Что такое программно-определяемые ЦОДы, принцип их работы и применение

В программно-определяемых или виртуальных ЦОДах (SDDC) все компоненты, включая сеть, хранилища данных и серверы, управляются с помощью ПО через интернет. Гибкость, масштабируемость, экономическая эффективность и надежность виртуальных дата-центров стала причиной роста их популярности. В этом материале мы расскажем об особенностях SDDC, из чего они состоят, где применяются и какими преимуществами обладают по сравнению с традиционными ЦОДами.

Что такое программно-определяемый дата-центр

Программно-определяемый, или виртуальный ЦОД — это совокупность виртуальных элементов для хранения, обработки и передачи данных, абстрагированных от базового оборудования и управляемых через интернет и выделенные каналы. На физическом уровне виртуальный ЦОД состоит из оборудования корпоративного уровня. Через централизованную платформу для управления можно создавать виртуальные машины, увеличивать или уменьшать объем предоставляемых ресурсов, выполнять резервное копирование и др. 

Также ВЦОД можно описать как предоставление инфраструктуры как услуги. То есть  виртуальный ЦОД — это комплекс из виртуализированных ресурсов вычислений, хранения и сетевых ресурсов, предоставляемых в виде сервисов и абстрагированных от вендоров и моделей. Зачастую к этому добавляются оркестрация, мониторинг, системы безопасности и бэкапов. Все составляющие виртуального ЦОДа объединены единой платформой управления.

В виртуальном ЦОДе находится инфраструктура, которая по составу и логике аналогична физической. Однако ее можно свободно масштабировать и вносить изменения с намного меньшими финансовыми и временными затратами.

Из чего состоит виртуальный ЦОД

Программно-определяемый центр обработки данных состоит из виртуализированных компонентов, включающих:

• вычислительные ресурсы;
• ресурсы хранения данных;
• программно-определяемые сетевые коммутаторы и маршрутизаторы, которые позволяют быстро и гибко настраивать сеть и объединять вычислительные устройства через интернет или частные сети;
• оркестратор для настройки и управления всеми компонентами ЦОДа; 
• дополнительные и опциональные компоненты: системы безопасности, мониторинга, бэкапа.

Что такое виртуальная машина

Виртуальная машина или ВМ — это система, эмулирующая аппаратное обеспечение компьютера, виртуализирующая платформу и создающая на ней изолированные среды для запуска программ или операционных систем. В этих изолированных средах возможно запускать несколько экземпляров операционных систем одновременно, грамотно распределяя между ними доступные ресурсы.

Программно определяемый дата-центр позволяет создавать любое количество виртуальных машин. Их число ограничивается только объемом физических ресурсов (vCPU, RAM, SSD/HDD).

Развертывание виртуальной машины в приличном виртуальном дата-центре занимает меньше минуты. Например, на платформе vStack создание ВМ занимает 1 секунду, а через 15-30 секунд будет доступна гостевая операционная система. После этого она сразу готова к запуску в ней приложений. Для взаимодействия виртуальных машин между собой их подключают друг к другу через сетевые интерфейсы.

Ключевые преимущества виртуальных ЦОДов

Программно-определяемые центры обработки данных отличаются от традиционных ЦОДов большей гибкостью и способностью к масштабированию. Их использование позволяет решать бизнес-задачи, не затрачивая ресурсы на обеспечение производительности и надежности инфраструктуры.

Перечислим основные плюсы виртуальных ЦОД, которые вызвали рост их популярности:

• автоматизация и оптимизация. Благодаря использованию программного обеспечения для управления инфраструктурой виртуальный ЦОД позволяет автоматизировать настройку сетевых коммутаторов, настройку виртуальных машин и другие рутинные задачи. Все управление происходит в удаленном формате;
• отказ от капитальных затрат на покупку оборудования и снижение накладных расходов. Виртуальный ЦОД позволяет отказаться от покупки оборудования и более эффективно использовать имеющиеся ресурсы, так как каждый компонент инфраструктуры может быть настроен и оптимизирован программным обеспечением. Автоматизация процессов управления уменьшает необходимость в большом количестве администраторов ЦОДа;
• гибкость и масштабируемость. Программно-определяемые дата-центры позволяют быстро и гибко настраивать и масштабировать инфраструктуру ЦОДа в соответствии с потребностями бизнеса. Это позволяет ускорить процессы развертывания приложений и сервисов, а также повысить гибкость работы ЦОДа в целом;
• сокращение времени на развертывание инфраструктуры. Без необходимости приобретать оборудование для проекта и размещать его в физическом ЦОД. При этом время на развертывание сокращается с нескольких недель или месяцев до нескольких часов или минут;
• эффективность использования ресурсов. Программно-определяемые ЦОДы позволяют более эффективно использовать ресурсы серверов, хранилищ данных и сетевых устройств, что, в свою очередь, позволяет снизить затраты на оборудование и управление;
• высокая доступность и отказоустойчивость. Программно-определяемый центр обработки данных обеспечивает высокую доступность инфраструктуры ЦОДа благодаря гибкому управлению ресурсами и высокому уровню автоматизации. Это позволяет минимизировать время простоя и снижать риски проблем с доступностью приложений и сервисов. Отказоустойчивость достигается за счет использования технологий резервирования, балансировки нагрузки и т.д.

Где применяются программно-определяемые ЦОДы

С каждым годом популярность программно-определяемых ЦОДов растет, а сфера их применения расширяется. На сегодняшний день основными пользователями виртуальных ЦОД являются:

• крупные корпорации. Корпоративные центры обработки данных могут состоять из тысяч серверов и приложений. Благодаря автоматизации и удаленному управлению через единую платформу программно-определяемые ЦОДы помогают снизить затраты на персонал и повысить эффективность работы. Также программно-определяемые ЦОДы позволяют легко наращивать мощности по мере роста бизнеса;

• облачные провайдеры. Виртуальные дата-центры помогают обеспечить высокую скорость и гибкость управления инфраструктурой клиентов облачных провайдеров. Также они позволяют быстро настраивать и масштабировать ресурсы в соответствии с потребностями клиентов. Провайдеры получают возможность предлагать больше услуг без необходимости вкладывать большие бюджеты в оборудование;

• интернет-компании. Бизнес активно использует программно-определяемые ЦОДы для управления инфраструктурой. Интернет-компании получают высокую доступность сервисов и приложений и возможность быстро и гибко масштабироваться.

Платформа для управления программно-определяемым ЦОДом

Одно из главных преимуществ виртуальных ЦОДов по сравнению с традиционными центрами обработки данных — существенное упрощение процесса управления и снижение расходов. Чтобы этого достичь, важно грамотно выбрать платформу для виртуализации. 

Платформа vStack предназначена для создания виртуальных ЦОДов enterprise-уровня. С ее помощью можно управлять инфраструктурой из единого интерфейса или с помощью JSON-RPC API с минимальными затратами. 

Преимущества vStack:

• возможность корректно работать в слое программно-определяемых вычислений при CPU overcommit до 900%;
• сокращение накладных расходов за счет уменьшения CPU overhead до 2-5%;
• время создания виртуальной машины — 1 секунда, при этом гостевая ОС будет доступна через 15-30 секунд;
• возможность быстро масштабироваться под задачи клиента; 
• легковесность и отсутствие избыточного кода, который накапливается за время жизненного цикла платформы;
• сокращение затрат на штат администраторов, так как платформу может администрировать один человек.

Будущее программно-определяемых ЦОДов

С развитием технологий повышается и производительность виртуальных дата-центров. Уже сейчас можно сказать, как они будут развиваться в ближайшие годы.

Прежде всего, тенденция к росту популярности виртуальных ЦОД сохранится в ближайшие годы. Так как все больше компаний проводят цифровую трансформацию, им требуются гибкие и масштабируемые решения для управления инфраструктурой.

Скорее всего, будет ускоряться процесс автоматизации. Виртуальные ЦОД станут еще более самоуправляемыми, самооптимизирующимися и самовосстанавливающимися. При этом компания сможет сократить количество персонала, занятого рутинным обслуживанием и управлением. А администраторы смогут больше времени уделять стратегическим задачам.

В программно-определяемые ЦОДы будут внедрять новые технологии. Например, AI (искусственный интеллект), пограничные вычисления, сети 5G и др.