Виртуальный центр обработки данных: как это устроено

В конце прошлого года консалтинговое агентство iKS-Consulting в аналитическом отчете к исследованию «Облачный провайдинг 2018-2022: экономика, стратегии, бизнес-модели» прогнозировало возможность троекратного роста рынка облачных услуг к 2023 году. По результатам исследования Cloud Service Market 2020-2024 Forecast and 2019 Analysis, проведённого IDC, за 2019 год рынок вырос на 26,9%.

Лидирующее положение на рынке публичных облаков России долгое время занимает сегмент SaaS (Software as a Service) — «программное обеспечение как услуга». На втором месте, демонстрируя стабильный ежегодный рост, находится IaaS — «инфраструктура как услуга». В текущем году тренд на использование облачных сервисов форсировали последствия эпидемии Covid-19 и национальная программа «Цифровая экономика». Повышение спроса в большей степени отразилось на сегментах IaaS и SaaS.

Такие события, как перевод коммерческими и государственными компаниями работников на «удалёнку», необходимость переноса части оффлайновых мероприятий и пользовательских действий в онлайн, перенаправление маркетинговых бюджетов в digital-каналы, — стали вызовами, требующими оперативных решений и больших мощностей от центров обработки данных (ЦОДов), с которыми они не смогли справиться.

Дефицит ресурсов физических ЦОДов послужил одним из драйверов роста сегмента облачных услуг, а необходимость бизнеса снижать издержки привела к поиску удобных решений «под ключ» — таких, как виртуальный ЦОД. В силу роста объемов хранимых и обрабатываемых данных особенно высоким стал спрос на готовые решения со стороны ритейла, компаний финансового и промышленного сектора. Так «облако» перестало быть модным термином и превратилось в необходимость.

Виртуальный центр обработки данных (сокращенно вЦОД) — это пул ресурсов облачной инфраструктуры, разработанный специально для нужд корпоративного бизнеса. В таких решениях сегодня заинтересованы прогрессивные компании.

ВЦОД физически размещается в традиционных центрах обработки данных и предоставляется провайдером в аренду. Проще говоря, все используемые компанией устройства объединены в единую систему, к которой можно получить доступ в любое время. При этом совместно используются основные ресурсы — процессор, память, дисковое пространство и пропускная способность. Всё, как и у физического ЦОДа — с серверами, кластерами хранения и множеством сетевых компонентов, — только в виртуализированном пространстве.

Управление вЦОДом осуществляется с консоли из любой точки мира, поэтому администратор может работать удаленно. Спектр решаемых задач сопоставим или даже более широкий, чем при использовании традиционного ЦОДа. При этом автономность от провайдера и уровень защиты от внезапных скачков нагрузок у других ресурсов в облаке — выше, ведь виртуальный ЦОД размещается в изолированной сети vLAN.

Все чаще организации используют архитектуру вЦОД, чтобы упростить процесс выделения ИТ-ресурсов, оптимизировать использование емкости, снизить риски и максимизировать производительность. Эта технология позволяет ИТ-специалистам превратиться в «стратегического партнера» для бизнеса, способствовать изменениям в ответ на меняющийся рыночный ландшафт, а не оставаться статьёй обязательных капитальных расходов.

Если представить виртуальный ЦОД схематично, он будет выглядеть как многослойная система, где каждый слой — отдельный уровень виртуализации со своими возможностями.

• Виртуализация сети гарантирует взаимодействие виртуальных серверов друг с другом, что позволяет выстроить единую инфраструктуру и обеспечить обмен данными.
• Виртуализация системы хранения данных (СХД) даёт возможность управлять хранением данных и оптимизировать использование разрозненных и разных устройств.
• Эффективно распоряжаться доступными мощностями в соответствии с бизнес-задачами позволяет виртуализация вычислительных ресурсов.
• Виртуализация приложений исключает проблему совместимости ПО, поскольку любое приложение может работать без привязки к требованиям операционной системы.
• Виртуализация доступа позволяет подключить пользователя к инфраструктуре удалённо, что является особенно актуальным, учитывая динамику появления ограничений в связи с эпидемией.

Уровни виртуализации зависимы друг от друга, а в комплексе отвечают за корректную работу виртуального ЦОДа.

К традиционным ЦОДам отношение уже сформировано, а их преимущества и недостатки — известны. Виртуальные ЦОДы — услуга относительно новая, но с выгодами для бизнеса.

Основное отличие традиционного и виртуального ЦОДов, с точки зрения бизнеса, — затраты. Рассмотрим его с точки зрения общепринятых понятий CapEx (капитальные расходы) и OpEx (операционные расходы). Организация физического дата-центра (постройка здания, оснащение его оборудованием) потребует значительных инвестиций с длинным сроком окупаемости. Такие серьезные и нерегулярные затраты распределяются по расходным статьям бюджета нескольких лет и относятся к CapEx. Персонал и электроэнергия, необходимые для обслуживания дата-центра, дополнительно потребуют регулярных ежемесячных расходов — OpEx. Использование виртуального ЦОДа, в противоположность физическому, является залогом экономии средств и большей целесообразности их распределения. Расходы при выборе такого решения будут регулярными, относятся к OpEx и вычитаются из доходной части бюджета за определенный период.

Чтобы развернуть физические сервера, необходимо оценить емкость хранилища данных, учесть потенциальные потребности предприятия, проходимость сети и массу прочих параметров. Настроить их при использовании виртуального ЦОДа можно в несколько кликов, а на создание готовой инфраструктуры понадобится от нескольких часов до нескольких дней — в зависимости от масштабов предприятия.

В виртуальном ЦОДе приложения и сервисы отделены от физических серверов, за счёт чего обеспечивается повышенная отказоустойчивость и эффективность при масштабировании рабочей нагрузки или устранении узких мест, связанных с производительностью инфраструктуры.

Чтобы обеспечить безопасность хранения данных, в случае работы с физическим ЦОДом, потребуется содержать в штате отдельного специалиста, разработать и внедрить различные протоколы. При использовании виртуального ЦОДа эти вопросы делегируются поставщику.

Глобальное потепление — ещё одна проблема, с которой человечество сталкивается уже сегодня. Физические ЦОДы выделяют тепло, что является негативным экологическим фактором. Использование виртуального ЦОДа может стать вашим вкладом в сохранение окружающей среды.

Облачный сервер — распространённая услуга хостинга данных: бизнес берёт в аренду у провайдера виртуальный выделенный сервер. С точки зрения управления операционной системой эта модель мало отличается от физического сервера, а разница между VDS (Virtual Dedicated Server) и VPS (Virtual Private Server) заключается в типах виртуализации. VPS — виртуализация на уровне операционной системы, VDS — аппаратная виртуализация.

Утверждать, что виртуальный ЦОД лучше облачного сервера, будет некорректно, поскольку технологии во многом схожи. А вот то, что вЦОД позволяет проявлять большую гибкость, — факт. В чём бы ни заключались текущие потребности компании, в какой бы момент они ни возникали и скольких ресурсов ни потребовали, виртуальный ЦОД позволяет удовлетворить их быстро и просто.

Облачный сервер несравнимо более гибкий, чем физический ЦОД, но до определенного момента — с разрастанием инфраструктуры он свою гибкость теряет. К примеру, от момента возрастания нагрузки до увеличения мощности в виртуальном ЦОДе проходят минуты. А вот дополнительный облачный сервер придется ждать несколько дней: продумать параметры, заполнить заявку, дождаться её выполнения. Кроме того, у виртуального ЦОДа перечень самостоятельных настроек шире, что позволяет в меньшей степени зависеть от службы технической поддержки провайдера.

Виртуальный ЦОД не просто может полностью заменить физический или облачный сервер: он позволяет решать больше задач, соответствующих персональным потребностям бизнеса. На практике компании применяют его чаще всего для:

• размещения и хранения данных;

• тестирования и разработки программного обеспечения;

• подключения резервных ресурсов в условиях пиковых нагрузок;

• создания резервного дата-центра;

• как альтернативную площадку при замене оборудования.

В 2020 году одной из актуальных задач, с решением которой поможет облачный ЦОД, стало также создание удаленных рабочих мест.

Возможности виртуального ЦОДа практически безграничны с технической точки зрения и привлекательны с точки зрения бизнеса.

Современные предприятия используют технологии как ключевой фактор производительности и эффективности бизнеса. При таком подходе базовые вычислительные ресурсы должны способствовать гибкости бизнес-операций. Виртуальный центр обработки данных делает возможным оперативное масштабирование за счёт выделения ресурсов по запросу. Скорость и лёгкость изменений во многом являются конкурентным преимуществом. При использовании виртуального ЦОДа оборудование, приложения и сервисы перестанут быть узким местом в бизнес-процессах, что позволит внедрять новые бизнес-модели и сосредоточиться на других направлениях развития компании.

Для эффективной бесперебойной работы предприятия его сотрудники должны получать доступ к ИТ-инфраструктуре компании и данным из любого места и в любое время. Технология вЦОД обеспечивает абсолютную мобильность данных. Когда данные являются мобильными и доступными, сотрудники могут направить свои усилия на работу с ними, а не тратить ресурсы на менее важные задачи.

Виртуальный ЦОД обеспечивает безопасность за счёт надежной изоляции в многопользовательской среде. Функциональный уровень изолирован от базовой аппаратной инфраструктуры, изоляция распространяется на другие виртуальные сети, потому трафик данных между виртуальными машинами остается инкапсулированным и безопасным. Конфигурации поддерживаются независимо от распределения оборудования, не требуют ручного вмешательства при динамическом распределении ИТ-нагрузок для балансировки, резервного копирования и аварийного восстановления. В случае, когда требуются более строгие меры, администратор всегда может по запросу изменить настройки, ограничить или увеличить нагрузки, привести систему в соответствие внутренней политике безопасности компании.

Прогрессивные организации заинтересованы в соответствии своих инвестиций в IT стратегическим бизнес-целям, поэтому стоимость ИТ-инфраструктуры становится ключевым моментом. В среде виртуального ЦОДа программные приложения и сервисы отделены от физического оборудования, что позволяет гибко управлять несколькими ИТ-нагрузками в общем пуле ресурсов инфраструктуры. Так выполняется задача рационального использования ресурсов рационального использования ресурсов — каждый компонент используется оптимальным образом, расходы прозрачны, и ими тоже можно управлять.

При использовании виртуального ЦОДа сводятся к минимуму факторы, в прошлом влиявшие на высокую стоимость ИТ: нет привязки к поставщику ПО, проблем с интеграцией, а инфраструктурная среда становится более гибкой.

Современный бизнес-ландшафт, тесно завязанный на информационных технологиях, находится в состоянии непрерывной и быстрой эволюции. Чтобы оставаться актуальными в меняющемся мире, организации должны внедрять различные технологии для ускорения циклов выпуска продукта. Технологии виртуального центра обработки данных позволяют организациям устанавливать конфигурации на основе политик, которые автоматически выделяют аппаратные ресурсы по запросу для удовлетворения ежедневных потребностей бизнеса. И происходит это в считаные минуты — необходимо буквально совершить несколько кликов мышью.

Исследовательский центр по вопросам конфиденциальности, защиты данных и информационной политики Ponemon Institute регулярно обнародует данные исследований , которые показывают, что больше половины простоев сети обусловлены человеческим фактором.

В 22% случаев основной первопричиной незапланированного отключения [традиционных дата-центров] становятся такие факторы, как случайность или человеческий фактор. Ещё 22% приходится на кибератаки.

При этом процент отключений по причине человеческого фактора не изменился с 2013 года, что указывает на отсутствие прогресса в сокращении того, что должно бы быть предотвратимой причиной простоев.

Показатель в 22% для кибератак отображает рост на 20% по сравнению с 2013 годом и на 167% по сравнению с 2010 годом.

Виртуальный ЦОД избавляет бизнес от необходимости использовать ручной труд и обеспечивает реальную автоматизацию IT. В результате специфика управления ресурсами инфраструктуры не избавляет от ошибок полностью, но позволяет их минимизировать до приемлемого уровня.

Широкие возможности управления инфраструктурой обеспечивают скорость ИТ-услуг и низкие эксплуатационные расходы, а также сокращают время вывода на рынок новых продуктов и услуг, сопряженных с ИТ. Централизованное управление ресурсами гарантирует, что ИТ-специалисты полностью контролируют вычислительные ресурсы, могут оптимизировать их использование и, как следствие, — затраты на них.

Одним из ключевых преимуществ виртуального ЦОДа является способность быстро адаптироваться к изменению рабочих нагрузок. По мере их роста серверные ресурсы можно быстро нарастить или высвободить. И если раньше приходилось выбирать, заказывать, ожидать, а затем устанавливать физическое оборудование, то теперь задача решается проще.

В центрах обработки данных применяют два основных способа масштабирования ресурсов: горизонтальный и вертикальный.

• Горизонтальный способ масштабирования. Это кластерный или распределенный подход, когда несколько небольших серверов разделяют нагрузку одного приложения. Если один сервер выходит из строя, другие могут взять на себя управление и сохранить доступность приложения.
• Вертикальный способ масштабирования. При выборе этого способа происходит добавление дополнительных ресурсов к существующему серверу или замена сервера более мощным.

Вертикальное и горизонтальное масштабирование не исключают друг друга. Подход с горизонтальным масштабированием более эффективен, когда требуется большое количество меньших узлов, — например, кластера серверов. А вертикальное масштабирование правильно использовать в случае, когда больше рабочих нагрузок должно находиться на меньшем количестве физических серверов.

Стоимость аренды виртуального ЦОДа зависит от системы биллинга — учёта потребляемых ресурсов, и тоже может быть весьма гибкой. Чаще других в прайс-листах провайдеров встречаются две системы:

• Allocated — оплачивается фиксированная сумма за определенное количество выделенных ресурсов;
• Pay-As-You-Go оплачивается фактическое потребление ресурсов виртуальными машинами.

И в том, и в другом случае оплата производится за отчётный период. Управлять стоимостью по системе Allocated так же просто, как и всем виртуальным ЦОДом: в любой момент можно корректировать набор ресурсов. При выборе Pay-As-You-Go можно подобрать тарификацию по часам или минутам, а не за рабочий день, если инфраструктура используется эпизодически.

Окончательное решение об использовании виртуального ЦОДа должно приниматься с учетом совокупного мнения финансистов, маркетологов, аналитиков и ИТ-специалистов. Важно учитывать стратегию развития бизнеса, особенности существующей и планируемой ИТ-инфраструктуры, кадровую политику, провести детальный анализ предложений провайдеров.

1. Можно рекомендовать присмотреться к вЦОДам предприятиям крупного и среднего размера , уже приступившим или задумывающимся о переносе в облако значительной части бизнес-процессов.
2. Компаниям, чей бизнес обладает ярко выраженной сезонностью, и тем, у кого есть понимание реальных сроков, а также план вывода на рынок новых продуктов. Всё это гарантированно повлечёт за собой увеличение нагрузок, управлять которыми будет удобнее при использовании виртуального дата-центра.
3. Стартапам и организациям на стадии роста вЦОД позволит снизить финансовые издержки, не привязываться жестко к прогнозу по необходимым мощностям, а гибко управлять объемами вычислительных ресурсов.

Облачная платформа SberCloud Enterprise предлагает решения «под ключ» для бизнеса любых масштабов и сфер. Помимо стандартных преимуществ виртуального ЦОДа, в пул услуг входят возможность самостоятельно выбрать систему оплаты и расширенный мониторинг для быстрого обнаружения и решения возможных проблем.

Каждый бизнес нацелен на оптимизацию рабочих процессов и разумную экономию ресурсов без утраты эффективности. Виртуальный ЦОД — один из инструментов, способных помочь в решении этих задач. Его актуальность, удобство, меньшая величина затрат и потенциал использования не вызывают сомнений. Добавим к этому более высокий, в сравнении с физическим дата-центром, уровень безопасности и возможность проявить заботу об окружающей среде, — и станет понятно, почему важно задуматься об использовании виртуального центра обработки данных уже сегодня.

Виртуальный ЦОД — это концепция, в рамках которой значительная часть компаний способна выбрать оптимальную конфигурацию пакета услуг, исходя из персональных потребностей, и перевести капитальные затраты на ИТ-инфраструктуру в категорию операционных издержек.