Hiperconvergència

L’evolució dels centres de processament de dades (CPDs) al llarg del temps ha tingut com a propòsit l’optimització de recursos de hardware per estalviar costos energètics, així com material i múltiples dispositius a comprar, com també l’espai que els mateixos ocupen. Seguint aquest paradigma, és encertat determinar que l’evolució és aconseguir cada cop dispositius i productes més centralitzats i que permetin una simplicitat en l’àmbit d’infraestructura. És degut a aquest pensament que han sorgit conceptes com la convergència, o la seva evolució, la hiperconvergència (HCI).

ORIGEN

A l’inici, els CPDs usaven models d’infraestructura no convergents. Aquests, es caracteritzaven per segmentar els recursos d’emmagatzematge en la seva xarxa pròpia (SAN), aïllada de la resta de funcionalitats de xarxa que atorgaven les targetes de xarxa (NIC). Aquest fet provocava un desplegament extens de dispositius per l’única funcionalitat de disposar d’un servidor i emmagatzematge.

Seguint aquest exemple, per a disposar de la topologia prèviament comentada, seria necessari el servidor físic, el dispositiu d’emmagatzematge, així com el commutador que s’utilitzés per a les NIC, i el commutador intern del SAN, el que fa un total de 4 dispositius físics com a mínim.

Diagrama 1: Esquema d’una infraestructura no convergent.

QUE ÉS LA CONVERGÈNCIA?

Arran d’aquest inconvenient, així com el cost i excés de dispositius dins de la infraestructura, es va evolucionar a un model convergent. Aquest, millorava respecte a l’anterior a l’unir i oferir una connectivitat única que ajuntava el tràfic de xarxa genèric amb el tràfic d’emmagatzematge propi de la xarxa SAN. Seguint aquest propòsit, s’obtenia una optimització en la compra de dispositius al per exemple poder unir ambdós tràfics.

Persistint amb l’exemple anterior, en tractar-se d’una infraestructura convergent seria necessari un únic commutador en lloc de 2, requerint un mínim de 3 dispositius, el que comporta una optimització del 25% respecte a l’exemple anterior.

Diagrama 2: Esquema d’una infraestructura convergent.

QUE ÉS LA HIPERCONVERGÈNCIA?

Tal com es comentava a l’inici de l’article, l’evolució  dels CPDs tendeix a una centralització i simplificació de les seves infraestructures, aprofitant d’aquesta manera el màxim de recursos per dispositiu, així com fer-los multifuncionals. Aquest és el propòsit de la hiperconvergència, puix que per exemple,  si els servidors ja disposen d’emmagatzematge integrat, perquè seria necessari un dispositiu físic extern que s’encarregués de la memòria, sinó que s’aprofita la memòria dels servidors, creant així un sistema de fitxers distribuït (DFS). S’aconsegueix una suma de recursos mitjançant la implementació d’un sistema distribuït d’equips que combinen els seus recursos creant una entitat lògica amb el total d’aquests. D’aquesta manera, al modificar el total d’equips, l’únic impacte seria l’addició o subtracció de recursos de la suma total.

Perseguint l’exemple anterior, en aquest cas podríem desistir dels dispositius d’emmagatzematge, ja que aquests estarien integrats amb els mateixos servidors, per tant únicament serien necessaris (seguint el cas anterior) un mínim de dos dispositius, el servidor i el commutador que els intercomunicaria, el que comporta una optimització del 33% respecte a la convergència clàssica, i una optimització del 50% respecte a la no convergència. Recordar que aquests percentatges són extrets de l’exemple que ens ocupa, i no fan referència al percentatge mitjà de cap estudi.

Diagrama 3: Esquema d’una infraestructura hiperconvergent

AVANTATGES

Tal i com s’ha mencionat anteriorment, la hiperconvergència resulta una alternativa molt prometedora a tenir en compte enfront les tecnologies convergents i no convergents, principalment degut a que una arquitectura de tres nivells resulta cara d’implementar, addicionalment a les dificultats d’escalabilitat i complexitat de funcionament.

Tanmateix es troben nombrosos beneficis del seu ús, com per exemple:

• Aprofitament maximitzat i optimització dels equips
• Automatització de tasques àgil i senzilla, que permet posar en marxa aquesta arquitectura en poques hores, i una vegada desplegada permet estalviar en processos i simplificar la gestió de tasques
• Gran escalabilitat i flexibilitat, podent-se adaptar a les necessitats de les empreses amb l’ús d’una sola capa
• Resolució de problemes de compatibilitat entre sistemes de seguretat, emmagatzematge, gestió de servidors i xarxes, ja que ara es troben integrats
• Reducció i eficiència de costos de manteniment
• Possibilitat d’incrementar la velocitat en determinats aspectes, sobretot en processos de duplicació

PUNTS A MILLORAR

Tanmateix, una transició cap a una arquitectura hiperconvergent introdueix nous reptes i certs desavantatges respecte altres tecnologies, en aquest cas les seves predecessores, essent el primer repte l’econòmic en la seva inversió inicial. A més a més, el fet d’utilitzar un sistema hiperconvergent significa apostar per una solució integrada que depèn únicament d’un proveïdor o fabricant, dependència que pot provocar efectes devastadors en cas que l’operador contractat tingui problemes d’operació o sigui poc fiable, conegut com a vendor lock

Per altra banda, un altre desavantatge d’aquesta arquitectura és el cost en el rendiment que genera un control de recursos distribuïts prèviament instal·lats que no estan pensats específicament per a una infraestructura de sistemes hiperconvergents, ja que s’aposta per una interoperabilitat entre els seus components, sacrificant-ne el rendiment dels dispositius individuals.

POSICIONAMENT ACTUAL AL MERCAT

Actualment, una de les eines principals que utilitzen tant consumidors, fabricants, integradors, consultors com altres sectors que contracten serveis i solucions tecnològiques és el que es coneix com el quadrant màgic de Gartner, una eina que permet saber a quin punt d’innovació i nivell de desenvolupament es troben les empreses dedicades a tecnologia al mercat mundial. Aquesta gràfica es basa principalment en dos criteris (representats als seus dos eixos): l’amplitud de la visió i la capacitat d’execució, generant 4 zones diferenciades on classificar les empreses que participen de la tecnologia avaluada, que són: els challengers (tenen una bona execució del negoci i són potents però encara no demostren una comprensió de la direcció del mercat); els leaders (estan ben posicionats al mercat de cara al futur i el seu negoci s’alinea amb la visió actual del mercat); els Niche players (no es caracteritzen per superar als seus competidors però s’enfoquen amb èxit a un segment del mercat específic); i finalment els visionaries (entenen les necessitats del mercat però encara no són capaços d’implementar-ho). Així, les empreses situades més a l’esquerra i més amunt són les que proporcionen els millors serveis de la tecnologia en qüestió.

Si s’utilitza aquesta eina per a analitzar el mercat en tecnologies d’infraestructures hiperconvergents, es pot observar com les que destaquen són Nutanix i VMWare, que repeteixen el seu posicionament privilegiat al quadrant the leaders, mentre que la majoria d’altres proveïdors lluiten pels nínxols de mercat. Les solucions d’aquestes dues empreses aporten una integritat completa de processament, memòria, xarxa i emmagatzemada a un únic contenidor o clúster amb integració al cloud i que compten amb un sitema de backup i replicació.

Diagrama 4: Representació del quadrant màgic de Gartner per a sistemes d’infraestructures hiperconvergents amb dades del Desembre de 2020

Jaume Campeny i Alba Massa