Автоматизированный ЦОД – будущее начинается сегодня

Данная статья является продолжением серии материалов, посвященных развитию технологий автоматизации ЦОД, внедрению робототехники в серверных фермах и будущему IT-сегмента в целом (начало серии положила майская статья под названием Роботы снизят затраты на эксплуатацию дата-центров). На этот раз мы хотим абстрагироваться от всех теоретических выкладок и познакомить вас с тем, что именно происходит в мире автоматизации центров обработки данных в настоящее время, а также поведать о реальных перспективах внедрения робототехники в ЦОД.

Очевидно, что в ближайшие годы значимость ЦОД для мировой экономики будет лишь возрастать. Все больше интернет-пользователей и сотрудников корпораций работают с контентом, который доставляется непосредственно из облачных ресурсов. Именно поэтому в ближайшие года дата-центры должны стать еще эффективнее. И произойдет это благодаря автоматизации IT- и вспомогательной инфраструктуры, которая будет осуществляться сразу на двух уровнях: логическом и физическом.

Автоматизации на физическом уровне

Технология автоматизации всего дата-центра нам пока еще недоступна, но уже сейчас мы можем наблюдать все более активное использование робототехники и интеллектуальных аппаратных решений в среде ЦОД. Роботизированные манипуляторы уже контролируют огромные ленточные библиотеки в дата-центрах Google (эти устройства могут загружать и выгружать ленточные накопители по мере необходимости). При этом дискуссии по поводу концепции автоматизации ЦОД с помощью робототехники ведут специалисты и других крупных интернет-компаний, а также поставщиков оборудования для дата-центров. Кроме того, активно развиваются и конвергентные вычислительные системы вроде Cisco UCS, с помощью которых операторы ЦОД уже сейчас могут создавать мощные модели адаптации инфраструктуры в соответствии с потребностями текущих и новых пользователей.

В майской статье мы обсуждали перспективы использования концепции «Lights-Out» в ЦОД (работа дата-центра по принципу «Lights-Out» предполагает управление IT- и вспомогательной инфраструктурой в условиях отсутствия физического доступа к этим ресурсам). Недавно этой концепцией стали интересоваться крупные вендоры. К примеру, компания Panduit анонсировала новый набор услуг Industrial Automation Advisory Services, которые призваны сблизить IT-специалистов и инженеров с целью повышения эффективности подключения, управления и автоматизации промышленных сетей и систем управления. В официальном пресс-релизе вендора сказано, что «для сохранения конкурентоспособности современным промышленным организациям приходится увеличивать объемы производства и снижать затраты при сохранении качества и безопасности . . . С учетом стремительной конвергенции сетей создание адекватной физической инфраструктуры, а также механизмов управления ею в режиме реального времени, мониторинга, сбор данных и конфигурирования устройств начинают играть еще более важную роль».

Для полноты картины отметим, что согласно прогнозу Gartner Research, в период с 2013 по 2015 годы 80 процентов даунтаймов критически важных ЦОД будут вызваны пресловутым «человеческим фактором» и просчетами при создании рабочих процессов. При этом более 50 процентов из этих отключений дата-центров будут вызваны проблемами при изменении / конфигурировании / интегрировании элементов IT- и вспомогательной инфраструктуры. Новая инициатива Panduit как раз-таки призвана свести риск даунтайма вследствие вышеперечисленных инцидентов к нулю. Специалисты вендора досконально изучают текущее состояние физической и виртуальной среды в ЦОД клиента и разрабатывают рекомендаций по оптимизации в области повышения эффективности и автоматизации.

Автоматизация на логическом уровне

Возможности виртуализации, облачных вычислений и современного ЦОД непрерывно переплетаются, что дает конечным пользователям новые возможности и инструменты. Автоматизация связанных с этим переплетением рабочих процессов на логическом уровне имеет решающее значение. Почему? Только так можно динамически контролировать приток пользователей и подстраивать под него вычислительные мощности, а также вовремя адаптировать инфраструктуру под новые типы облачного контента и механизмы взаимодействия конечных пользователей и ЦОД.

Платформы вроде Citrix Provisioning Services или Unidesk значительно упрощают развертывание виртуализованных десктопов / приложений и контроль над ними. Другие платформы вроде CloudPlatform, OpenStack и Eucalyptus помогают добиться более глубокой логической автоматизации, упрощая оркестровку облачных платформ. С их помощью организации могут контролировать отдельные хосты, кластеры, различные зоны и даже основные ресурсы виртуальных машин. Не будем забывать и про системы автоматизации IT-процессов и управления конфигурациями, которые предлагает Puppet Labs и ряд других компаний. Эти решения позволяют администраторам создавать единый подход к автоматизации. С таким набором инструментов IT-специалист может управлять полностью гетерогенной инфраструктурой. Подобный инструментарий позволяет одновременно и весьма эффективно контролировать такие платформы как VMware, Amazon EC2, Juniper Networks, Google Compute Engine и даже системы класса “bare metal ”. Кроме того, данные инструменты позволяют организациям применять продвинутые политики безопасности и соблюдать нормативные требования.

Роль и перспективы роботов в автоматизации ЦОД

Поисковый гигант Google с завидной скоростью скупает производителей робототехники. Это факт. За последние шесть месяцев Google купила 8 компаний, занимающихся проектированием и производством роботов. Речь о Boston Dynamics (самое свежее приобретение американцев), Autofuss, Bot & Dolly, Schaft, Industrial Perception, Meka, Redwood Robotics и Holomni. Почему поисковый гигант скупает производителей робототехники? Никто не знает наверняка (за исключение, пожалуй, руководства компании), но Google давно славится повышенным вниманием к оптимизации и повышению эффективности своих дата-центров. Использование роботов в ЦОД открывает огромные возможности для автоматизации. Логично предположить, что инженеры интернет-компании уже озаботились адаптацией технологий купленных стартапов для дата-центров. Не отстает от конкурента и Amazon: на складах интернет-ритейлера уже сейчас трудятся почти полторы тысячи роботов Kiva Systems (Amazon купила эту компанию в конце 2012 года за $ 775 млн.), которые никогда не сталкиваются друг с другом и ничего не роняют. Вполне возможно, что инженеры компании уже создают нечто подобное для ее ЦОД.

Очевидно, что робототехника еще не скоро сможет заменить людей внутри дата-центров. Но благодаря появлению новых и дальнейшему развитию существующих технологий (например, силоизмерительных систем и систем машинного зрения, RFID и т.д.) они все лучше подходят для автоматизации повторяющегося / рутинного человеческого труда, повышая производительность IT-специалистов. При этом новые технологии позволяют роботам подстраиваться под меняющуюся окружающую среду, а не полагаться в полной мере на составленную ранее модель окружения. За примерами далеко ходить не нужно – мы рассказывали о подобных системах на протяжении всего года. Ниже вы можете обнаружить информацию о паре свежих проектов:

• Роботизированное устройство для ЦОД уже представили инженеры IBM. Специалисты “голубого гиганта” воспользовались технологической базой компании iRobot для создания роботизированной платформы мониторинга окружающей среды. Их творение может перемещаться внутри машзалов без вмешательства со стороны. После того, как машина попадает в машзал ЦОД, она сначала находит стену, а затем начинает перемещаться по периметру помещения, постоянно измеряя уровень температуры и влажности. В конечном итоге устройство создает тепловую карту всего внутреннего пространства. Данные в режиме реального времени передаются в репозиторий специализированного комплекта программного обеспечения IBM. На их основе создаются комплексные отчеты о тепловом режиме ЦОД и уровне влажности внутри машзалов.

• На удивление похожий девайс под названием DC Robot (или Data Center Robot) разработали инженеры индийского подразделения транснациональной корпорации EMC. Благодаря бортовыми камерами и роботизированной платформе для исследований iRobot Create, которая состоит из надежного и недорогого мобильного шасси и ряда датчиков, DC Robot способен свободно перемещаться по машзалам. Робот помогает операторам ЦОД контролировать температуру, влажность и вибрации в машзалах дата-центра. Устройство собирает данные с использованием трех цифровых датчиков, а затем передает эту информацию через Wi-Fi на любой совместимый терминал для дальнейшей обработки. Специализированное программное обеспечение EMC преобразует данные в тепловую карту, которая, в свою очередь, помогает операторам ЦОД определить области, где температурный режим должен быть скорректирован в ту или иную сторону.

По мнению экспертов, в ближайшие годы роботы будут все более активно трудиться вместе с людьми. Примечательно, что совсем недавно Американский национальный институт стандартизации (American National Standards Institute; ANSI) пересмотрел свой стандарт на системы безопасности промышленных объектов, смягчив требования к организации совместной работы машин и людей. Принципиально новый моментом является то, что составители стандарта уже не возражают против того, чтобы роботы и люди трудились в буквальном смысле бок-о-бок, тогда как ранее машины рекомендовалось помещать под специальные ограждения, при этом люди не должны были к ним приближаться, когда роботы выполняли поставленные задачи в автоматическом режиме. Оборудование для обеспечения безопасности подверглось существенному усовершенствованию с момента последнего пересмотра стандарта ANSI, и теперь роботы могут собирать больше информации об их окружении, чем когда-либо прежде.

Посмотрим правде в глаза, Есть некоторые вещи, которые люди всегда будут делать лучше, чем роботы. Но если мы сможем разработать процессы, позволяющие роботу взять на себя 90% нагрузки, не травмируя при этом человека-оператора ЦОД, когда тот делает все остальное, эти устройства начнут с огромной скоростью появляться во всех дата-центрах.

Автоматизация в будущем

Согласно данным из свежего доклада Cisco Cloud Index Report, «годовой объем проходящего через дата-центры глобального IP-трафика достигнет колоссальных 7.7 зеттабайта к концу 2017 года, при этом глобальный трафик ЦОД достигнет 644 экзабайт в месяц (в 2012 году среднемесячный показатель достигал лишь 214 экзабайт). В докладе также говорится, что «к 2017 году на долю облачных платформ будет приходиться 69 процентов совокупного проходящего через ЦОД трафика . . . Расширение облачных ЦОД будет стимулировать развитие технологий и автоматизации, а также стандартизацию этих и смежных технологий. Это приведет к увеличению производительности облачных дата-центров, а также к росту емкости СХД и пропускной способности сетевой инфраструктуры».

Будущее автоматизации дата-центров и оркестровки предполагает еще более тесную интеграцию между логическим и физическим уровнем. Аппаратура внутри ЦОД сможет еще более продуктивно взаимодействовать с IT-нагрузками, которые с ее помощью обрабатываются. Кроме того, робототехника и другие технологии автоматизации помогут устранить или минимизировать проблемы, связанные с отключениями ЦОД, масштабированием вычислительной инфраструктуры и управлением ЦОД в целом. Дата-центры продолжат развиваться и эволюционировать, точно также будут развиваться и все технологии, которые помогают поддерживать их работоспособность.

Робототехника уже используется на складах, в промышленном производстве, в фармации и многих других сегментах. Интенсификация внедрения технологий автоматизация и использования робототехники для обеспечения нармального функционирования дата-центров – всего лишь вопрос времени. Уже сейчас мы наблюдаем создание крупных распределенных ЦОД, появлению и развитию которых способствует рост пропускной способности сетевой инфраструктуры. Многие компании в последнее время все активнее размещают элементы своих распределенных серверных ферм в северных странах вроде Исландии, где имеется быстрый интернет, дешевое и экологичное электричество с ГеоЭС и возможность создания высокоэффективных систем естественного охлаждения серверов (фрикулинг).

Возможность обработки большого объема трафика в таких ЦОД заставляет руководителей организации из, к примеру, южной части Европы или Азии всерьез рассматривать возможность создания нового объекта или аренды уже существующего ЦОД в регионе с благоприятным климатом и развитой телекоммуникационной инфраструктурой – пусть и расположенном на расстоянии многих тысяч километров. Эти дата-центры будет расти, поскольку все больше пользователей будут использовать находящиеся в их стенах серверы и СХД. При этом процессы их мониторинга и контроля необходимо будет изменить: традиционные подходы в случае гипермасштабных ЦОД банально утрачивают свою эффективность.