Sistemi iperconvergenti: un approfondimento

In questi ultimi anni le infrastrutture IT sono state oggetto di profonde trasformazioni che si sono rese necessarie per adattarsi alle nuove esigenze di business (velocità nell’approvvigionamento dell’infrastruttura, velocità di adattamento al cambiamento delle necessità, modelli di business pay-as-you-grow, etc.). Dunque oggi le infrastrutture per rispondere a queste nuove esigenze devono essere agili nel soddisfare nuove richieste di risorse, facilmente scalabili e semplici da gestire.

E’ indispensabile che i datacenter si adattino a queste nuove esigenze passando da infrastrutture legacy, composte da silos di risorse (e di conseguenza silos di competenze) quali virtualizzazione, server, switch, storage che richiedono notevoli tempi di approvvigionamento e hanno elevate complessità nella configurazione, a infrastrutture che siano di tipo “Software-defined”.

Le soluzioni che meglio rispondono alle esigenze appena descritte sono dette HCI (Hyper-converged Infrastructure) o sistemi iperconvergenti. Wikipedia definisce HCI come un'infrastruttura IT software-defined che virtualizza (ovvero astrae) tutti gli elementi “convenzionali" dei sistemi fisici: la componente computazionale CPU e RAM (utilizzando un virtualizzatore o hypervisor), un networking virtualizzato (networking definito dal software) e una SAN virtualizzata (ovvero uno storage definito dal software).

Le componenti computazionale e di networking sono già da tempo oggetto di virtualizzazione da parte dei vari hypervisor presenti sul mercato (l’hypervisor virtualizza le risorse creando un unico pool di risorse), mentre solamente da qualche anno è stata introdotta la virtualizzazione dello storage, una delle caratteristiche principali dei sistemi iperconvergenti.

Un sistema iperconvergente è composto da nodi aggregati tra loro che sono visti come se fossero un unico oggetto. Nella maggior parte dei casi i nodi corrispondono a server tradizionali basati su hardware standard x86 (alcuni vendor propongono soluzioni con hardware specializzato), e dunque, come qualsiasi server, sono composti da CPU, RAM, Rete ma anche da spazio disco. Ogni nodo contiene uno storage controller virtuale (integrato nell’hypervisor oppure installato come virtual appliance); gli storage controller lavorano aggregando la capacità storage di ogni nodo in un singolo pool globale; il loro compito è quello di gestire tutte le richieste di I/O delle VM. Lo spazio disco è gestito in modo tale da assicurare la ridondanza del dato ed evitare perdite di dati anche in caso di fault di uno o più nodi (in base al livello di ridondanza configurato).

Il sistema iperconvergente si adatta in modo automatico in caso di aggiunta/rimozione di un nodo: il nuovo nodo viene scoperto ed aggiunto al sistema; il sistema aggiorna i pool con le nuove risorse disponibili (spazio disco, CPU, RAM) e bilancia il carico tra tutti i nodi. Nel caso di rimozione di un nodo HCI si comporta allo stesso modo: ricalcola lo spazio a disposizione e bilancia l’utilizzo delle risorse sui restanti nodi. Resta inteso che i nodi rimanenti devono avere risorse sufficienti per gestire il carico complessivo del sistema.

I nodi possono essere di due tipologie:

• Nodi AllFlash: sono configurati esclusivamente con dischi SSD; questa tipologia di nodi permette di realizzare una soluzione ad altissime performances
• Nodi Ibridi: composti da dischi SSD e dischi SAS/NL-SAS. I dischi SSD possono essere utilizzati o come cache per tutte le operazioni di I/O (in questo modo si aumentano le performance delle operazioni di lettura/scrittura su disco) oppure come tier0 in cui memorizzare i dati più frequentemente richiesti.

I principali vantaggi di un sistema iperconvergente sono:

• Soluzione software defined: tutte le risorse hardware sono virtualizzate
• Tempi di installazione rapidi: molte soluzioni sono dotate di wizard che permettono di completare l’installazione in poche ore
• Sistema scalabile: è possibile incrementare le risorse del sistema iperconvergente semplicemente aggiungendo un ulteriore nodo
• Riduzione della complessità: il sistema è composto solamente da server standard x86
• Semplicità di gestione: unica console di gestione per l’intero sistema

Le soluzioni iperconvergenti ben si adattano ai seguenti casi d’uso:

• Soluzioni di virtualizzazione dei desktop (VDI)
• Consolidamento di infrastrutture di Datacenter
• Ambienti di Test&Dev
• Infrastrutture per Remote Office/Branch Office

Tutti i principali vendor hardware (Server e/o Storage) dispongono di una soluzione iperconvergente e tra i leader di queste soluzioni troviamo Cisco, Nutanix e VMware.

a cura di 

Franco Benuzzi - Responsabile Business Unit Datacenter