Проблемы ЦОД и их решения
Поговорим о трех проблемах, связанных с работой дата-центров. Посмотрим, какие решения могут предложить технологические стартапы.
Сложные сети
Управлять сетевой инфраструктурой дата-центра сложно. На то есть несколько причин: высокая плотность размещения серверов и систем хранения данных и чуть ли не «доисторические» способы оценки состояния инфраструктуры. Одним из самых популярных инструментов для управления ЦОД по-прежнему остаются таблицы Excel, в которых администраторы отслеживают, какую железку нужно настроить или заменить.
Подобное «ручное управление» приводит к сбоям. По статистике, в 80% сбоев сетевой инфраструктуры виноват человек. В среднем, такая ошибка обходится в 140 тыс. долларов. Восстановление — это еще и время.
По этим причинам IT-индустрия старается автоматизировать настройку сетей и исключить человеческий фактор. В этой области есть много различных разработок. Одной из них является технология intent-based networking (IBN). В переводе это означает «сети, управляемые на основе намерений».
«Намерения» — это модель поведения сети (шаблон), которую задает системный администратор. Она формулируется в виде бизнес-требований, а сеть самостоятельно определяет, что нужно делать. Например, если дать системе установку: «Нужно расширить базу данных для приложения», то она сама выделит и подключит дополнительные вычислительные мощности в дата-центре. Если сказать: «Нужно развернуть приложение для обеспечения безопасности», система составит правила для файрвола и маршрутизаторов.
Одним из первых разрабатывать IBN-системы стал стартап Apstra. Их сервис называется Apstra Operating System (AOS). Администратор задает количество серверов, прописывает политики доступа, число компьютеров в сети и другие требования. После сервис сам строит схему инфраструктуры, в которой назначает устройствам в сети роли, например сервер или роутер. Сисадмину остается лишь утвердить её — настройка произойдет автоматически.
Похожий IBN-сервис разработан и ИТ-гигантом Cisco — система называется DNA Center. Один из кейсов использования — сеть в детском госпитале Лос-Анджелеса. Система ускорила настройку сетевой инфраструктуры на 50–90% и вполовину снизила количество сбоев в работе IT-инфраструктуры больницы. На основе таких показателей аналитики Gartner прогнозируют, что IBN-технологиями будут пользоваться тысячи компаний по всему миру.
Высокое энергопотребление
Ранее на долю ЦОД приходились 2% всей потребляемой электроэнергии в мире. Ожидается, что к 2020 году эта цифра «скакнет» до 5%, а к 2025 уже достигнет небывалых 10%. Вместе с этим вырастет количество выбросов CO2 в атмосферу. Ухудшающаяся экология и увеличивающиеся счета за электричество — два главных драйвера появления «зеленых» технологий в дата-центрах.
Компании, которые работают в этой сфере, стремятся оптимизировать процессы управления электропитанием в ЦОД также за счет автоматизации. Одну из таких систем предлагает стартап Virtual Power Systems (VPS). Он помогает перераспределять энергию между оборудованием в дата-центре.
Решение компании состоит из аккумуляторов, датчиков, собирающих информацию о расходе электричества, и ПО для анализа данных — ICE Console. Когда система обнаруживает, что какому-то серверу требуется большая мощность (например, на него выросла нагрузка), она задействует доп. аккумуляторы. Если же сервер находится в «режиме ожидания», то его энергопотребление снижается. ICE повышает процент эффективного использования электричества до 80%. Обычно он составляет лишь 20–50%.
Отметим, что такие решения окажутся неэффективны, если при выборе «железа» дата-центр допустил серьёзные просчеты. Например, было куплено слишком мощное железо или недостаточное количество блоков питания. По статистике почти 80% компаний не знает, сколько потребляют их серверы, потому нерационально использует электроэнергию.
Есть и более «разумные» системы управления электропитанием, работа которых базируется на машинном обучении (МО). Такими системами чаще всего занимаются IT-гиганты вроде Google. Например, они запустили интеллектуальную систему для управления кондиционированием в ЦОД.
IT-инфраструктуру компании мониторит несколько тысяч сенсоров. Они учитывают множество параметров: начиная от нагрузки на серверы и заканчивая скоростью ветра на улице. Все эти данные поступают на вход системы искусственного интеллекта, которую компания размещает в облаке.
Эта система составляет список действий (например, ускорить вентиляторы кондиционера или перенаправить потоки воздуха), которые повлияют на энергопотребление. Затем выбирает из них наиболее эффективное.
Однажды алгоритм МО сам «догадался», что холодный воздух с улицы в зимнее время эффективнее охлаждает помещение и использовал это знание, чтобы на треть сократить энергозатраты на системы кондиционирования.
Много IoT-устройств
По данным экспертов, объемы информации в мире достигнут 163 зеттабайт к 2025 году. Свой вклад в это вносит развивающаяся индустрия интернета вещей (IoT). Ожидается, что число умных гаджетов к тому же 2025 году вырастет до 75 млрд. Сейчас их число едва превышает 23 млрд.
Чтобы смарт-гаджеты работали в режиме реального времени эффективнее, компании разрабатывают системы, которые бы «перенесли» вычислительные возможности ЦОД ближе к конечному пользователю.
Одним из таких стартапов является Vapor IO. Дата-центры компании — небольшие контейнеры с оборудованием, которые устанавливаются в основании вышек сотовой связи и подключаются к мобильной сети.
Каждый такой дата-центр способен принять и обработать данные от пользователей в радиусе 10–20 километров. ЦОД соединены в единую структуру, и при сбоях в одном из них трафик перераспределяется между «соседями». Американские компании воспользуются технологией уже скоро: к 2020 году Vapor IO планирует развернуть сеть в 20 крупных городах США.
Подобные технологии должны помочь компаниям не отставать от прогресса в области строительства дата-центров и обеспечить подключение для грядущей флотилии дронов и автономных роботов. Они подтолкнут развитие всех сфер деятельности: начиная от беспилотных автомобилей и заканчивая медициной с умными девайсами для мониторинга здоровья пациентов.
