Sistemi iperconvergenti: un data center compatto

I bisogni del reparto IT delle aziende crescono continuamente: sempre più dati devono essere eseguiti sui server in sempre meno tempo e senza disporre di un budget più ampio. Per questo motivo all’interno delle infrastrutture IT i sistemi iperconvergenti sono altamente richiesti: mentre i data center oggi normalmente lavorano con sistemi centrali di archiviazione, le infrastrutture iperconvergenti (Hyper converged infrastructure, abbreviato HCI) al contrario si basano su normali hardware: computer con dischi fissi incorporati o SSD. Il grande vantaggio di questa struttura è che si può amministrare tutto da un’unica postazione: virtualizzazione, network e spazio di archiviazione.

Iniziamo con il termine “convergenza”, che indica il punto in cui due o più elementi si uniscono. Anche le infrastrutture convergenti funzionano allo stesso modo: diverse componenti IT vengono unite in uno stesso pacchetto. Per far fronte alle sfide della virtualizzazione, negli ultimi anni la convergenza è stata ulteriormente sviluppata in iperconvergenza. I passi dall’infrastruttura tradizionale all’HCI seguono una linea guida chiara: più efficienza grazie alla semplificazione.

Il data center di un’azienda di solito consiste di più componenti: network, storage, compute e (nel migliore dei casi) backup/disaster recovery. Tutti i vari elementi lavorano separatamente l’uno dall’altro, su diversi hardware e con soluzioni software individuali, e sono anche amministrati in modo separato. La complessità e la specificità dei singoli segmenti rende necessario l’intervento di specialisti, poiché un amministratore di rete non può farsi carico contemporaneamente della gestione degli spazi di archiviazione.

Un reparto IT aziendale così strutturato è, con una buona gestione e manutenzione, un sistema solido con il quale si può lavorare bene. Allo stesso tempo però è molto rigido e cambiarlo è piuttosto difficile. Dato che i nuovi componenti sono costosi, i responsabili li acquistano soltanto in cicli più lunghi: quando risulta chiaro che i mezzi a disposizione non sono più in grado di assolvere al proprio compito, occorre utilizzare i dispositivi appena acquistati almeno per l’anno successivo. Le capacità sono fornite in anticipo e non secondo necessità.

Inoltre un sistema di questo tipo è sensibile ai cambiamenti: con la configurazione dell’infrastruttura IT, gli amministratori devono mettere in conto molto tempo e rompicapi per garantire un lavoro efficiente, motivo per cui nell’installare nuovi componenti bisogna prestare molta attenzione a non mettere a rischio l’equilibrio tecnico.

Nelle strutture convergenti i singoli elementi sono più strettamente correlati in un quadro comune (una cosiddetta appliance) rispetto a quelle tradizionali; tuttavia i componenti rimangono indipendenti l’uno dall’altro, anche se lavorano fianco a fianco. Il fornitore del sistema completo li coordina in anticipo in modo da garantire un’interazione fluida. In questo modo il reparto IT non deve più occuparsi del laborioso adeguamento dei singoli componenti hardware.

Ciò comporta anche dei vantaggi organizzativi: i sistemi convergenti di solito assicurano un maggiore ordine nella stanza dei server. I diversi componenti hardware vengono collocati negli armadi server con connessioni dirette tra di loro. Rimangono tuttavia dei singoli componenti indipendenti, che necessitano di una manutenzione dedicata da parte di personale specializzato. Quando è il momento di fare un upgrade dell’hardware, non si possono semplicemente accoppiare le estensioni, bensì deve essere adattato l’intero sistema. In questo aspetto i sistemi convergenti non si differenziano dai loro classici predecessori.

Allo stato attuale si parla di virtualizzazione: anziché creare ambienti fisici, gli amministratori creano livelli virtuali nei quali stanziano server, memoria e reti. In questo modo anche server diversi possono poggiare su una sola piattaforma, migliorando l’accesso alle risorse. Anziché adottare tante singole soluzioni hardware, che vengono quindi usate in modo non efficiente, i mezzi nell’ambiente virtuale sono a disposizione dell’intero sistema. Un hypervisor (cioè lo strato intermedio di astrazione) distribuisce le risorse ai singoli componenti.

Affinché la virtualizzazione funzioni è importante la comunicazione rapida dei componenti coinvolti. Per esempio anche le macchine virtuali hanno bisogno di reti di archiviazione. Le cosiddette LUN (Logical Unit Numbers) possono essere sia semplici dischi rigidi che componenti dell’intera rete di archiviazione. In un modo o nell’altro per la virtualizzazione occorre l’intervento degli specialisti di archiviazione per l’installazione e non dell’amministratore. Ciò porta ad un rallentamento dei processi lavorativi.

Inoltre il cosiddetto I/O blender effect è un problema con il quale gli amministratori hanno a che fare già da tempo: tutte le macchine virtuali (per esempio nel caso di Virtual Desktop Infrastructure) indirizzano le richieste (Input/Output) all’hypervisor dove vengono combinate in un mixer (blender). Perciò i supporti di memorizzazione impiegano più tempo per trovare i dati richiesti, portando a rallentamenti nella trasmissione dei dati.

I sistemi iperconvergenti sono stati creati per dare una risposta alle nuove sfide poste ai reparti IT delle aziende, in particolare rivolti alla sempre crescente virtualizzazione. Il principio poggia sul concetto classico della convergenza andando ancora oltre.

Un tale sistema si presenta al cliente come pacchetto completo: tutti i componenti dell’infrastruttura si ritrovano all’interno del sistema preimpostato. L’infrastruttura viene eseguita su una macchina virtuale al livello dell’hypervisor. L’hardware si trova sotto come un pool di risorse condivise. I sistemi iperconvergenti funzionano perciò in linea di principio come servizi cloud: su un piano astratto vengono offerti servizi che sono eseguiti su server virtuali, dove la soluzione hardware in background non è né visibile né importante per l’utente. L’HCI offre però, al contrario dei fornitori cloud, il vantaggio che i vostri dati rimangono in loco.

La cosa interessante è che tutto viene eseguito sui normali hardware x86 e le aziende non hanno bisogno di alcuna personalizzazione del prodotto, perciò la manutenzione ne risulta semplificata. Poiché l’iperconvergenza si basa sull’idea di un SDDC (Software Defined Data Center), l’hardware utilizzato passa in secondo piano, dato che tutti i componenti necessari sono forniti e gestiti dal software. In questo modo le risorse si possono anche spostare più facilmente. I software di gestione danno la possibilità agli amministratori di fornire servizi di elaborazione e archiviazione nell’ambiente virtuale in base alle loro esigenze. Dal punto di vista dell’hardware la maggior parte dei sistemi iperconvergenti è dotata sia di memoria flash che di hard disk classici, da cui si evince un buon rapporto tra costi e prestazioni.

L’HCI riduce la complessità dei data center, con conseguente aumento dell’efficienza e della produttività a diversi livelli.

• Amministrazione: la composizione del team IT cambia radicalmente con la creazione di un’infrastruttura iperconvergente. Un tradizionale data center si contraddistingue per molte soluzioni indipendenti. Rete, archiviazione e attività di elaborazione vengono trattate separatamente, non soltanto per quanto riguarda l’hardware messo a disposizione, ma anche la gestione di questo sistema viene suddivisa tra diversi esperti IT; ogni compito richiede il proprio personale specializzato. Con l’HCI tutto funziona sulla stessa interfaccia. Tutte le operazioni di monitoraggio possono essere eseguite da una stessa posizione e ciò significa anche che sono necessari generalisti, i quali hanno a che fare con l’infrastruttura nel suo complesso, anziché specialisti. Il che ovviamente significa anche che la necessità di personale IT diminuisce precipitosamente.
• Configurazione: le soluzioni HCI sono “all in one”, pertanto si basano sull’idea del plug and play: per farlo funzionare, basta collegare il sistema alla rete elettrica. Naturalmente sono necessarie ulteriori impostazioni, ma la parte principale del lavoro viene fatta dal fornitore, facilitando il passaggio da un sistema tradizionale a una soluzione iperconvergente.
• Adattamento: i sistemi iperconvergenti si adattano molto più facilmente di una infrastruttura tradizionale; con queste ultime è necessario scalare le dimensioni creando componenti con l’intenzione di sfruttarne pienamente i benefici soltanto in futuro. Al momento dell’acquisto spesso non vi sono nemmeno le condizioni per un utilizzo efficace, e così le risorse rimangono inutilizzate anche per un lungo periodo di tempo. Ma a quel punto è necessario un nuovo aggiornamento, e questo è un processo che richiede tempo e denaro. L’HCI è più facile da aggiornare: si possono comprare estensioni per il sistema e integrarle senza mettere a rischio la stabilità dell’intero sistema. Per fare ciò occorre soltanto integrare un ulteriore nodo nel sistema, il che richiede poche ore invece di molte settimane.
• Costi: poiché l’HCI è configurato più velocemente ed è più facile da ampliare e il personale richiesto è minore, i costi rispetto ad un sistema tradizionale sono notevolmente inferiori, l’acquisto è nella maggior parte dei casi più economico e per di più si risparmia anche in termini di energia. I prezzi delle singole soluzioni variano: l’hardware in sé non è un investimento di denaro consistente, ma i fornitori chiedono un compenso per l’installazione e anche il software, che deve essere molto performante per via della virtualizzazione, ha il suo prezzo. Tuttavia si viene ripagati sul lungo periodo.
• Sicurezza: è stato dimostrato che i sistemi iperconvergenti hanno tempi di inattività molto inferiori rispetto ai sistemi tradizionali. Inoltre, i sistemi richiesti per backup e ripristini sono già installati e automatizzati nei sistemi completi. La ridondanza deriva dal collegamento di due nodi. Poiché tutti i componenti sono virtualmente rappresentati all’interno dell’infrastruttura, è possibile scambiare intere appliance senza perdita di dati o interruzioni del sistema.
• Velocità: l’infrastruttura iperconvergente ha anche il vantaggio di aumentare la velocità in alcuni ambiti. Innanzitutto i processi di deduplicazione possono essere eseguiti in modo più efficiente. Siccome tutte le macchine virtuali utilizzano lo stesso codice, è più facile eliminare i dati duplicati. Inoltre il problema dell’I/O blender effect diminuisce perché i sistemi sono coordinati tra di loro e progettati per la virtualizzazione.

I team IT che fanno affidamento su un’infrastruttura classica segnalano sempre che in caso di problemi i provider si accusano a vicenda per l’errore invece di fornire soluzioni, ma all’azienda non interessa chi sia responsabile delle complicazioni, l’importante è risolverle il più velocemente possibile. Questa situazione non può accadere nelle soluzioni iperconvergenti all in one. C’è un solo fornitore responsabile per il funzionamento del sistema e anche se si usano componenti di altri produttori, rimane comunque l’unico responsabile delle soluzioni e interlocutore a cui far riferimento.

Altro aspetto da non trascurare, soprattutto per le piccole aziende, è la minimizzazione dei consumi di spazio ed energia: i server iperconvergenti sono molto piccoli e non hanno niente a che vedere con gli enormi armadi di archiviazione tradizionali. Anche il consumo di energia è minore, perciò questo sistema è anche sostenibile: per questo si parla di Green IT.

Chi decide di affidarsi ai sistemi iperconvergenti, sceglie una soluzione all in one: tutto da un solo fornitore. Questo però significa anche: si dipende da lui (vendor lock). Se il produttore dovesse risultare inaffidabile o addirittura cessasse di funzionare, ciò avrebbe effetti catastrofici sull’IT aziendale. Anche per le estensioni non ci si può semplicemente rivolgere ad un altro produttore, pena il caos totale nella stanza dei server.

Questo può anche succedere se le aziende cercano di aggiornare le infrastrutture esistenti con i sistemi iperconvergenti. Il sistema non è predisposto per questo: l’HCI deve sostituire l’hardware esistente e non ampliarlo. Sebbene il passaggio da una soluzione all’altra sia piuttosto semplice, per le aziende, che hanno lavorato per anni con la loro infrastruttura tradizionale, ciò rappresenta una vera e propria cesura. L’hardware precedente assemblato con molta energia e costi diventa obsoleto nella transizione, e ciò deve essere tenuto in considerazione al momento di optare per un sistema HCI.

Anche uno dei presunti vantaggi del sistema, la flessibilità nelle estensioni, può essere inteso in senso negativo: per adattare il data center alle crescenti esigenze, viene aggiunta un’appliance completa all’infrastruttura. Questo prodotto però comprende il pacchetto completo di compute, storage e network. Anche se si ha bisogno semplicemente di maggiore spazio di archiviazione, occorre ordinare un intero pacchetto che non è personalizzabile. I fornitori di sistemi iperconvergenti in realtà forniscono prodotti di diverse dimensioni, ma proprio questo tipo di data center ha lo scopo di impedire impostazioni personalizzate.

Le tecnologie HCI e cloud sembrano a un primo sguardo molto simili, dato che si basano sullo stesso principio, la virtualizzazione: le risorse vengono organizzate meglio e il lavoro per l’utente è facilitato. Entrambe le tecnologie funzionano con macchine virtuali che forniscono servizi. La differenza però risiede soprattutto nel luogo e i suoi connessi vantaggi e svantaggi: mentre il servizio cloud ha sede talvolta molto lontano dal cliente (anche in un altro continente, a seconda del fornitore), il sistema iperconvergente è gestito in loco ed è perciò sotto il vostro controllo.

Perciò per decidere se affidarsi ad un proprio data center con un’infrastruttura iperconvergente occorre tenere conto delle esigenze dell’azienda: alle piccole imprese che non hanno un proprio dipartimento IT conviene forse affidarsi ai servizi cloud. Per chi pensa in grande per quanto riguarda l’infrastruttura IT e non vuole lasciare i propri dati in mano altrui, HCI offre la soluzione migliore.

Il grande vantaggio delle infrastrutture iperconvergenti è la semplificazione dei processi informatici: più spazio, meno caos con i produttori, meno spreco di risorse di amministrazione. I nuovi sistemi che si basano sulle tecniche più comuni raggiungono gli obiettivi delle strutture convergenti e li estendono alla virtualizzazione di tutti i componenti, così che il risultato finale non ha più molto a che fare con un classico data center: un cambiamento di questo tipo può sconvolgere l’intera struttura del sistema e del personale.

I vantaggi dell’infrastruttura iperconvergente sono molto allettanti sia per le piccole che per le grandi aziende. La buona scalabilità abbinata ad un monitoring e un managing più semplice la rendono di grande interesse per tutti. Perciò per chi si accinge a formare una nuova azienda e per tutte quelle che devono strutturare per la prima volta l’infrastruttura IT, l’HCI potrebbe essere la scelta migliore. Diverso è il caso in cui si abbia già un data center ben fornito con un team IT ben formato. I sistemi out of the box non sono intesi per l’incorporazione e inoltre richiedono specifiche conoscenze tecnologiche. Se si deve sostituire l’attuale hardware di archiviazione, di server e di rete e allo stesso tempo bisogna ristrutturare il team, la transizione non è poi così allettante.

Gli sviluppi del mercato IT sono difficili da prevedere, come dimostrano i numerosi casi in cui ci sono stati errori nella valutazione di necessità e velocità di sviluppo. Tuttavia è altamente probabile che i processi di virtualizzazione continuino ad acquisire importanza, e per questo l’HCI non ha certo l’aria di un mero fenomeno di moda. Nel lungo periodo sarà imprescindibile per ogni azienda intraprendere questa direzione, che non deve essere per forza l’iperconvergenza. Il momento più adatto per passare a questa soluzione va valutato dalle aziende e dagli specialisti IT con grande attenzione.