Усовершенствования Windows 8, позволяющие использовать частную облачную инфраструктуру

Введение
Облачные вычисления — это новый подход к проектированию центра обработки данных и управлению им. Некоторые думают, что «частное» в частном облаке означает, что это в основном то же самое, что и любой частный центр обработки данных, только переименованный, но это недальновидный взгляд. Какая тогда разница? В отличие от традиционного подхода к дата-центру, облако имеет около пяти ключевых возможностей:
- Самообслуживание. Пользователи могут получать услуги из облака, не взаимодействуя напрямую с ИТ.
- Широкий доступ к сети. Доступ к услугам можно получить практически с любого устройства, практически из любого места и любого форм-фактора.
- Эластичная подготовка и удаление. Это позволяет облаку автоматически выделять ресурсы для клиентов облака, а затем возвращать эти ресурсы в облако, когда они больше не используются.
- Абстрагированные, объединенные ресурсы. Ресурсы абстрагируются от пользователя, и пользователь получает ресурсы из пула ресурсов, который обычно используется во всей облачной инфраструктуре.
- Измерение. Облако отслеживает использование ресурсов и отчитывается перед потребителем облачной службы, чтобы при желании можно было активировать возврат средств.
Хорошо, это характеристики, которые определяют облачную среду. В целом существует два способа предоставления облачных услуг (есть и другие термины, такие как гибридное облако, но мы сосредоточимся на этих двух):
- Публичное облако. Общедоступное облако совместно используется арендаторами из нескольких и часто не связанных между собой организаций.
- Частное облако. Частное облако предназначено для одной организации и может совместно использоваться несколькими подразделениями этой организации.
В облачной инфраструктуре есть три модели обслуживания:
- Инфраструктура как услуга (IaaS). Поставщик облачных услуг делает инфраструктуру доступной для потребителей услуги. Поставщик облачных услуг позволяет потребителям облачных услуг получать сетевые ресурсы, вычислительные ресурсы, память и хранилище и делать с этими ресурсами все, что им заблагорассудится.
- Платформа как услуга (PaaS). Поставщик облачных услуг предоставляет операционные системы и платформу разработки, где потребитель облачных услуг может развертывать свои приложения. Инфраструктура полностью прозрачна для потребителя.
- Программное обеспечение как услуга (SaaS). Поставщик облачных услуг предоставляет «готовые услуги», то есть программное обеспечение, которое потребитель может использовать немедленно для выполнения работы. Платформа и инфраструктура полностью прозрачны для пользователя.
Большинство организаций, скорее всего, начнут переход к облаку, пытаясь настроить частную облачную инфраструктуру как услугу. IaaS может значительно повысить гибкость компании и позволить организации разрабатывать, тестировать и развертывать приложения быстрее, чем когда-либо прежде. И хотя первоначальные затраты могут быть относительно высокими, в долгосрочной перспективе высокий уровень автоматизации и самообслуживания может привести к значительной экономии средств.
Windows 8 поддерживает частное облако IaaS
Так где же Windows 8 входит в эту картину? Microsoft разрабатывает Windows 8 по трем основным направлениям, чтобы улучшить способность организаций создавать высоконадежные центры обработки данных корпоративного уровня:
- Улучшения в возможности масштабирования центра обработки данных
- Улучшения в высокой доступности и защите данных
- Улучшения в сетевых возможностях и хранилищах
Давайте кратко рассмотрим, что ожидается от Windows 8 в каждой из этих областей.
Масштабирование частного облака для обеспечения восприятия бесконечной емкости
Одна из основных особенностей облачных вычислений, будь то общедоступных или частных, заключается в том, чтобы создать ощущение безграничной емкости, чтобы пользователи могли получать необходимые им ресурсы, когда они им нужны, не беспокоясь о наличии достаточных ресурсов. С этой целью в Windows 8 включены следующие функции, которые помогут вам расширить возможности масштабирования, чтобы вы могли двигаться к восприятию бесконечной емкости:
Поддержка многоядерного сервера
Windows Server 8 будет поддерживать более 64 процессоров на сервер. Фактически каждая отдельная виртуальная машина сможет поддерживать 32 процессора.
Масштабирование принимающей стороны сети
Масштабирование на стороне приема (RSS) позволяет использовать несколько процессоров для обработки сетевых прерываний. Это позволяет вам ускорить вашу сеть, потому что вы не будете привязаны к одному процессору, выполняющему всю эту работу. Windows 8 автоматически определит, поддерживает ли сетевая карта эту функцию.
Объединение сегментов приема сети
Объединение сегментов приема (RCS) может собирать пакеты, полученные в течение одного и того же цикла прерывания, и объединять их, чтобы их можно было более эффективно доставлять в сетевой стек. Это может значительно увеличить объем обрабатываемого трафика без серьезного воздействия на ЦП.
Разгрузка копии хранилища
Разгрузка копии хранилища позволяет устройству хранения выполнять операцию копирования файла, не требуя от машины, которая сделала запрос, чтения содержимого между местоположениями. Для этого требуется, чтобы устройства хранения понимали разгрузку копий хранилища. Если этот параметр включен, хосту Hyper-V не нужно выполнять операцию копирования, и он оставляет ее устройствам хранения.
Server Message Block 2.0 Прямой и удаленный прямой доступ к памяти
Сетевые карты с поддержкой удаленного прямого доступа к памяти (Remote DMA) могут разгрузить сетевую обработку от процессора и переместить ее на сетевую карту. В сочетании с общими файловыми ресурсами SMB 2 вы можете увидеть производительность общих файловых ресурсов SMB 2.0, сравнимую с тем, что вы видите в SAN с оптоволоконным каналом. Это ключевая функция, позволяющая выполнять динамическую миграцию виртуальных машин, хранящихся в файловых ресурсах, без воздействия на процессор, чтобы процессор можно было использовать для обслуживания рабочих нагрузок, обрабатываемых виртуальными машинами.
Виртуализация ввода-вывода с одним корнем
Единый корневой ввод-вывод позволяет настроить сетевой интерфейс виртуальной машины так, чтобы он был напрямую связан с физическим сетевым адаптером. Это снижает накладные расходы, поскольку стек виртуализации хоста не должен обрабатывать эту деятельность, по существу обходя сетевой стек хост-системы. Это также позволяет оптимизировать производительность для динамической миграции запущенных служб.
Высокая доступность и защита данных
Инфраструктура частного облака должна быть высокодоступной и должна иметь надежную конструкцию для защиты данных, содержащихся в инфраструктуре. В то время как мы привыкли делать это в наших традиционных центрах обработки данных, частное облако выводит эти возможности на новый уровень, поскольку основное внимание уделяется предоставлению услуг, а не просто «времени безотказной работы».
Следующие функции и возможности Windows 8 позволяют нам достичь оптимальных уровней HA и DP.
Стандартная балансировка нагрузки и аварийное переключение сетевых карт
В вашем текущем центре обработки данных вы, вероятно, используете объединение сетевых карт для объединения двух сетевых карт для поддержки друг друга при аварийном переключении. Если один из сетевых адаптеров выходит из строя, другой восполняет резерв. Проблема в том, что исторически поддержка объединения сетевых карт была неравномерной, а уровень поддержки варьировался в зависимости от драйверов, предоставляемых поставщиком сетевых карт. Это означало, что сетевые карты должны были быть от одного и того же поставщика и часто даже должны были быть одной и той же модели.
В Windows 8 вы больше не ограничены использованием сетевых карт одного и того же поставщика. На самом деле, сетевые карты даже не обязательно должны иметь одинаковую скорость или одинаковые возможности. Windows 8 будет включать в себя поддержку объединения сетевых карт. Это означает, что если у вас есть сетевой адаптер Broadcom на материнской плате и многопортовый сетевой адаптер Intel в слоте PCI, вы можете объединить их. А поскольку объединение сетевых карт является частью операционной системы, вы получаете поддержку от Microsoft и вам не нужно искать виноватых между поставщиками. Это также означает, что рабочие нагрузки Microsoft должны будут работать с объединением сетевых карт.
И помните, поддерживается не только аварийное переключение, но и объединение пропускной способности сети. Это позволяет вам выжимать еще больше пропускной способности из своих сервисов, чтобы в будущем вы могли протестировать пределы своих коммутаторов на 100 Гбит/с.
Инкрементальные резервные копии для VHD
Все знают ценность инкрементных резервных копий. И все знают ценность инкрементных резервных копий, которые создаются по сети. В прошлом вы могли создавать резервные копии виртуальных машин в своей среде, копируя всю виртуальную машину каждый раз при выполнении резервного копирования. Учитывая размер типичных виртуальных машин, это потребляет массу пропускной способности сети, которая затем становится недоступной для других рабочих нагрузок.
В Windows Server 8 вы сможете делать добавочные резервные копии своих VHD. Это значительно уменьшит пропускную способность, необходимую для защиты ваших виртуальных машин. Кроме того, эти резервные копии поддерживают VSS, поэтому вы можете продолжать выполнять рабочие нагрузки на виртуальных машинах во время их резервного копирования.
Репликация ВМ с помощью реплики Hyper-V
Аварийное восстановление — ключ к успешному частному облаку. Частное облако должно сделать аварийное восстановление намного проще, чем то, что вы могли бы иметь в своем нынешнем центре обработки данных. Именно здесь появляется новая функция Hyper-V Replica. Она обеспечивает простую и быструю репликацию ВМ и восстановление после сбоя.
Эта функция значительно упростит настройку виртуальных машин для автоматической репликации на другой сервер Hyper-V. Сервер может быть другим в той же стойке, или он может находиться в другом здании в кампусе, он может быть расположен в одном из ваших центров обработки данных на другом континенте, или он может быть где-то в размещенном частном облачном объекте.
Эта избыточность позволяет в случае аварии быстро включить реплицированные ВМ, хранящиеся в альтернативных местах. Эта функция упростит и ускорит возобновление работы после незначительной или крупной аварии.
Улучшения в частных облачных сетях и хранилищах
Частные облака необходимо будет оптимизировать, чтобы получить максимальную отдачу от сетевых компонентов и компонентов хранения инфраструктуры. С этой целью Windows Server 8 будет включать следующие функции:
Мост центра обработки данных (DCB) и планирование пакетов на уровне ОС
В настоящее время Microsoft рекомендует высокий уровень сегментации сетевой инфраструктуры для поддержки изоляции рабочих нагрузок между виртуальными машинами и от хоста. В большом частном облаке это может привести к большому количеству VLAN. Проблема в том, что существует ограничение на количество VLAN, которые вы можете настроить, и это число достаточно мало, чтобы не поддерживать большой масштаб, необходимый для частных облаков.
Windows Server 8 включает улучшения, которые будут поддерживать новые схемы конвергентных сетей, чтобы вы могли максимально эффективно использовать сетевые адаптеры со скоростью 10 Гбит/с, установленные на современных серверах частной облачной инфраструктуры. Windows Server 8 также будет поддерживать высокое качество обслуживания (QoS), поэтому приоритет трафика рабочей нагрузки будет определяться в соответствии с уровнем обслуживания, который вы предоставляете в своем каталоге услуг.
Это также работает с новым аппаратным обеспечением с поддержкой моста центра обработки данных (DCB), которое позволяет использовать один сетевой адаптер со сверхвысокой пропускной способностью и предоставлять услуги QoS и изоляции для поддержки рабочих нагрузок с несколькими арендаторами, ожидаемых при развертывании частного облака.
Запуск виртуальных машин по сети с помощью SMB 2.0
Это одно из моих любимых. Почему мы все должны разоряться, тратя деньги на дорогие массивы хранения? Почему бы не сделать возможным создание высокопроизводительного хранилища с помощью общего ресурса SMB? Что ж, похоже, разработчики Windows 8 в Microsoft задали себе тот же вопрос и решили, что в этом нет никакой причины. Это означает, что с Windows Server 8 вы сможете размещать свои виртуальные жесткие диски на общих ресурсах SMB в любом месте вашей сети. Эта возможность обеспечивается сетевыми адаптерами с поддержкой удаленного прямого доступа к памяти. Теперь вы можете создавать частные облачные массивы Hyper-V, которые используют недорогие высокопроизводительные файловые серверы для хранения за небольшую часть стоимости.
Виртуализация хранилища с дисковыми пространствами
Дисковые пространства Windows Server 8 позволяют виртуализировать хранилище, чтобы им было намного проще управлять. Это важная функция в вашем частном облаке, поскольку хранилище должно быть максимально абстрагировано, чтобы вы могли предоставлять хранилище в качестве пункта меню в каталоге служб частного облака. Места для хранения могут использовать файловые серверы различных типов с обычными носителями данных и могут оказать существенное влияние на вашу прибыль.
Увеличьте полезное пространство для хранения с помощью готовой дедупликации
Вот еще один из моих фаворитов: дедупликация из коробки. Windows Server 8 будет сегментировать данные на фрагменты размером 32–128 КБ, выискивая одинаковые фрагменты, а затем поддерживать единую копию дублированных фрагментов, помещая маркер на место фрагмента в исходном местоположении. Мало того, фрагменты будут сжаты, что сэкономит еще больше места.
Резюме
В этой статье мы представили ряд новых функций и возможностей, включенных в грядущую операционную систему Windows Server 8. Все эти функции нацелены на то, чтобы сделать Windows Server 8 предпочтительной платформой для вашей виртуализированной частной облачной инфраструктуры. Из того, что я могу сказать, похоже, что Microsoft собирается обойти других поставщиков с точки зрения поддержки функций для корпоративных требований к предложению «Инфраструктура как услуга частного облака». В следующих статьях мы более подробно рассмотрим некоторые из этих технологий и расскажем, как их использовать.