Software Defined Data Center (SDDC): il data center virtuale

Il Cloud Computing diventa sempre più importante nelle aziende. L'impegno necessario e i costi di acquisizione relativamente elevati stanno a poco a poco rendendo obsoleta la pratica di avere risorse hardware in loco: la possibilità di ottenere le capacità di calcolo e di archiviazione richieste da un provider è troppo allettante.

Grazie alla potenza di calcolo e di archiviazione virtualizzata e al Software Defined Networking è ora anche possibile noleggiare strutture di data center complete: i provider non forniscono più solo uno spazio di archiviazione e prestazioni del server, ma anche componenti di rete come switch, load balancer o firewall come risorse virtuali, che possono essere comodamente controllate tramite software. Non sorprende quindi che non solo i provider, ma anche un numero crescente di esperti considerino un tale Software Defined Data Center (SDDC) come il modello di data center del futuro. Nei seguenti paragrafi verrà spiegato il motivo, oltre al funzionamento in generale di una rete gestita da software.

La virtualizzazione definita da software e l'erogazione di potenza di calcolo (Software Defined Computing) e spazio di archiviazione (Software Defined Storage) si sono da tempo affermate tra le offerte dei fornitori di cloud. Da qualche tempo, il modello Iaas, orientato al futuro, in cui un software di livello superiore funge da unità centrale di controllo, è stato utilizzato anche per l’amministrazione di strutture di rete (Software Defined Networking).

Un Software Defined Data Center (SDDC) combina queste tre infrastrutture gestite dalle applicazioni, in modo che gli utenti possano creare il proprio data center personalizzato. Utilizzando il software appropriato, componenti tipici come router, switch, server, load balancer o firewall si possono prenotare individualmente e organizzare nella rete virtuale senza dover acquistare un proprio hardware. Esso viene infatti messo a disposizione dal fornitore IaaS, che è responsabile anche della manutenzione e della sicurezza dei dispositivi. Se alcuni componenti non sono più necessari, si possono rimuovere in qualsiasi momento dall’SDDC. È inoltre possibile ampliare un Software Defined Data Center con un hardware aggiuntivo, se sono necessarie strutture più grandi.

Come per qualsiasi risorsa IT definita dal software, la separazione tra i livelli di controllo e dei dati gioca un ruolo importante negli SDDC: tutte le funzioni di gestione sono astratte in anticipo dall’hardware integrato e implementate in un software di livello superiore, che poi funziona come centro di controllo (o “Control Plane”) del data center virtuale. Si occupa di tutte le attività che vanno oltre la semplice elaborazione dei dati a livello dei dati (“Data plane”), per esempio determina dove un’applicazione o un certo processo debba essere eseguito, quale percorso dovrebbe prendere un pacchetto di dati o dove debbano essere memorizzati esattamente i dati.

La comunicazione con i vari dispositivi funziona attraverso protocolli standardizzati come OpenFlow, BGP (Border Gateway Protocol) o NETCONF. Questi consentono al Control Plane di gestire ed espandere uniformemente le funzioni dei componenti hardware, indipendentemente dal produttore da cui provengono. Inoltre, non è necessario apportare modifiche su ogni singolo dispositivo, poiché le informazioni corrispondenti possono essere trasmesse a livello centrale, con pochi clic o anche automaticamente, tramite il software di controllo del Software Defined Data Center.

I Software Defined Data Center sfruttano appieno la tecnologia di virtualizzazione, rendendo l’amministrazione un compito enorme. I componenti virtuali e l’hardware sottostante devono essere formati in un’unità facile da controllare e gestire. In particolare, i confini fluidi tra data center reali e virtuali pongono gli operatori di fronte a grandi sfide: ad esempio è necessario armonizzare perfettamente gli strumenti di mediazione tra ambiente virtuale e fisico. In caso contrario, un errore può essere segnalato per un componente virtuale anche se ha origine a livello fisico.

Anche la combinazione dei vari Software Defined Services (computing, storage, networking) è più difficile di quanto sembri: le singole offerte IaaS definite dal software hanno diversi livelli di implementazione e hanno anche stabilito vari protocolli e interfacce, che devono essere combinati nell’SDDC. Ciò si riflette anche nell’hardware, che da un lato deve essere facile da virtualizzare, e dall’altro deve supportare oltre i propri limiti hardware l’interazione di vari componenti di server virtuali, di archiviazione e di rete. Questo è l’unico modo in cui il Software Defined Data Center può garantire l’utilizzo multi-tenant dell’infrastruttura.

L’obiettivo dei servizi definiti dal software è la massima flessibilità, automazione ed efficienza. Per raggiungere questo obiettivo, deve essere superata la dipendenza dall’hardware e raggiunto il massimo grado di virtualizzazione. Il risultato sono infrastrutture IT senza i limiti fisici degli ambienti tradizionali, strutture che possono essere adattate in modo flessibile alle esigenze degli utenti e scalate di conseguenza. Dopo aver virtualizzato soluzioni di archiviazione di massa, server e soluzioni di rete, questo approccio viene ora esteso a un data center virtuale completo sotto forma di Software Defined Data Center, che presenta diversi vantaggi rispetto al tradizionale data center con hardware dedicato:

• Gestione hardware semplificata: i SDDC sostituiscono le tecnologie hardware isolate e consentono la gestione centralizzata di tutti i componenti incorporati. Ciò rende più semplice per i provider costruire e distribuire risorse e clienti per controllarli e monitorarli. Le aziende beneficiano anche del fatto che non debba essere acquistato alcun hardware.
• Costi minori: i Software Defined Data Center sono più convenienti dei data center tradizionali per due motivi. Da un lato, gran parte dell’hardware è più economica a causa della mancanza della logica di controllo, dall’altro la semplice scalabilità aiuta i clienti a contenere fortemente i costi.
• Elevata sicurezza di pianificazione: costruendo o utilizzando und data center definito dal software, siete ben preparati per gli sviluppi tecnologici futuri. Rispetto al classico data center, le nuove funzioni sono molto più facili da integrare. La buona scalabilità consente inoltre di aumentare o ridurre le risorse selezionate in qualsiasi momento.
• Raggiungibilità elevata: le soluzioni SDDC sono molto stabili, in quanto l’architettura basata su software compensa facilmente errori hardware. Per fare ciò, i carichi di lavoro vengono trasferiti ad altri componenti in tempi molto brevi senza richiedere l’accesso manuale ai dispositivi non raggiungibili.
• Maggiore sicurezza: a differenza della tradizionale infrastruttura di data center, il modello SDDC consente di associare tutte le informazioni relative alla sicurezza alle macchine virtuali stesse. Le carenze di sicurezza, ad esempio a causa di configurazioni insufficienti, sono quindi praticamente da escludere.
• Necessarie meno conoscenze: la standardizzazione, i protocolli aperti e la programmazione indipendente dal produttore non significano solo maggiore flessibilità, ma anche una minore dipendenza dalle conoscenze specialistiche. L’utilizzo di un Software Defined Data Center rende quindi superfluo un numero elevato di corsi di formazione aggiuntivi e di personale specializzato qualificato.

I servizi definiti dal software come un Software Defined Data Center, grazie ai numerosi vantaggi, stanno diventando sempre più importanti rispetto ai tradizionali modelli di infrastruttura. Tuttavia, pochissime aziende pianificano di noleggiare un data center completo. Per questo motivo, l’offerta SDDC del provider IaaS è stata finora rivolta principalmente ai clienti aziendali che desiderano integrare le proprie strutture con strutture di data center virtuali (soluzione ibrida) o sostituirle gradualmente. A lungo termine, l’utilizzo di componenti di storage, potenza di calcolo e di rete controllati da software porta i suoi frutti se si desiderano raggiungere i seguenti obiettivi:

• Ottimizzazione del proprio data center: per coloro che hanno già un proprio data center, il passo successivo è un SDDC, specialmente se il Software Defined Storage e il Software Defined Server hanno già un ruolo rilevante nelle strutture attualmente presenti.
• Connessioni dinamiche: un Software Defined Data Center è perfettamente adatto per la creazione di connessioni dinamiche con assegnazione individuale della larghezza di banda e Quality of Service (QoS) garantita tra le diverse sedi. In questo modo, ad esempio, è possibile collegare in modo efficiente diverse sedi aziendali (interne o partner) o i data center utilizzati.
• Controllo ottimale dell’accesso alla rete: il SDDC fornisce un modo centralizzato e conveniente per definire le autorizzazioni per tutti gli utenti e i dispositivi che accedono a una rete integrata, comprese le restrizioni al controllo degli accessi, l’inclusione di catene di servizi e un’adeguata qualità del servizio.
• Automatizzazione dei processi IT: i data center virtuali semplificano enormemente il lavoro degli amministratori, soprattutto grazie all’elevato livello di automazione dei processi, solitamente eseguiti in modo manuale. L’approccio definito dal software è quindi fondamentale per alleggerire il carico di lavoro del personale IT.
• Consolidamento dei classici servizi cloud: i servizi cloud tradizionali seguono sostanzialmente lo stesso approccio dei servizi basati su software, concentrandosi sulla virtualizzazione e sulle linee guida. Tuttavia, la fusione dei servizi di fornitori diversi è spesso una sfida importante che può essere gestita con un Software Defined Data Center.

I Software Defined Data Center combinano tutte le offerte rilevanti IaaS come storage, potenza di calcolo e reti in strutture virtuali che sostituiscono un tradizionale data center one-to-one e possono essere controllati tramite una soluzione software centrale. Problemi tipici, come le complicazioni quando si fondono o si espandono le funzioni di dispositivi di diversi produttori o quando si aumentano o diminuiscono le risorse, non sono più un problema per un data center completamente virtuale. Se l’hardware in questione è ancora meglio equipaggiato per l’uso nell’SDDC, probabilmente in futuro le aziende non potranno evitare questa tecnologia flessibile e altamente scalabile.