A modern informatikai környezetekben a vállalatok egyre nagyobb nyomás alá kerülnek, hogy agilisabbá, hatékonyabbá és költségkímélőbbé váljanak. A digitális transzformáció, a felhőalapú szolgáltatások térnyerése, a mikroszolgáltatások architektúrája és a DevOps módszertanok elterjedése mind azt követelik meg az infrastruktúrától, hogy az rugalmasan alkalmazkodjon a változó igényekhez. A hagyományos, merev adatközponti architektúrák, ahol a számítási, tárolási és hálózati erőforrások szorosan összekapcsolódtak, egyre inkább akadályozzák ezt a fejlődést. Ebben a környezetben jelent meg a komponálható infrastruktúra (composable infrastructure) koncepciója, amely alapjaiban reformálja meg az eszközforrások kezelését és allokációját, egyfajta „infrastruktúra szolgáltatásként” (Infrastructure-as-a-Service – IaaS) modellt kínálva a helyszíni adatközpontokban.
A komponálható infrastruktúra lényege, hogy az alapvető IT-erőforrásokat – mint a processzor, a memória, a tároló és a hálózat – fizikai szinten szétválasztja (diszaggregálja) egymástól, majd egy központi, szoftveresen vezérelt felügyeleti rétegen keresztül dinamikusan, igény szerint összeállíthatóvá teszi azokat. Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy az erőforrások ne legyenek egy adott szerverhez vagy hardvereszközhöz kötve, hanem egy közös, fluid erőforráskészletből (resource pool) legyenek allokálhatók és újraallokálhatók, pontosan illeszkedve az aktuális alkalmazási igényekhez. Ezzel a módszerrel a vállalatok optimalizálhatják erőforrás-kihasználtságukat, csökkenthetik az üzemeltetési költségeket és drámaian felgyorsíthatják az új szolgáltatások bevezetését.
Miért van szükség a komponálható infrastruktúrára?
A hagyományos adatközponti architektúrák évtizedekig szolgáltak minket, de a modern üzleti igényekkel már nehezen tartják a lépést. Ezekben a rendszerekben jellemzően monolitikus szerverek találhatók, amelyek fixen tartalmazzák a számítási, tárolási és hálózati komponenseket. Amikor egy alkalmazásnak több számítási kapacitásra van szüksége, gyakran az egész szervert kell cserélni vagy bővíteni, még akkor is, ha a tároló- vagy hálózati kapacitás még bőséges. Ez a fajta merevség számos problémát okoz.
Először is, a kihasználatlanság. Az erőforrások gyakran nincsenek optimálisan kihasználva, mivel az egyes szerverek kapacitásait az adott alkalmazás csúcsterhelésére méretezik, ami a legtöbb időben feleslegesen áll. Másodszor, a skálázhatóság hiánya és a komplexitás. A bővítés lassú és munkaigényes, manuális konfigurációt igényel, ami emberi hibákhoz vezethet. Harmadszor, a költségek. A felesleges erőforrások beszerzése, üzemeltetése és hűtése jelentős kiadásokat generál. Végül, a lassú reakcióidő. Az üzleti igényekre való lassú reagálás, az új alkalmazások vagy szolgáltatások hosszú bevezetési ideje versenyhátrányt jelenthet.
A komponálható infrastruktúra pontosan ezekre a kihívásokra kínál megoldást. Azáltal, hogy elválasztja az erőforrásokat és szoftveresen vezérelhetővé teszi őket, lehetővé teszi az IT számára, hogy a hardvert ne statikus entitásokként, hanem dinamikusan allokálható szolgáltatásként kezelje. Ez a paradigmaváltás alapjaiban változtatja meg az adatközpont működését, közelebb hozva azt a nyilvános felhők rugalmasságához, miközben megtartja a helyszíni telepítés előnyeit, mint például az adatok feletti kontrollt és a biztonsági szempontokat.
A komponálható infrastruktúra alapelvei és működése
A komponálható infrastruktúra működésének megértéséhez kulcsfontosságú három alapelv: az erőforrások diszaggregációja, az univerzális összekapcsolhatóság és az API-vezérelt automatizálás.
Az erőforrások diszaggregációja
Ez az alapelv azt jelenti, hogy a számítási (CPU, memória), tárolási (SSD, HDD) és hálózati (NIC, switch) erőforrások fizikailag különálló modulokként léteznek. Ezek a modulok önmagukban nem alkotnak teljes rendszert, hanem egy közös, egységes készletet képeznek az adatközponton belül. Például, ahelyett, hogy minden szervernek saját belső tárolója lenne, a tárolókapacitás egy különálló, nagy sűrűségű tárolórendszerben koncentrálódik, amihez a számítási modulok hálózaton keresztül férnek hozzá.
A diszaggregáció lehetővé teszi, hogy minden erőforrást a saját életciklusának megfelelően kezeljenek, frissítsenek vagy bővítsenek. Ha például egy alkalmazásnak több memóriára van szüksége, de a CPU-kihasználtsága alacsony, nem kell egy teljesen új szervert vásárolni; elegendő csak extra memóriamodulokat hozzáadni a készlethez, és dinamikusan allokálni azokat a megfelelő számítási egységhez.
Univerzális összekapcsolhatóság
A diszaggregált erőforrásokat valamilyen nagy sebességű, alacsony késleltetésű hálózati infrastruktúrán keresztül kell összekapcsolni. Ez az univerzális összekapcsolhatóság biztosítja, hogy bármely számítási modul hozzáférjen bármely tárolómodulhoz és hálózati erőforráshoz, mintha azok fizikailag ugyanabban a szerverben lennének. Gyakran használnak ehhez nagy sávszélességű Ethernetet, InfiniBandet vagy speciális, alacsony késleltetésű szöveteket (fabric), mint például a PCIe-over-fabric technológiákat.
Ez a „szövet” (fabric) réteg kulcsfontosságú, mert ez teszi lehetővé az erőforrások fluid mozgását és az ultra-gyors kommunikációt a diszaggregált komponensek között. Enélkül a szétválasztott erőforrások nem tudnának hatékonyan együttműködni, és a komponálható infrastruktúra előnyei sem érvényesülnének teljes mértékben. A hálózati rétegnek rendkívül robusztusnak és skálázhatónak kell lennie, hogy megfeleljen a dinamikus erőforrás-allokáció támasztotta kihívásoknak.
API-vezérelt automatizálás és szoftveresen definiált menedzsment
A komponálható infrastruktúra szíve és lelke a szoftveresen definiált menedzsmentréteg, amelyet egy egységes, programozható felületen keresztül (API – Application Programming Interface) lehet vezérelni. Ez a szoftveres vezérlőréteg felelős az erőforráskészlet felügyeletéért, az erőforrások dinamikus allokálásáért és deallokálásáért, valamint a virtuális szerverek vagy „logikai infrastruktúra” összeállításáért az elérhető fizikai komponensekből.
Az API lehetővé teszi, hogy az IT-üzemeltetők, fejlesztők vagy akár más automatizálási rendszerek programozottan kérjenek le, konfiguráljanak és szabadítsanak fel erőforrásokat. Ez teszi lehetővé a „kódként kezelt infrastruktúra” (Infrastructure-as-Code) megközelítést, ahol az infrastruktúra leírása kód formájában történik, és automatikusan telepíthető, frissíthető és skálázható. Az API-vezérelt automatizálás drámaian csökkenti a manuális beavatkozások szükségességét, felgyorsítja a provisioning folyamatokat és minimalizálja az emberi hibák lehetőségét.
A komponálható infrastruktúra nem csupán hardverek egy csoportja, hanem egy teljes paradigmaváltás abban, ahogyan az adatközpontot kezeljük: a merev, statikus entitásokból dinamikus, szolgáltatásként fogyasztható erőforrásokat hoz létre.
A komponálható infrastruktúra architektúrája és kulcskomponensei
Ahhoz, hogy a komponálható infrastruktúra koncepciója működőképes legyen, számos kulcskomponens összehangolt működésére van szükség. Az architektúra jellemzően a következő rétegekből épül fel:
1. Fizikai hardverréteg (diszaggregált komponensek)
Ez a réteg tartalmazza a szétválasztott fizikai erőforrásokat. Ezek általában a következők:
- Számítási modulok: Ezek a modulok tartalmazzák a processzorokat (CPU-kat) és a memóriát (RAM), de jellemzően minimális belső tárolóval rendelkeznek, vagy egyáltalán nem. Gyakran blade szerverek vagy rack-mounted egységek formájában jelennek meg, amelyek egy keretbe (chassis) illeszkednek.
- Tároló modulok: Ezek dedikált tárolórendszerek, amelyek nagy sűrűségű SSD-ket vagy HDD-ket tartalmaznak. Lehetnek tárolóhálózatok (SAN – Storage Area Network) vagy hálózati csatolt tárolók (NAS – Network Attached Storage), amelyek nagy sebességű interfésszel csatlakoznak a szövetréteghez. Fontos, hogy ezek a tárolók függetlenek legyenek a számítás