Tin tức và truyền thông

GIỚI THIỆU GIẢI PHÁP HẠ TẦNG SIÊU HỘI TỤ HCI

  • 13:42 - 09/03/2022
  • 34
  1. Mở đầu

Cuộc cách mạng Công nghệ 4.0 tạo ra một “cú hích” mạnh mẽ thúc đẩy sự phát triển của các doanh nghiệp trên toàn cầu. Trong đó nền tảng siêu hội tụ HCI (Hyper Converged Infrastructure) được xem là giải pháp tối ưu khi xây dựng hệ thống cho doanh nghiệp hiện nay. Vậy HCI là gì ?

  1. Giải pháp hạ tầng theo công nghệ ảo hoá truyền thống SAN

Để tìm hiểu về HCI, trước hết chúng ta hãy tìm hiểu về giải pháp ảo hóa truyền thống SAN. Đây là mô hình ảo hóa truyền thống phổ biến được xây dựng dựa trên phần mềm được gọi là Hypervissor cài đặt lên máy chủ vật lý. Các máy chủ ảo được cài đặt thông qua Hypervisor này để truy cập vào tài nguyên máy chủ và hệ thống lưu trữ SAN vật lý. 

Hình 1-Mô hình giải pháp ảo hóa truyền thống SAN

 

Hypervisor là lớp giao tiếp giữa máy chủ ảo và máy chủ vật lý, làm nhiệm vụ quản lý và cấp phát tài nguyên dùng chung của các máy chủ ảo hoá trên các máy chủ và lưu trữ vật lý. Các máy chủ ảo hóa được đặt trên các máy chủ vật lý và được lưu trữ trên thiết bị lưu trữ tập trung.

     Ưu điểm giải pháp này là giải quyết được các yêu cầu về hệ thống máy chủ ảo hóa:

  • Nguồn tài nguyên các máy ảo được sử dụng từ RAM và CPU của máy chủ HOST, tài nguyên đĩa cứng và dữ liệu sẽ sử dụng trên thiết bị lưu trữ SAN
  • Đáp ứng tính dự phòng cho các máy chủ vật lý HOST, trong trường hợp các máy chủ bị sự cố thì các máy ảo vẫn hoạt động trên các máy chủ HOST khác, nếu đủ tài nguyên.
  • Thiết bị lưu trữ được thiết kế Dual Controller, đáp ứng dữ liệu luôn được truy xuất từ các máy chủ HOST vật lý cũng như ảo hóa
  • Thiết kế đáp ứng khả năng mở rộng tại một Trung tâm dữ liệu cũng như việc mở rộng nhiều Trung tâm dữ liệu

Tuy nhiên, với mô hình ảo hoá truyền thống này sẽ tạo ra các nhược điểm như sau:

  • Vấn đề về đầu tư ban đầu:  Đưa ra con số chính xác và hợp lý cho chi phí đầu tư ban đầu là bài toán nan giải. Thông thường để sizing hệ thống máy chủ phục vụ ảo hóa cần thu thập thông tin về tải hệ thống, từ đó xác định số lượng tài nguyên chính xác.
  • Vấn đề về khả năng mở rộng:  Các linh kiện thay thế thường phải gắn liền với cùng hãng sản xuất của máy chủ, cùng part number. Do đó, gây khó khăn khi thiết bị hết vòng đời sản phẩm, hay hỗ trợ của chính hãng.
  • Vấn đề về Hiệu suất hoạt động:  Với một hạ tầng ảo hoá thông thường, đa số sẽ luôn đáp ứng được hiệu suất hoạt động với số lượng giao dịch nhỏ. Nhưng khi mở rộng ra với số lượng lớn hơn thì hiệu suất, trải nghiệm người dùng sẽ bị ảnh hưởng rõ rệt, do điểm yếu của hạ tầng truyền thống.
  • Vấn đề về Giám sát quản lý: Với hạ tầng truyền thống, việc giám sát và quản lý là vô cùng phức tạp với nhiều giao diện quản lý khác nhau. Việc giám sát phải được thực hiện tại hệ thống ảo hóa, hệ thống server, hệ thống lưu trữ storage, …Việc quản lý hiệu suất của thiết bị lưu trữ Storage thường chỉ có thể thực hiện ở mức host level để quản lý CPU, RAM trên host đó. 
  • Vấn đề về Dung lượng lưu trữ: Những tình huống thường xuyên gặp phải khi đầu tư hệ thống lưu trữ SAN tập trung cho giải pháp ảo hóa truyền thống: 
    • Đầu tư quá mức
    • Đầu tư thiếu hoặc với dung lượng quá thấp. 
    • Storage là thành phần quan trọng trong mô hình truyền thống và thách thức lớn nhất trong mô hình truyền thống liên quan đến Storage.
    • Trong giải pháp xây dựng nhiều Trung tâm dữ liệu hoạt động, cần phải đầu tư thiết bị Storage tại DR Site tương đương và giải pháp đồng bộ dữ liệu giữa các Trung tâm cần phải có môi trường cáp quang đồng bộ, chi phí đầu tư cao.
  1. Giải pháp hạ tầng theo công nghệ ảo hoá siêu hội tụ HCI
    1. Giới thiệu giải pháp HCI

Hyperconverged (Hyper – Converged) là thuật ngữ được dùng đến như một xu hướng về hạ tầng hội tụ. Xu hướng siêu hội tụ loại bỏ khái niệm sử dụng đĩa cứng tại thiết bị lưu trữ và chỉ sử dụng các máy chủ (bao gồm CPU, RAM, DISK, Network) kết hợp với nhau tạo thành một khối vận hành và dự phòng lẫn nhau. 

Nếu như mô hình Data Center truyền thống bao gồm 3 thành phần chính: Server để chạy các ứng dụng; Storage để lưu trữ data và hạ tầng mạng để các nối các thành phần với nhau. Thì HCI kết hợp mọi thứ lại với nhau, gói gọn trong 1 package hợp nhất – một thiết bị duy nhất, có đủ các thành phần: compute + Storage + networking. Điều này sẽ loại bỏ việc sử dụng các hệ thống lưu trữ Storage bên ngoài (SAN), làm giảm đáng kể các thành phần phức tạp trong mô hình DC

Đặc điểm nổi bật của công nghệ HCI là:

  • Giao diện quản lý hội tụ sử dụng dễ dàng: Quy trình vận hành của Data Center ngày càng trở nên phức tạp với nhiều tác vụ đòi hỏi tài nguyên hệ thống cực cao – một trong những tính năng quan trọng của HCI là làm việc quản lý tài nguyên trở nên đơn giản hơn. Với hệ thống HCI, quản trị viên đã có trong giao diện “hội tụ” và trực quan, ngay cả khi hệ thống backend mở rộng liên tục
  • Quản lý Data Center đơn giản: HCI được quản lý dựa trên các chính sách policy đưa ra. Bằng cách triển khai các policy tại level software nên có thể tránh được việc cấu hình từng VM và storage. Thử nghĩ xem, nếu hệ thống nhà bạn có cả trăm hoặc ngàn VM, việc cấu hình từng VM sẽ dẫn đến tốn thời gian, cấu hình sai , vv. Nhưng với HCI, tất cả các VM đều sẽ đồng nhất và được cấu hình đúng chuẩn thông qua các policy của ứng dụng, được define sẵn bằng HCI software. Kết quả là thời gian support của đội ngũ IT và downtime của hệ thống sẽ giảm đi đáng kể – do cấu hình sai hoặc không tương thích
  • Tăng cường khả năng Security: HCI có khả năng “điều khiển hội tụ” (Unified Point of Control), được tích hợp các biện pháp bảo vệ data tốt nhất, bao gồm: Access Control, Mã hoá – Encryption, Remote Data Replication, các quy trình Backup và Disaster Recovery, Applied System-wide software
  • Khả năng mở rộng hệ thống : Hệ thống HCI sinh ra vốn đã sẵn sàng khả năng mở rộng, doanh nghiệp có thể  tăng/giảm khả năng lưu trữ bằng cách thêm vào/lấy ra các node mà không ảnh hưởng đến các hệ thống đang hoạt động. HCI còn cho phép các thiết bị storage có thể thêm/lấy ra mà không cần phải cấu hình lại trong bất kỳ ứng dụng nào.
  1. Mô hình HCI

Hệ thống siêu hội tụ HCI bao gồm 2 nền tảng chính:

  • Phần cứng: là máy chủ x86 với ổ cứng gắn trong dạng SSD thuần (All Flash mode), hay ổ cứng kết hợp giữa SSD và HDD (Hydrid mode), cổng mạng ít nhất 2 cổng 10GB
  • Phần mềm: bao gồm Hypervisor và SDS (Software Defined Storage) và module quản lý.

Hình 2-Giải pháp ảo hóa siêu hội tụ HCI

 

Cốt lõi trong giải pháp HCI nằm ở phân hệ phần mềm. Với SDN các thành phần thiết bị của máy chủ: bộ vi xử lý, bộ nhớ, controller, ổ cứng, mạng liên kết với nhau để tạo thành một thực thể hoàn chỉnh duy nhất. Phân hệ phần mềm này cũng cung cấp khả năng quản trị hệ thống ở cấp độ 1 Site, Multi-Site, quản trị tính năng DR, Backup cũng như cho phép quản trị viên lập trình để điều khiển tác vụ liên quan lưu trữ, quản lý máy ảo và được tách rời hoàn toàn với phần cứng lưu trữ vật lý. Điều này giúp việc quản lý vận hành một hệ thống ảo hóa, máy chủ, thiết bị lưu trữ, thiết bị mạng.. đơn giản trong 1 giao diện duy nhất, trở nên cực kì đơn giản và hiệu quả. Chi phí đầu tư, vận hành, giám sát hệ thống tiết kiệm và kinh tế hơn với những giải pháp ảo hoá truyền thống.

Các thành phần quan trọng của phần mềm HCI:

  • Phần mềm quản lý cơ sở hạ tầng đơn giản cho môi truờng ảo hóa.
  • Distributed Storage Fabric: Hệ thống lưu trữ phân tán (DSF) cung cấp hệ thống lưu trữ cao cấp theo yêu cầu bằng cách sử dụng kiến trúc phần mềm phân tán cao. DSF loại bỏ sự cần thiết của các giải pháp SAN truyền thống nhưng vẫn cung cấp một tập phong phú các dịch vụ dữ liệu hướng VM được định nghĩa bằng phần mềm. Cụ thể, DSF xử lý các tính năng như clone, snapshot, tính sẵn sàng cao, khôi phục sau thảm họa, nén, khử lặp và erasure coding.
  • DSF hoạt động thông qua một mạng kết nối các máy ảo điều khiển (CVM) tạo thành cluster. Tất cả các node trong cluster có quyền truy cập dữ liệu từ ổ cứng SSD/ HDD và tài nguyên đám mây được chia sẻ. Các hypervisors và giao tiếp DSF sử dụng các giao thức NFS, iSCSI hoặc SMB3 tiêu chuẩn, tùy vào hypervisor được sử dụng.
  • Lớp phần mềm Nền tảng ứng dụng linh động: Lớp phần mềm bao gồm một loạt các khả năng cho phép các ứng dụng và dữ liệu di chuyển tự do giữa các môi trường, kể cả giữa các hệ thống chạy các hypervisor khác nhau và từ hệ thông ảo hóa on-primise đến  cloud. Khi các máy ảo có thể di chuyển giữa các hypervisor, các quản trị viên có thể đặt các môi trường production và test/dev cùng lúc trên các hypervisor khác nhau và thay đổi khối lượng công việc giữa chúng khi cần thiết.
  • Hypervisor: trừu tượng hóa các thành vật lý của máy chủ, dùng tài nguyên này chia sẻ cho các máy ảo.
  1. Tổng kết

Với những ưu điểm của giải pháp HCI như trên, giải pháp hạ tầng này đang dần được triển khai thay thế giải pháp hạ tầng truyền thống. Không nằm ngoài xu thế công nghệ này, hiện nay EVNSPC đã triển khai giải pháp công nghệ ảo hóa siêu hội tụ HCI để đáp ứng nhu cầu về hạ tầng về máy chủ và lưu trữ dữ liệu cho hệ thống thu thập dữ liệu đo ghi xa của Tổng công ty Điện lực miền Nam từ cuối năm 2021. Theo đánh giá bước đầu, giải pháp này đang vận hành tốt, ổn định và tin cậy.

 


Tên Bài Hát

Tên Ca Sĩ
Tên Tác Giả

Nguyễn Quang Huy - P.KTHTM - SPCIT

Bài viết liên quan