Гиперконвергентная платформа vStack (далее vStack) – инструмент для создания программно-определяемой виртуальной инфраструктуры. Получаемая виртуальная инфраструктура строится на принципе гиперконвергенции, согласно которому аппаратные составляющие инфраструктуры (физические сервера) являются универсальными единицами, реализующими программно-определяемые слои (Хранение, Вычисления, Сеть). При этом в инфраструктуре отсутствуют аппаратные составляющие с выделенной ролью (Хранение, Вычисления, Сеть).
Hyper-converged infrastructure (HCI) или гиперконвергентная инфраструктура – программно-определяемая инфраструктура, которая объединяет функции вычисления, хранения данных и сети. HCI строится только на базе серверов и не требует отдельных компонентов (например СХД), реализующих только часть функциональности.
HCI управляется как единая система из одной панели управления, обеспечивает гибкость и быструю масштабируемость ИТ-инфраструктуры.
На схеме ниже представлено отличие гиперконвергенции от конвергенции.
Справа на схеме показана классическая схема организации корпоративной инфраструктуры:
- роутер;
- HA-пара коммутаторов ядра;
- пара коммутаторов сетей общего назначения;
- серверы (в том числе резервные хосты);
- пара коммутаторов SAN;
- комплекс СХД с зарезервированными контроллерами (возможно, с дополнительными дисковыми полками);
- NAS, которая не уместилась в указанную ширину картинки
В такой ситуации скорее всего будет использоваться оборудование разных вендоров (например, сетевое — от Cisco, СХД — от NetApp и т.д.). При этом для управления и поддержки каждого сегмента (вычислительного/сетевого/хранения) требуется отдельный специалист, знакомый с особенностями эксплуатации, взаимодействия с вендором и спецификой оборудования в целом.
Слева представлено гиперконвергентное решение, в котором все функции выполняются кластером унифицированных x86-серверов. Такой подход к созданию инфраструктуры позволяет значительно ее упростить, а также снизить затраты на оборудование, поддержку и ресурсы ЦОД.
Для гарантии согласованной работы и резервирования физические сервера объединяются в Кластер, в контексте которого платформа vStack имеет возможность совместного использования ресурсов каждого из физических серверов. Физический сервер, не находящийся в Кластере, не может получить доступ к ресурсам других физических серверов.
Физический сервер, работающий в составе Кластера, называется Узлом. При выходе Узла из строя его ресурсы резервируются Кластером с использованием ресурсов других Узлов, сам узел при этом изолируется: безусловно выводится из кластера.
Из Дисков Узлов формируются Пулы - программно-определяемые сущности слоя Хранения, предоставляющие единицы потребления (файловые системы, блочные устройства). В конкретный момент времени Пул работает и доступен на конкретном Узле. При количестве Пулов равных количеству Узлов на каждом из Узлов работает по одному Пулу. На каждом из Узлов Кластера выполняются все три основные роли:
- SDS (Software Defined Storage) — программно-определяемый слой хранения;
- SDN (Software Defined Networking) — программно-определяемый слой сети;
- SDC (Software Defined Computing) — программно-определяемый слой вычислений.
Ключевой атрибут кластера – избыточность: количество Узлов, вышедших по какой-либо причине (аппаратный сбой или обслуживание) из Кластера, при котором возможна дальнейшая работа инфраструктуры. Избыточность может быть двух типов:
- 2N – существует всего 2 компонента и один компонент может полностью заменить другой;
- N+1, N+2 или N+3 – горизонтальное масштабирование N компонентов, при этом +1, +2 или +3 показывает, сколько узлов может быть подвергнуто резервированию без остановки функционирования решения.
Например, Кластер из 5 Узлов с избыточностью 2 может продолжать работу при оставшихся функционировать в нем 3 Узлов, и не сможет продолжать работу, если в нём осталось 2 Узла. Кластер из 4 Узлов с избыточностью 1 может продолжать работу при наличии в Кластере не менее 3 Узлов.
За счет избыточности появляется возможность заменить вышедший из строя Узел. Резервирование основных функций узла кластера (SDS, SDN, SDC) при аварийных ситуациях другими узлами называется резервированием элементов инфраструктуры или Failover-ом. Failover является автономной процедурой и выполняется кластерным фреймворком, поэтому она не требует действий человека.
Резервирование элементов инфраструктуры становится возможным благодаря одному из важнейших принципов гиперконвергенции – универсальности Узлов. То есть все Узлы Кластера одинаковы и не отличаются друг от друга.
Резервирование в слое хранения обеспечивается решением RAID-Z и выполняется в контексте Пула хранения, который оперирует пространством из дисков всех Узлов. Избыточность дисков в Пуле полностью идентична избыточности Кластера, например, при Кластере из 7 Узлов с избыточностью 2 Пул будет оставаться в работоспособном состоянии при наличии в нём не менее 5 дисков.
Минимальное количество Пулов в Кластере равно количеству Узлов в Кластере.
Виртуальная машина (далее – ВМ) является агрегированной сущностью, в которой объединены три ключевых ресурса Кластера: SDS, SDN, SDC. ВМ обладает следующими свойствами:
- CPU / RAM ВМ обеспечены ресурсами CPU / RAM конкретного Узла;
- диски ВМ обеспечены одним конкретным Пулом.
Так как ВМ является совокупной сущностью, то её резервирование выполняется автоматически вследствие резервирования любого из Слоев на конкретном Узле