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Critérios para hiperconvergência de próxima geração

Resumo da soluçãoMarço de 2016

As aplicações determinam a infraestrutura.Portanto, você deve ser capaz de otimizar a relação entre recursos de computação, rede e armazenamento para sustentar as necessidades de diferentes aplicações. Os clusters tradicionais de virtualização separam completamente os recursos de computação e de armazenamento, exigindo tecnologia de SAN complexa e sistemas de armazenamento empresariais dispendiosos. As cargas de trabalho de escala da Web utilizam servidores com armazenamento em disco local que usam software de aplicativos com reconhecimento de infraestrutura e apoiam a resiliência com um modelo fail-in-place.

Os módulos de infraestrutura não atendem às necessidades cotidianas dos departamentos de TI. O custo e a complexidade de ambientes virtualizados os tornam menos eficazes do que seriam no suporte de aplicações comerciais. A falta de resiliência incorporada no nível da aplicação da maioria das aplicações empresariais torna o modelo da Web inatingível.

Hiperconvergência de primeira geraçãoA hiperconvergência prometia uma forma fácil e de baixo custo de comportar uma ampla gama de aplicações em uma plataforma escalável e resiliente com dados distribuídos por todo o armazenamento local dos servidores do cluster. Os produtos hiperconvergentes de primeira geração incluem muitos comprometimentos que fizeram com que eles frustrassem as expectativas. Por exemplo, eles têm:

• Escalonamento ineficiente: a maioria dos produtos usava um modelo de dispositivo que dimensiona clusters somente em taxas fixas de recursos de computação e armazenamento, não em taxas ajustadas para atender às necessidades específicas das aplicações.

• Otimização de dados insuficiente: muitos produtos usam sistemas de arquivo que não foram projetados para reduzir os tempos de resposta de gravação e aumentar o desempenho de discos giratórios. O que normalmente falta a ele são serviços de dados de nível empresarial, como deduplicação e compactação de dados, clones e instantâneos rápidos e eficientes no espaço, e Thin Provisioning.

• Respaldo limitado para carga de trabalho: as soluções de primeira geração comportavam um intervalo limitado de hipervisores, sem nenhum plano para abordar o intervalo mais amplo de requisitos de aplicações, como as necessidades de cargas de trabalho em contêineres e bare-metal.

Destaques

Definimos a hiperconvergência de próxima geração•Delineamos os objetivos da

próxima geração de sistemas hiperconvergentes para que eles superem as deficiências de ofertas de hoje.

Requisitos•Interoperabilidade•Compatibilidade com infraestrutura de

nuvem híbrida•Otimização automatizada de dados•Amplo respaldo para carga de

trabalho•Convergência completa de

infraestrutura•Segurança de acordo com políticas•Escalabilidade flexível e granular

Critérios para a próxima geraçãoHiperconvergência

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• Deficiências de desempenho: a rede é essencial para o desempenho de aplicações e do cluster, mas foi deixada como um projeto não especificado, manualmente configurado, do tipo faça você mesmo.

• Novos silos de gerenciamento: as novas GUIs simplificaram a implantação e a operação de nós de cluster, mas adicionaram novas ferramentas que não se ajustaram às melhores práticas atuais do data center. Faltam a essas ferramentas recursos como gerenciamento automatizado de servidor e APIs para comportar a infraestrutura programável e a integração com ferramentas de nível superior. Os ambientes de DevOps de hoje precisam desses recursos.

• Riscos à segurança: os ambientes de hiperconvergência são dinâmicos, mas, às vezes, sacrificam a segurança para mover máquinas virtuais de servidor para servidor rapidamente. É difícil garantir a segurança da rede porque as redes virtuais são tratadas de forma diferente das redes físicas.

Definição de hiperconvergência de próxima geraçãoUma falta de esclarecimento sobre o que os departamentos de TI realmente precisam da infraestrutura de hiperconvergência também dificultou a definição de hiperconvergência. Muitas empresas podem chamar seus produtos de "hiperconvergentes", mas todas essas ofertas apresentam funcionalidades e deficiências diferentes, o que torna impossível compará-las. Propomos uma definição de hiperconvergência de próxima geração que aborda essas deficiências (Tabela 1).

Característica Primeira geração Próxima geração

Interoperabilidade •Criação de novas ilhas de gerenciamento

•Dados isolados não gerenciados por melhores práticas de data center

•Infraestrutura isolada •Nenhuma interoperabilidade com outros clusters ou nuvens

•Ponto único de gerenciamento•Gerenciamento de políticas consistente em recursos de computação, rede e armazenamento para reduzir o risco à segurança

•Integração com melhores práticas de data center e ferramentas atuais

•Integração com infraestrutura de nuvem híbrida e suporte para armazenamento de nuvem pública

•API aberta que viabiliza a integração com ferramentas de nível mais alto e proporciona capacidade de programação

Compatibilidade com infraestrutura de nuvem híbrida

•Ajuda para criar nuvens privadas

•Integração com soluções de infraestrutura de nuvem híbrida

Otimização de dados

•Funcionalidades, se disponíveis, criadas como complementos

•Funcionalidades de armazenamento empresariais sempre conectadas e integradas

•Gerenciamento do ciclo de vida dos dados

Respaldo para carga de trabalho

•Apenas cargas de trabalho virtualizadas

•Cargas de trabalho virtualizadas com amplo respaldo para hipervisor

•Cargas de trabalho em contêiner para comportar serviços leves

•Cargas bare-metal executadas diretamente nos nós

Convergência de infraestrutura

•Armazenamento definido por software

•Computação definida por software com infraestrutura combinável

•Rede definida por software•Armazenamento definido por software

Segurança •Redes virtuais com visibilidade e controle limitados

•Automatizada e de funciona acordo com políticas

•Camadas de aplicação isoladas, instâncias de aplicação e locatários

•Microssegmentação para oferecer maior segurança para tráfego de ponta a ponta no data center

•Incorporação de servidores físicos e máquinas virtuais com visibilidade e controle equivalentes

Escalabilidade •Dispositivos monolíticos e rígidos

•Microdimensionamento de todos os recursos de uma forma altamente granular

Tabela 1. Requisitos da hiperconvergência de próxima geração

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InteroperabilidadeA hiperconvergência de próxima geração precisa ser totalmente integrada e interoperável com os data centers que os departamentos de TI têm hoje e terão no futuro. Ela deve incluir as seguintes funcionalidades:

• O gerenciamento centralizado deve permitir que a hiperconvergência seja implantada em todos os data centers locais, instalações corporativas, data centers remotos e ambientes de computação de borda da rede. O gerenciamento deve ser compatível com outras ferramentas de data center para que a infraestrutura de hiperconvergência possa se conectar a outros recursos privados, como dispositivos de hardware e servidores bare metal, outros serviços virtualizados no data center e serviços em nuvem pública fora do data center, fornecendo recursos de nuvem híbrida.

• O gerenciamento do ciclo de vida dos dados deve ser apoiado com funcionalidades que ajudem a integrar os dados do cluster com o restante dos dados da empresa. Os recursos necessários incluem instantâneos rápidos e eficientes no espaço para respaldar operações de backup e replicação assíncrona;

Thin Provisioning para fazer uso mais eficiente do armazenamento; e clones rápidos e eficientes no espaço para sustentar os processos de desenvolvimento ágeis da atualidade.

• O suporte para infraestrutura de nuvem híbrida deve incluir recursos self-service de gerenciamento, administração e devolução que sejam simples e compatíveis com outras infraestruturas de data center. Os ambientes de próxima geração devem incluir suporte de armazenamento de nuvem pública para as operações de baixo custo de arquivamento de dados, backup e recuperação de desastres. Eles devem integrar-se com plataformas de computação em nuvem híbridas para suportarem outros casos de uso.

• A compatibilidade de acordo com políticas é necessária para especificar e aplicar as melhores práticas para os elementos de armazenamento, rede e computação da infraestrutura física e virtual. A infraestrutura de próxima geração deve mapear diretamente a intenção da aplicação com a política de infraestrutura exigida. Essa abordagem facilita a distribuição de serviço contínua ao mesmo tempo que fornece isolamento seguro entre aplicações e usuários.

Otimização automatizada de dadosPara simplificar a implantação do armazenamento, a otimização de dados precisa ser automática, sem a necessidade de ajustes ou configurações. Os dados devem ser distribuídos em nós de um cluster, sem posicionamento automático em camadas para aumento do desempenho ao mesmo tempo que o custo é reduzido. A deduplicação e a compactação sempre conectadas devem reduzir a quantidade de armazenamento necessário, ajudando a aumentar a economia da solução de hiperconvergência.

Amplo respaldo para carga de trabalhoAs cargas de trabalho empresariais têm exigências de infraestrutura variadas e a hiperconvergência de próxima geração deve ser capaz de comportar todos os hipervisores, os ambientes em contêineres e as cargas bare-metal. A infraestrutura deve ter a escala aumentada ou reduzida de forma rápida e fácil para comportar demandas de carga de trabalho variadas. Os produtos de hiperconvergência de primeira geração emulam a infraestrutura da Web, na qual as aplicações são previsíveis, homogêneas e menos complexas que as cargas de trabalho de TI cotidianas. As soluções de hiperconvergência de próxima geração precisam sustentar um espectro mais amplo de requisitos de TI.

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Convergência completa de infraestruturaTodos os recursos devem ser definidos pelo software, incluindo os de computação, rede e armazenamento e até mesmo o software de cluster. Os recursos de computação devem ser combináveis por software para que as próprias aplicações possam criar as construções de hardware de que precisam para se expandir. Recursos de rede definidos por software são necessários não só para comportar clusters grandes e complexos mas também para isolar com segurança locatários e aplicações diferentes. A hiperconvergência de próxima geração também exige gerenciamento centralizado e automatizado da infraestrutura inteira do cluster com um plano de controle unificado e APIs que permitem o acesso de outras ferramentas, incluindo as aplicações do cluster.

Segurança de acordo com políticasOs ambientes de hiperconvergência de próxima geração devem ter segurança automatizada e de acordo com políticas. As políticas devem definir as interações permitidas entre as camadas da aplicação e devem isolar com segurança diferentes instâncias e locatários da aplicação.

As redes físicas e virtuais devem poder se interconectar com facilidade, sem limitações quanto à conexão de servidores físicos, máquinas virtuais, contêineres e dispositivos físicos. Elas devem apoiar a microssegmentação para o isolamento preciso e a segmentação com serviços avançados. As redes que conectam máquinas virtuais devem ter a mesma visibilidade que as físicas para que os administradores tenham o mesmo nível de controle, seja qual for o modelo de implementação.

Escalabilidade flexível e granularA infraestrutura de hiperconvergência deve ser caracterizada por escalabilidade flexível, bastando que os departamentos de TI conectem um novo nó ao cluster para adicionar recursos. Os recursos devem ser identificados automaticamente, integrados ao cluster e postos em operação com a simplicidade de um único clique. Com essa abordagem, os clusters podem ser dimensionados de forma rápida e fácil para que os departamentos de TI possam responder rapidamente às mudanças das demanda de recursos.

Na infraestrutura de próxima geração, todos os recursos devem ser capazes de escalar de forma granular para permitir que a infraestrutura receba um ajuste discreto e eficiente para atender às necessidades de carga de trabalho. O microdimensionamento permite que você adicione nós sem adicionar armazenamento. Se precisar de mais armazenamento, deve ser possível adicionar unidades de disco aos nós atuais. Se precisar de um desempenho maior de armazenamento, você deverá conseguir ajustar a taxa de dispositivos de cache para dispositivos de capacidade.

Assim como a computação em nuvem permite que as aplicações se reproduzam e dimensionem virtualmente para acomodar as necessidades de carga de trabalho que detectam, os ambientes de hiperconvergência devem possibilitar o dimensionamento físico das aplicações com a criação de mais recursos físicos usando infraestrutura combinável.Figura 1. Nossa visão da hiperconvergência de próxima geração

Plataforma de dados integrada

Otimização e serviços de dados

arquivo Bloquear Objeto Hadoop

Bare MetalContêineresVários hypervisors

Gerenciamento inteligente automatizado | API aberta

Escalabilidade independente de recursos

Sede - América Cisco Systems, Inc. San Jose, CA

Sede - Ásia e Pacífico Cisco Systems (USA) Pte. Ltd. Cingapura

Sede - Europa Cisco Systems International BV Amsterdam, Holanda

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Rumo a uma visão de microconvergênciaA primeira geração de hiperconvergência reuniu a computação e o armazenamento em um cluster, simplificando o processo de implantação de clusters virtualizados. Imaginamos a próxima geração de hiperconvergência sendo aquela que desagrega todos os recursos para que eles possam ser combinados em um cluster que permita o controle preciso sobre o equilíbrio de recursos de computação, rede, armazenamento e até mesmo desempenho. Com essa visão, imaginamos um ambiente que sustenta não só aplicações virtualizadas, mas as dispostas em contêineres de sistema operacional e em servidores bare metal, todas compartilhando a plataforma sólida criada pelo software do cluster e que incorpora um mecanismo de banco de dados de alta disponibilidade com funcionalidades de nível empresarial (Figura 1).

Nossa visão da computação é voltada para a estrutura e definida por software desde que apresentamos o Cisco Unified Computing System™ (Cisco UCS®) em 2009. O gerenciamento

do Cisco UCS permite que você trate a infraestrutura como um código para que seja possível programar o hardware como se fosse software. Cada ajuste de identidade e de configuração de todos os dispositivos do sistema é definido por software com os perfis de serviço do Cisco UCS, e um plano de controle de sistema unificado torna-se acessível por uma API aberta. Se você criou sua plataforma partindo de uma estrutura unificada de baixa latência e alto desempenho, com reconhecimento próprio e autointegração, criar um ambiente de infraestrutura combinável é um processo simples. A hiperconvergência de primeira geração transferiu o armazenamento de volta para os servidores. Agora nossa solução baseada em estrutura transfere a rede para o computador. Essa abordagem viabiliza a integração precisa e microconvergente entre recursos de computação, armazenamento e rede para uma associação rígida de recursos com as exigências da aplicação.

Para mais informações:Visite http://www.cisco.com/go/hyperflex.