Гиперконвергентная платформа vStack (далее vStack) – инструмент для создания программноопределяемой инфраструктуры. Как это следует из названия, получаемая инфраструктура строится на принципе гиперконвергенции, согласно которому аппаратные составляющие инфраструктуры (физические сервера) являются универсальными единицами, реализующими программноопределяемые слои (Хранение, Вычисления, Сеть). При этом в инфраструктуре отсутствуют аппаратные составляющие с выделенной ролью (Хранение, Вычисления, Сеть).

Hyper-converged infrastructure (HCI) или гиперконвергентная инфраструктура – программноопределяемая ИТ- инфраструктура, которая объединяет в единую ИТ-систему функции вычисления, хранения данных, виртуализации и сети. HCI строится только на базе серверов и не требует отдельных компонентов (например СХД), реализующих только часть функциональности. Благодаря гиперконвергентной платформе HCI управляется как единая модульная система, из одной панели управления. HCI обеспечивает гибкость и быструю масштабируемость ИТинфраструктуры. На схеме ниже представлено отличие гиперконвергенции от конвергенции.

Рисунок 1. 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 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. Здесь все функции выполняются кластером унифицированных x86-серверов с дисками. Такой подход к созданию ИТ-инфраструктуры позволяет значительно ее упростить, а также снизить затраты на оборудование, поддержку и ресурсы ЦОД.

С целью 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-определяемая система хранения данных (СХД)
  • SDN (Software Defined Networking) — программно-определяемая сеть
  • SDC (Software Defined Computing) — программно-определяемые вычислительные ресурсы

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 хост. 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.

Документ: Эксплуатационная документация vStack Дата публикации: vStack © 2019-2022 Стр. 5 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 Слоёв на конкретном Узле