом является серверная виртуализация, для которой либо сеть SAN, либо привязанная к сети система хранения данных, имеет критическое значение как способ разделения рабочих нагрузок и информации. Отсутствие виртуальной системы хранения данных ухудшает характерную для технологий виртуализации гибкость, так как информацию необходимо перемещать или реплицировать при каждой установке или отключении конкретной виртуальной машины. Разделение системы хранения и вычислительных ресурсов упрощает перемещение рабочих нагрузок.

     Есть много противоречивых взглядов по поводу того какой должна быть эта единая сеть. В этот раз никто не говорит о том, чтобы передавать все данные по IP протоколу. Требуемый низкий уровень задержек говорят о том, что единственным реалистичным вариантом является использование коммутируемой сети, подразумевающей ограничение этой объединенной сети пределами центра обработки данных. Но будет это протокол Ethernet, Fibre Channel или InfiniBand большой вопрос.

     Технологии виртуализация также делает более актуальной задачу объединения сетей. Один невиртуализированный сервер, обычно, имеет только два сетевых подключения: для LAN сетевую плату (NIC) и для SAN адаптер головной шины (HBA). Серверу, на котором установлено несколько виртуальных машин (VM), необходимо, чтобы каждая виртуальная машина имела свои собственные NIC и HBA, которые быстро становятся неуправляемыми, если только они не являются виртуальными. И если сети, так или иначе, все-равно необходимо сделать виртуальными, их объединение на основе одной единственной высокопроизводительной транспортной сети сделает центр обработки данных более гибким.

     Система хранения данных – это только первый шаг. Использование сетей SAN было таким успешным, что такие компании как Cisco Systems и Intel видят следующим шагом доступ к удаленной оперативной памяти, намереваясь сделать с ОЗУ то, что сеть SAN сделала с жесткими дисками. Современные сервера располагают достаточной вычислительной мощностью, но у них есть ограничение по количеству доступных слотов памяти.

     Обычный сервер поддерживает около 32 ГБ встроенной памяти, тогда как 64-разрядный центральный процессор (ЦП) и операционная система поддерживают 16 ТБ с лишним. В представленной компанией 3Leaf архитектуре центральный процессор (ЦП) одного сервера может быть подключен к другим серверам, выполняющим роль удаленных модулей памяти. Процессоры связываются при помощи использования технологий Coherent Hyper-Transport и Quick-Path, разработанных компаниями Advanced Micro Devices и Intel для взаимодействия ЦП в пределах ПК. С помощью специальной микросхемы, вставляемой в одно из гнезд процессора каждого сервера, компания 3Leaf обещает заставить его работать по сети. Одна и та же сеть объединяет один или более каналов виртуальных сетей SAN или LAN, с использованием только одного физического кабеля для всех трех типов трафика.

     Насколько это реально? По словам представителей 3Leaf, ее микросхема находится на стадии тестирования, при этом версия для процессора AMD должна быть выпущена до конца этого года, а версия для процессора Intel — через год. Увы, пока невозможно смешивать процессоры AMD и Intel, так как каждый из них использует разные шины. 3Leaf уже выпустила устройство, которое может виртуализировать волоконно-оптические сети SAN и Ethernet сети, как и ее конкурент компания Xsigo, которая поддерживается компанией Juniper.

     Компания 3Leaf назвала свое устройство I/O Server, чтобы подчеркнуть тот факт, что оно собрано из стандартных компонентов ПК и может быть лицензировано поставщиками серверов. Компания Xsigo назвала свой продукт I/O Director, чтобы подчеркнуть тот факт, что это устройство сети SAN. Оба этих устройства I/O Server и I/O Director имеют одинаковую архитектуру. Виртуальные сетевые платы (NIC) и адаптеры головной шины (HBA) каждого сервера или каждой виртуальной машины направляют трафик сетей Ethernet и Fibre Channel к данному устройству, в котором он связывается с сетями SAN и LAN при помощи физических каналов Ethernet и Fibre Channel. Это не обычные виртуальные сети LAN, так как эти устройства не имеют окончаний или MAC-адресов. Что касается коммутаторов сетей SAN и LAN, трафик передается прямо на виртуальный адаптер.