Che cos'è l'infrastruttura iperconvergente? Una guida dettagliata

Cosa vedi quando immagini un data center tradizionale? Probabilmente un'architettura a livelli: moduli indipendenti di server, storage, gestione, networking e virtualizzazione. Non puoi gestire un data center senza queste infrastrutture IT. Ma la gestione di un data center non è facile con così tanti elementi costitutivi. Un'operazione di data center ingombrante rallenta la gestione dei carichi di lavoro cloud, impedendoti di soddisfare le esigenze aziendali.

Fortunatamente, esiste l'infrastruttura iperconvergente (HCI). L'HCI è un framework IT che unifica lo storage definito dal software, il networking virtualizzato e il computing per facilitare la centralizzazione e la gestione delle risorse del data center. I data center si rivolgono alle soluzioni HCI per combinare il loro stack tecnologico in un'unica piattaforma, ridurre la complessità e aumentare la scalabilità.

L'infrastruttura iperconvergente virtualizza le risorse hardware di storage legacy come array di storage, reti e server in un unico sistema. Questa integrazione dell'hardware del server del data center e dei dispositivi di storage locali aiuta ad automatizzare il provisioning IT e la configurazione dello stack di networking.

Il risultato è una riduzione dell'hardware di storage dedicato e dei costi operativi. Ecco perché l'iperconvergenza è la prima scelta per portare un'esperienza simile al cloud nei sistemi on-premise e distribuire un cloud ibrido o privato.

Fonte: VMware Cloud Foundation

L'HCI ti consente di eseguire storage definito dal software e carichi di lavoro di calcolo insieme su un server. Un pool di risorse di calcolo e storage virtualizzato unisce i server su reti Ethernet. Questi server utilizzano controller di storage virtuali per gestire lo storage a livello di hypervisor o sistema operativo. Può scalare rapidamente in base alle tue esigenze, migliorando la gestione dello storage, le capacità di failover e la resilienza.

Perché l'infrastruttura iperconvergente è importante?

L'infrastruttura iperconvergente offre un ambiente unificato e definito dal software per aiutarti a implementare aggiornamenti delle prestazioni. Elimina anche la complessità e i rischi associati all'aggiunta di nuovo hardware o alla ristrutturazione dei sistemi esistenti.

Oggi, le aziende utilizzano più dati e applicazioni che mai. Questo si traduce in una maggiore potenza di calcolo e supporto infrastrutturale. Costruire queste capacità rende complesso l'ambiente del data center. L'infrastruttura tradizionale del data center si basa su più amministratori, team e sistemi per la gestione dei componenti di calcolo, storage e networking.

Ad esempio, un team di storage lavora solo con un fornitore di hardware di storage per mantenere i sottosistemi di storage. Questi team utilizzano più interfacce di gestione per gestire diversi componenti.

Il risultato? Costi di manutenzione più elevati e difficoltà nel ricevere supporto dai fornitori.

La complessità della gestione di più sistemi frustra i team IT. Vogliono un'infrastruttura scalabile e flessibile che fornisca risorse istantaneamente e offra servizi più rapidi. È qui che entra in gioco l'infrastruttura iperconvergente.

Come funziona l'infrastruttura iperconvergente

Una soluzione HCI utilizza uno strato software distribuito per convergere l'hardware del server del data center con dispositivi di storage localmente collegati come dischi rotanti o flash. Questa convergenza di componenti di storage, calcolo, virtualizzazione e networking di storage in un'unica scatola hardware pre-configurata riduce i costi operativi facilitando l'installazione e la manutenzione dell'infrastruttura.

L'infrastruttura iperconvergente si basa su una piattaforma distribuita per sostituire l'infrastruttura legacy costosa. Utilizza server commodity standard del settore che dispongono di processori x86, unità a stato solido (SSD) e dischi rigidi ibridi (HHD). Questi server possono iniziare in piccolo e poi scalare un server alla volta, secondo le esigenze aziendali. Gli strumenti software su questi server distribuiscono le funzioni operative su tutto il cluster (un gruppo di nodi o server) per migliorare le prestazioni e costruire la resilienza.

Gli appliance iperconvergenti dispongono di controller di rete di storage virtuale (SAN) preinstallati, che sono essenzialmente macchine virtuali (VM) che funzionano su hypervisor situati sui server. Questi controller SAN virtuali gestiscono il traffico di input/output (I/O) e le attività a livello di storage come:

• Caching I/O
• Snapshot
• Auto-tiering
• Deduplicazione
• Migrazione dei dati
• Codifica di cancellazione
• Provisioning sottile
• Mirroring sincrono
• Replica asincrona dei dati

L'infrastruttura iperconvergente ti consente anche di scalare in modo indipendente le unità di elaborazione centrale (CPU), la memoria ad accesso casuale (RAM) e le risorse di storage con configurazioni della piattaforma hardware. Puoi anche sfruttare queste configurazioni, anche se non utilizzi un'unità di elaborazione grafica (GPU) per l'accelerazione grafica.

Le soluzioni HCI offrono anche una console di gestione unica che ti offre una vista a 360° di nodi, cluster e controller SAN virtuali. Questa interfaccia unica ti consente di eseguire lavori quotidiani senza accedere a più ambienti SAN.

Architettura dell'infrastruttura iperconvergente

L'architettura dell'infrastruttura iperconvergente combina servizi di calcolo, storage e rete in uno strato software integrato.

A seconda delle offerte del fornitore, troverai due tipi di architetture di storage iperconvergente: appliance di storage virtuale (VSA) e virtualizzazione dello storage incorporata nell'hypervisor. Una piattaforma HCI tipica utilizza anche un telaio hardware, un hypervisor e un controller SAN.

Le macchine virtuali eseguono il pool di risorse dell'infrastruttura in un modello di storage basato su VSA. Prendono lo storage fisico dall'hypervisor e danno accesso a quello storage ad altre VM. Le VM leggono e scrivono dati attraverso appliance di storage virtuale che vivono strutturalmente nel percorso I/O.

Un processo a livello di hypervisor gestisce lo storage fisico e lo rende disponibile alle VM nella virtualizzazione dello storage incorporata nell'hypervisor. In questo modello, l'hypervisor è responsabile della gestione dei dispositivi di storage.

In entrambi i casi, una piattaforma di infrastruttura iperconvergente offre virtualizzazione dello storage per garantire il controllo completo sullo stack dell'infrastruttura.

Ora, esaminiamo ciascuno strato software in dettaglio.

La virtualizzazione del calcolo crea versioni virtuali dell'hardware di calcolo e delle reti. Consolida i server che vengono poi considerati come un pool di risorse dalle VM. I team IT possono condividere e accedere a questa infrastruttura centralizzata da qualsiasi luogo. Di conseguenza, possono ridurre il numero di dispositivi fisici dietro un'architettura.

La virtualizzazione dello storage utilizza una console centrale per raggruppare lo storage fisico da più dispositivi di storage in un unico dispositivo di storage. Le macchine virtuali si affidano alla virtualizzazione dello storage per individuare e aggregare la capacità di storage disponibile dai dispositivi fisici.

Le soluzioni di storage virtuale devono essere in grado di intercettare e inviare le richieste I/O in arrivo dalle VM ai dispositivi di storage appropriati in un ambiente virtualizzato, altrimenti l'intero processo crollerà. Gli utenti non vedono lo storage virtuale; per loro, sembra solo un'unità fisica singola o un numero di unità logica (LUN) che legge e scrive.

La virtualizzazione della rete combina le risorse di rete disponibili per tre scopi: aggregare le reti fisiche in una rete virtuale, connettere le VM con le reti software o dividere una rete in segmenti. Elimina la necessità di configurazione della rete prima di spostare le VM tra i domini. Gli amministratori di rete progettano livelli di rete virtuali isolati che condividono lo stesso tessuto di rete fisica utilizzando il software di virtualizzazione della rete.

Infrastruttura convergente vs. iperconvergente vs. cloud

L'infrastruttura convergente (CI) è un metodo basato sull'hardware, basato su blocchi costitutivi, che unisce appliance server, storage e processi in un unico set hardware compatto. L'infrastruttura iperconvergente fa la stessa cosa ma con un approccio definito dal software che semplifica la distribuzione e la gestione dei componenti IT da un'unica dashboard. L'infrastruttura di cloud computing pubblica o privata è un'architettura singola che integra risorse fisiche di storage, calcolo e rete.

L'infrastruttura convergente semplifica la gestione del data center con un pacchetto di sistema preconfezionato che include componenti di calcolo, storage e networking. Questo sistema unico elimina la necessità di acquistare componenti hardware e software separatamente da fornitori diversi. Gli elementi di sistema pre-configurati nel pacchetto ti consentono di distribuire l'infrastruttura più velocemente.

L'infrastruttura iperconvergente o ultra-convergente utilizza networking definito dal software, storage e un hypervisor per gestire le risorse di calcolo. Il software è responsabile delle risorse che esistono sopra l'hypervisor. Questo approccio definito dal software è flessibile e supporta i carichi di lavoro moderni.

L'infrastruttura di cloud computing si basa su uno strato di astrazione per il pooling delle risorse fisiche e la fornitura di servizi. Il cloud semplifica la configurazione e la distribuzione con interfacce di programmazione delle applicazioni (API) o interfacce utente. I servizi cloud riducono i costi infrastrutturali iniziali poiché non necessitano di storage locale per eseguire programmi o condividere dati. Ma può essere complesso configurare l'infrastruttura cloud.

Software di iperconvergenza vs. hardware HCI: cosa è meglio?

Le aziende che cercano un'infrastruttura iperconvergente possono scegliere tra una piattaforma di iperconvergenza agnostica all'hardware o hardware HCI, noto anche come appliance HCI integrato, da un unico fornitore. Il software HCI ti consente di portare la tua tecnologia e distribuire l'infrastruttura. Con l'hardware HCI, devi acquistare il pacchetto hardware/software da un unico fornitore.

Gli appliance HCI plug-and-play offrono molti vantaggi: configurazione minima, risoluzione dei problemi facile e migliore ottimizzazione delle prestazioni. Inoltre, non hai bisogno di specialisti dello storage interni grazie al supporto 24 ore su 24, 7 giorni su 7, del fornitore. Tuttavia, a volte si verifica il lock-in del fornitore. Potresti anche dover pagare un extra se desideri aggiungere risorse di rete e calcolo aggiuntive per aumentare la capacità.

A differenza degli appliance HCI, l'installazione del software HCI è più complessa e richiede tempo. Ma non devi acquistare una nuova licenza software ogni volta che aggiorni l'hardware. Le soluzioni software HCI facilitano anche l'aggiunta di capacità in base alle esigenze di storage. Hai il controllo completo su quale hardware utilizzi e su come disaccoppiare o connettere i livelli software-hardware.

Tuttavia, pensa al tempo che il tuo team IT trascorrerà a tracciare bug, risolvere problemi di integrazione e coordinare patch con più fornitori. Inoltre, tieni d'occhio le liste di compatibilità hardware (HCL) per mantenere aggiornate le versioni del firmware.

In generale, è saggio considerare il caso aziendale e scegliere la tecnologia adatta. Fai la tua due diligence prima di scegliere un'infrastruttura iperconvergente.

Casi d'uso dell'infrastruttura iperconvergente

L'adozione dell'iperconvergenza è iniziata con casi d'uso come l'infrastruttura desktop virtuale (VDI) e i carichi di lavoro generici. Oggi, le aziende utilizzano soluzioni HCI per la consolidazione dei data center, l'edge computing, la distribuzione di uffici remoti/filiali (ROBO), la migrazione al cloud e numerosi altri carichi di lavoro. Il risultato è un'implementazione e una gestione efficienti delle risorse IT con maggiori vantaggi in termini di spese in conto capitale e operative.

VDI e desktop-as-a-service (DaaS)

L'implementazione VDI ha sempre creato problemi agli architetti desktop e ai chief information officer (CIO) a causa della sua complessità architettonica e dello storage sottoperformante. Con le soluzioni HCI, puoi semplificare ogni elemento VDI in un unico pacchetto e rimanere efficiente in termini di costi. Quindi, come funziona?

I desktop virtuali consistono in centinaia o più VM che possono diventare occupate contemporaneamente. Questi desktop necessitano di un'espansione della capacità scalabile per poter aggiungere nuove risorse hardware. Le soluzioni di infrastruttura iperconvergente combinano diversi elementi VDI in un unico appliance.

Ogni host HCI aggiunge risorse di calcolo e rete al pool di risorse di storage. Quando hai più cluster HCI, non hai bisogno di risorse diverse o nuovi array di storage per scalare. La flessibilità di aggiungere più nodi ti aiuta a far crescere il tuo business DaaS. Ecco perché l'HCI rimane la prima scelta per carichi di lavoro di dati diversi dell'Internet delle cose (IoT), file, app e video.

Edge computing e modello ROBO

Alcune aziende preferiscono eseguire alcune cose in loco e altre preferiscono il cloud. Ad esempio, potrebbero voler mantenere i sistemi di pianificazione delle risorse aziendali (ERP), le soluzioni di punto vendita (POS) o gli strumenti di gestione del magazzino vicino alle postazioni di lavoro dei clienti in loco. Potrebbero anche aver bisogno di capacità di amministrazione robuste se il loro dipartimento IT è piccolo. Le soluzioni iperconvergenti aiutano a creare ambienti edge che possono facilmente scalare verso l'alto o verso il basso.

Le aziende con uffici remoti e filiali utilizzano anche l'iperconvergenza per creare cluster di virtualizzazione con un paio di server fisici. Ciò significa che i team IT possono gestire facilmente l'infrastruttura con una vista unica di tutte le posizioni ROBO.

Consolidamento del data center

Una migliore esperienza per l'utente finale deriva da meno tempo trascorso a gestire l'infrastruttura. Ecco perché i team delle operazioni IT preferiscono le soluzioni HCI per unire server, sistemi di networking e storage. Consolidare le operazioni del data center li aiuta a migliorare la pianificazione della capacità di carico di lavoro e ridurre i silos infrastrutturali.

Alcune aziende utilizzano anche piattaforme HCI per combinare server e array ridondanti di dischi indipendenti (RAID) in modo da potersi concentrare maggiormente sui servizi di macchine virtuali.

Logging e analisi

Come sai, una soluzione HCI scala lo storage, la RAM e la CPU contemporaneamente. Ma cosa succede se un carico di lavoro richiede più di una risorsa rispetto a un'altra? Finirai per acquistare risorse non necessarie? Non proprio.

La maggior parte delle piattaforme HCI oggi dispone di nodi densi di storage, che aumentano la capacità di storage senza calcolo e migliorano il rapporto storage-calcolo. Questo è il motivo per cui le aziende utilizzano anche l'iperconvergenza per il logging e l'analisi.

Le aziende che mantengono log necessitano di un'infrastruttura che supporti scritture rapide mentre gestisce un'elevata velocità dei dati. La piattaforma sottostante deve essere in grado di espandere rapidamente la capacità di storage. Allo stesso modo, le aziende che estraggono dati per ottenere informazioni necessitano di un ambiente IT che supporti letture rapide per aiutare le piattaforme di analisi a generare risultati più velocemente.

Entrambi i casi d'uso richiedono una costruzione di capacità costante nel tempo per supportare carichi di lavoro intensivi di scrittura e lettura. Le soluzioni HCI ti consentono di scalare man mano che cresci. Il costo totale di proprietà (TCO) è quindi inferiore rispetto a se dovessi pagare in anticipo per la capacità di storage.

Backup, disaster recovery e protezione dei dati

Gli ambienti iperconvergenti dispongono anche di capacità di protezione dei dati. Utilizzano la replica centrata sulle VM all'interno di un cluster HCI o da un cluster a un altro per eseguire il backup e proteggere i dati. Le capacità di storage scalabili aiutano a replicare e archiviare i dati in un altro cluster o posizione fisica. Gli strumenti HCI offrono generalmente automazione del disaster recovery (DR) o soluzioni di failover dell'hypervisor.

Vantaggi dell'infrastruttura iperconvergente

Oltre a offrire una facile distribuzione, gestione e aggiornamento dell'infrastruttura, le soluzioni di infrastruttura iperconvergente ti mantengono agile, offrono un'esperienza simile al cloud e mantengono bassi i costi.

• Scala secondo necessità. La scalabilità è uno dei motivi principali per cui le organizzazioni scelgono le piattaforme HCI. Puoi aggiungere o rimuovere blocchi costitutivi preconfigurati o nodi ai o dai cluster HCI. Questi nodi facilitano l'integrazione e superano i problemi di scalabilità dell'infrastruttura tradizionale.
• Mantieni i sistemi affidabili e disponibili. Quando un nodo fallisce in una piattaforma HCI, altri nodi sono pronti a subentrare e distribuire le funzioni tra di loro. Puoi persino sostituire o aggiungere nodi senza interruzioni. L'ambiente definito dal software dispone di tolleranza ai guasti pre-costruita, disaster recovery e capacità di auto-riparazione, tutte chiavi per garantire affidabilità e alta disponibilità.
• Soddisfa le esigenze di prestazioni. I sistemi HCI possono eseguire carichi di lavoro variabili con SSD e HDD. Non è necessario riconfigurare l'hardware ogni volta che cambiano i requisiti di prestazioni. Come bonus, benefici anche di una latenza inferiore poiché le unità di storage e di elaborazione rimangono in stretta prossimità.
• Offri agli utenti un'esperienza simile al cloud. Le piattaforme HCI agiscono come soluzioni cloud perché astraggono e presentano le risorse hardware come servizi consumabili. Questo comportamento simile al cloud ti aiuta a gestire i carichi di lavoro su più piattaforme. Inoltre, l'HCI utilizza la virtualizzazione avanzata, quindi l'integrazione con le piattaforme cloud è più semplice.
• Minimizza le spese IT. L'infrastruttura iperconvergente integra risorse hardware commodity, quindi non è necessario spendere per server, reti o componenti di storage specializzati. Lo storage collegato direttamente nell'HCI ti aiuta anche a evitare i costi di distribuzione e gestione della SAN.

Distribuzione HCI

Considera di esaminare i tre tipi di modelli di distribuzione HCI di seguito quando aggiungi un'infrastruttura iperconvergente a un data center tradizionale.

• Distribuzione HCI a sostituzione completa sostituisce l'intero ambiente tradizionale. Idealmente, non otterrai l'approvazione per questa opzione poiché causa il massimo spostamento dell'hardware e può essere costosa. Questo modello di distribuzione HCI è adatto a progetti di costruzione di nuovi data center che necessitano di un'architettura di riferimento.
• Distribuzione HCI affiancata si riferisce alla coesistenza di un'infrastruttura cloud iperconvergente e un'architettura eterogenea tradizionale in un data center. Questo modello di distribuzione HCI ti consente di migrare il carico di lavoro all'HCI a lungo termine. Di conseguenza, puoi facilmente riproporre l'hardware spostato.
• Distribuzione HCI per applicazione significa che utilizzi l'HCI per supportare applicazioni specifiche o iniziative di calcolo anziché migrare il carico di lavoro su di esso. Questo modello di distribuzione è ideale per costruire una nuova infrastruttura desktop virtuale o un cluster di elaborazione di big data.

Soluzioni di infrastruttura iperconvergente

L'infrastruttura iperconvergente è la spina dorsale dell'IT moderno. Senza la soluzione giusta, non puoi virtualizzare i sistemi hardware tradizionali. Scopri le migliori soluzioni HCI nel 2023 qui.

Per essere inclusi in questa categoria, un prodotto software deve:

• Virtualizzare server, storage e reti di connessione.
• Eseguire il backup e il recupero dei dati virtualizzati.
• Scalare l'infrastruttura in base alle esigenze organizzative.
• Connettersi con altri software e hardware di infrastruttura.

*Queste cinque principali soluzioni di infrastruttura iperconvergente provengono dal Winter 2023 Grid® Report di G2. Alcune recensioni possono essere modificate per chiarezza.

1. Nutanix Cloud Infrastructure

Nutanix Cloud Infrastructure (NCI) offre soluzioni di virtualizzazione integrate e un tessuto di storage distribuito per consolidare i carichi di lavoro e ottenere la località dei dati per alte prestazioni.

 Cosa piace di più agli utenti:

“La semplicità e la potenza del prodotto sono fenomenali. Tutto è disposto in modo infallibile e, indipendentemente da quanto sembri semplice, tutte le funzionalità richieste sono proprio davanti ai tuoi occhi e, se hai bisogno di qualcosa di più avanzato, può essere fatto dalla riga di comando (CLI).”

- Recensione di Nutanix Cloud Infrastructure (NCI), Jacob L.

Cosa non piace agli utenti:

“Deve migliorare la sua interfaccia utente. Il costo iniziale potrebbe essere più alto rispetto ad altri fornitori. Inoltre, non mi piaceva molto la sua funzione one-click per comprendere meglio ogni concetto.”

- Recensione di Nutanix Cloud Infrastructure (NCI), Sumit K.

2. StarWind Virtual SAN

StarWind Virtual SAN è una soluzione di infrastruttura iperconvergente di alto livello che ti consente di costruire un pool di storage tollerante ai guasti con mirroring tra dischi rigidi interni e server hypervisor. Puoi anche distribuirlo o aggiungerlo all'infrastruttura IT esistente.

Cosa piace di più agli utenti:

“Trasforma i dischi server e le unità flash in un pool di storage ad alte prestazioni, fornendo uno storage scalabile e conveniente per ambienti virtualizzati. L'alta disponibilità e la tolleranza ai guasti sono incluse con questa soluzione. Hai bisogno solo di 2 server per iniziare, consentendoti di creare qualsiasi tipo di cluster altamente disponibile che puoi immaginare che richieda uno storage condiviso, sia esso virtualizzazione o cluster di server SQL.”

- Recensione di StarWind Virtual SAN, Georgian M.

Cosa non piace agli utenti:

“Anche se ragionevolmente prezzo, sarebbe bello se fosse ancora più conveniente. In questi giorni, ogni centesimo conta. Inoltre, una volta ho dovuto ottenere supporto di emergenza 24 ore su 24. Ho pagato per il supporto (una tariffa annuale) ma era valido solo fino al prossimo rinnovo (solo per un paio di mesi). Non è stato fantastico. Quel tipo di supporto dovrebbe essere pro-rata o consentito di essere trasferito.”

- Recensione di StarWind Virtual SAN, Chris T.

3. Huawei FusionCube BigData Machine

Huawei FusionCube BigData Machine offre tecnologie di accelerazione innovative per aiutare le aziende a costruire storage di dati ad alta densità e connettere piattaforme Big Data.

Cosa piace di più agli utenti:

“È buono per il calcolo e molto utile quando forniscono un pacchetto unico per la virtualizzazione. La distribuzione è più veloce rispetto ad altri.”

- Recensione di Huawei FusionCube BigData Machine, Arpit B.

Cosa non piace agli utenti:

“Richiede molti soldi per lo storage. Non è utile per brevi periodi. A volte i dati saranno disallineati e non strutturati.”

- Recensione di Huawei FusionCube BigData Machine, Pradeep N.

4. VMware HCI Software

VMware HCI Software ti consente di convergere lo storage fisico con server x86 per facilitare la scalabilità.

Cosa piace di più agli utenti:

“Fornisce calcolo, struttura di rete e storage da un'unica piattaforma server che è x86. È una sorta di blocco di costruzione e consente ai data center di accedere a varie scalabilità e funzionalità.”

- Recensione di VMware HCI Software, Anurag K.

Cosa non piace agli utenti:

“A volte c'era un po' di confusione su quale computer stavo controllando con i miei dispositivi di input.”

- Recensione di VMware HCI Software, Ron W.

5. VxRail

VxRail di Dell semplifica la gestione delle operazioni IT con appliance di infrastruttura iperconvergente completamente preconfigurati e integrati.

Cosa piace di più agli utenti:

“Ha uno storage all-flash, che lo rende molto veloce e offre alte prestazioni di operazioni di input/output al secondo (IOPS). Combina storage, calcolo e networking in un unico appliance, riducendo così i costi complessivi e fornendo una gestione facile. Lo sto usando con VMware, quindi abbiamo tutte le funzionalità disponibili in VMware. Il supporto di Dell è stato anche buono durante l'implementazione.”

- Recensione di VxRail, Anurag P.

Cosa non piace agli utenti:

“Mancanza di materiale di studio e guide per aiutare con la distribuzione.”

- Recensione di VxRail, Hussein H.

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