Андрей Коновалов, начальник отдела виртуализации, компания «Инфосистемы Джет»
В последние годы гиперконвергенция (Hyper-Converged Infrastructure – HCI) ‒ одна из горячих тем в ИТ-сообществе. Решения HCI пришли к нам из крупных интернет-компаний, таких как Google и Facebook, и принесли с собой новый подход к построению вычислительной инфраструктуры ЦОД. Это прекрасная основа для создания горизонтально масштабируемых систем – VDI-инфраструктур, терминальных ферм, сред разработки и тестирования, облачных сервисов и Big Data.
Гиперконвергенция: что, как, зачем
Основная идея гиперконвергентных решений заключается в совмещении вычислительной платформы, сети хранения данных и хранилища в рамках одного конструктивного узла. Это становится возможным благодаря специализированному ПО, которое позволяет объединять локальные накопители, установленные в серверах, в общедоступное масштабируемое отказоустойчивое программно-конфигурируемое хранилище. Программно-конфигурируемые системы хранения дают возможность отказаться от применения выделенных СХД со специализированными контроллерами с ASIC в пользу обычных серверных процессоров x86, а в качестве среды передачи данных использовать Ethernet вместо Fibre Channel. Программный подход позволяет также легко наращивать функциональные возможности, а зачастую и производительность системы путем установки новых версий ПО, без необходимости замены или апгрейда аппаратной платформы.
Среди главных преимуществ HCI-решений – возможность горизонтального масштабирования. Начав с пары-тройки серверов, емкость и производительность системы можно наращивать, добавляя дополнительные узлы. В классических и конвергентных системах масштабирование рано или поздно упирается в производительность контроллеров СХД или интерфейсов передачи данных.
Для хранения данных могут использоваться локальные накопители на базе Flash-памяти или жесткие диски. Flash-накопители также могут применяться для кэширования операций ввода-вывода или хранения «горячих» данных (тиринга). Гиперконвергентные решения проектируются из расчета выхода из строя не только отдельных компонентов (дисков, контроллеров), но и целых узлов, а в ряде случаев – стоек или даже площадки целиком. Для обеспечения необходимого уровня отказоустойчивости и доступности система хранит и синхронизирует несколько копий данных на разных узлах. Кроме того, многие гиперконвергентные решения позволяют создавать территориально распределенные кластеры, гарантирующие катастрофоустойчивость системы.
Гиперконвергентные платформы – не просто программная СХД, работающая поверх платформы виртуализации. Это законченное коробочное решение, включающее средства развертывания, управления и мониторинга системы. Некоторые вендоры дополняют свои решения средствами резервного копирования и восстановления, обеспечения катастрофоустойчивой защиты, репликации данных, автоматизации и другими возможностями, без которых трудно представить современную ИТ-инфраструктуру.
Гиперконвергентные платформы поставляются уже собранными и протестированными, с предустановленным и сконфигурированным ПО. Заказчику остается смонтировать оборудование, скоммутировать и задать ряд настроек. Еще один весомый плюс гиперконвергентных платформ в том, что поддержка осуществляется из единого окна: и за оборудование, и за ПО, и за систему в целом отвечает один вендор.
Мировой рынок HCI
Ведущие аналитические агентства Gartner и IDC прочат гиперконвергенции стремительный рост. И хотя сегодня рынок HCI по объемам выручки и количеству заказчиков выглядит не так масштабно (за II квартал 2016 г. мировой объем продаж ‒ 480,62 млн долл.), как рынок интегрированных систем в целом, однако он растет гигантскими темпами (137,5% в год – отчет IDC). По прогнозу Gartner, при сохранении текущих темпов роста к 2019 г. продажи HCI достигнут 5 млрд долл. (см. рисунок).
«Магический» квадрат Gartner по интегрированным системам, в которые входят HCI-решения
О заинтересованности вендоров в рынке HCI можно судить хотя бы по количеству сделок на приобретение и заключенных за последнее время партнерских соглашений.
В первую очередь следует вспомнить о крупнейшей сделке в истории ИТ – приобретении компанией Dell ведущего производителя СХД EMC Corporation в октябре 2015 г. В ноябре того же года компания Nutanix объявила о начале продаж своих продуктов по каналам Lenovo. В марте 2016 г. Cisco представила решение Hyperflex, базирующееся на решении стартапа Springpath. В августе 2016 г. между Nutanix и Cisco заключено OEM-соглашение, позволяющее последней продавать ПО Nutanix вместе с серверами Cisco UCS.
В конце сентября 2016 г. Nutanix выходит на IPO и достигает капитализации свыше 4 млрд долл. В январе 2017 г. HPE купила за 650 млн долл. другого лидера гиперконвергентных решений – компанию Simplivity, которая предлагает HCI-платформу OmniCube, а уже в марте HPE объявила о приобретении Nimble Storage.
На текущий момент на рынке гиперконвергентных решений можно выделить трех самых крупных игроков: Dell EMC, Nutanix и HPE.
Dell EMC имеет самую широкую продуктовую линейку. Помимо флагманских продуктов VxRail и VxRack, которые используют для организации хранения ПО VMware VSAN, и VxRack Flex на базе EMC ScaleIO, доставшихся в наследство от EMC, Dell EMC также предлагает решения своего прямого конкурента – Nutanix, продающиеся в линейке XC. Отличие VxRail от VxRack в том, что последнее относится к так называемым коробочным SDDC (Software-Defined Data Center) программно-конфигурируемым решениям. Оно включает не только вычислительные ресурсы, программно-конфигурируемое хранилище VMware VSAN, но и сетевое оборудование, программно-конфигурируемую сеть VMware NSX и специализированное ПО SDDC Manager для централизованного развертывания и управления всеми компонентами инфраструктуры. VxRack поставляется сразу в стойке, в скоммутированном и заранее настроенном виде, что позволяет за считанные часы поднять полностью функционирующую виртуальную или VDI-инфраструктуру.
Nutanix – основоположник технологий гиперконвергенции. Компания, основанная в 2009 г., начала поставки гиперконвергентных или, как она их еще называет, решений Web Scale в 2011 г. Сегодня вендор предлагает Web Scale-системы, поддерживающие все основные платформы виртуализации: VMware vSphere, Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer, а также гипервизор собственной разработки Acropolis Hypervisor (AHV), базирующийся на KVM. Разработка AHV позволяет Nutanix меньше зависеть от сторонних производителей ПО виртуализации, в первую очередь от VMware, и конкурировать с другими решениями по цене, благодаря тому что AHV включен в стоимость гиперконвергентной платформы и не требует приобретения дополнительных лицензий.
HPE предлагает собственные гиперконвергентные решения Hyper Converged на базе серверов Proliant и ПО StoreVirtual VSA. ПО HPE StoreVirtual имеет богатую историю и является настоящим старожилом на рынке СХД. Изначально системы хранения StoreVirtual разрабатывались компанией Lefthand Networks, которая в 2008 г. была приобретена HP. Долгое время компания имела в распоряжении практически все компоненты, необходимые для построения гиперконвергентного решения, однако готовые продукты выпустила сравнительно недавно. С учетом покупки компании Simplivity и Nimble Storage пока сложно говорить о том, будут эти решения развиваться параллельно или HPE сделает ставку на единое решение.
Среди других производителей и решений, представленных на рынке, можно отметить Cisco Hyperflex, Huawei Fusion Cube, Atlantis HyperScale, Pivot3 vSTAC, Scale Computing HC3.
А что в России?
На текущий момент в России и СНГ по числу инсталляций лидирует компания Nutanix. Основными заказчиками гиперконвергентных решений выступают телеком-операторы, компании нефтегазового и финансового секторов. Небольшая пока распространенность гиперконвергентных (как и конвергентных) решений связана с традиционным отставанием российского рынка от западного, а также со сложностью продвижения у нас готовых коробочных продуктов.
Многие заказчики пока не склонны менять традиционную архитектуру «сервер – СХД» на гиперконвергентное решение. Одни в силу консервативности взглядов считают гиперконвергенцию недостаточно зрелой, другие уже вложились в существующую СХД и не готовы к дополнительным расходам на модернизацию.
Будущее формируется сегодня
В ближайшие пару лет ожидается увеличение доли HCI-решений, в первую очередь за счет рынка классических СХД. Можно выделить несколько факторов, которые будут способствовать развитию HCI.
Первый фактор – рост популярности систем All-Flash. Продажи жестких дисков постепенно снижаются, уступая место SSD-накопителям. Сегмент высокопроизводительных жестких дисков со скоростью вращения шпинделя 10 000 и 15 000 оборотов в минуту стагнирует, чего не скажешь о SSD корпоративного уровня. По мере снижения стоимости за ГБ все больше заказчиков будут склоняться к выбору СХД All-Flash.
Второй фактор – внедрение быстрой Flash-памяти 3D NAND, интерфейса NVME для подключения накопителей, 40 и 100 Гб/с Ethernet-сетей для передачи данных, а в дальнейшем и доступных центральных процессоров с FPGA позволит еще больше повысить производительность как отдельных гиперконвергентных блоков, так и систем в целом.
Третий фактор – интеграция продуктов сторонних вендоров с гиперконвергентными решениями для расширения их функциональных возможностей. Уже сегодня такие компании, как Citrix и Commvault, заявляют о возможности интеграции своих продуктов с платформой Nutanix. В дальнейшем эта тенденция будет только усиливаться.
Четвертый фактор – появление новых функциональных возможностей в HCI, например интеграция технологий для создания и управления программно-конфигурируемыми сетями. Явный лидер здесь – Dell EMC, который предлагает ПО VMware NSX в рамках платформы VxRack. Другие вендоры пока делают первые шаги в этом направлении.
Наконец, пятый фактор – консолидация рынка среди игроков второго эшелона. Cisco, Hitachi, Huawei, Lenovo, NetApp и другие крупные производители серверов и СХД еще слабо представлены в сегменте HCI. Однако это слишком лакомый кусок, чтобы от него отказываться. Остается открытым вопрос: как именно эти вендоры планируют догонять лидеров рынка – за счет покупки перспективных стартапов или же благодаря развитию собственных технологий?
Вместо заключения
Гиперконвергентные решения помогают снижать издержки за счет экономии времени и трудозатрат при внедрении инфраструктуры. Это особенно актуально для компаний, стремящихся уменьшить время вывода новых продуктов и услуг на рынок (time to market). Наличие вендорской поддержки и сокращение количества сотрудников, необходимых для поддержания работоспособности HCI, приводят к снижению затрат на обслуживание. В первую очередь HCI стоит рассматривать для решения задач по организации VDI, платформ виртуализации, облачных сервисов и катастрофоустойчивых инфраструктур.
