Hyperconvergence 2.0، نسل بعدی زیرساخت‌های فراهمگرا برای بهرمندی از خدمات ابر ترکیبی

زیرساخت فراهمگرا (HCI) سرنام  Hyperconverged Infrastructure بیش از یک دهه است که برای ساده‌سازی عملیات مرکز داده و فراهم کردن امکان گسترش‌پذیری سریع‌تر و ارزان‌تر آن‌ها نسبت به مدل‌های سه لایه قدیمی‌ معرفی شده است. با این‌حال، HCI در وضعیت سکون قرار نگرفت و پیشرفت‌های چشم‌گیری داشت. HCI یک زیرساخت نرم‌افزار محور با خدمات شبکه‌سازی، محاسبات و ذ‌خیره‌سازی کاملا یکپارچه است که روی یک سرور x86 نصب می‌شود. در ادامه این سرور HCI را می‌توان به صورت خوشه مدیریت کرد. یک زیرساخت HCI شامل ذخیره‌ساز نرم‌افزار محور، هایپروایزور برای محاسبات مجازی شده، یک سیستم‌عامل و شبکه مجازی است که همه از طریق یک کنسول مدیریت سیستم واحد مدیریت می‌شوند. یک سازمان می‌تواند با خرید یک زیرساخت نرم‌افزاری HCI و پیاده‌سازی آن روی هر نوع سرور x86 خوشه‌های HCI اختصاصی خود را ایجاد کند. HCI به لطف انعطاف‌پذیری زیادی که دارد برای کاربردهای کوچک یا جدیدی که برای گسترش‌پذیری برنامه‌ریزی شده‌اند مناسب است. موارد استفاده رایج HCI شامل پشتیبان‌گیری و بازیابی از حوادث، دفاتر اداری یا شعب راه دور، کلاسترهای ذخیره‌سازی اشتراکی، پیاده‌سازی دسکتاپ مجازی، پیاده‌سازی ابر خصوصی و مراکز داده نرم‌افزار محور است.

یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها برای افرادی که زیرساخت‌ها را مدیریت می‌‌کنند، ارائه عملکرد قابل پیش‌بینی، به‌ویژه در مواجهه با خدمات کاربردی و بارهای کاری (Workloads) است. زیرساخت‌های اختصاصی برای پاسخ‌گویی به نیازهای آتی، گزینه اقتصادی به شمار نمی‌روند. هرگاه چند اپلیکیشن از یک زیرساخت مشترک استفاده ‌کنند، احتمال این‌که یک اپلیکیشن موجب اختلال در عملکرد سایر اپلیکیشن‌ها شود وجود دارد. زیرساخت فراهمگرا راهکاری منحصر به فرد در زمینه کیفیت خدمات ارائه می‌کند که از آن جمله می‌توان به کنترل متمرکز تمام اپلیکیشن‌ها، از بین بردن پردازش‌های اضافی و برآورده ساختن تمامی‌ توافقنامه‌های سطح خدمات عملکرد (SLA) اشاره کرد. در نتیجه کاربر می‌‌تواند تمامی‌ اپلیکیشن‌های مورد نیاز خود را به صورت قابل پیش‌بینی و با اطمینان خاطر روی یک پلتفرم اشتراکی پیاده‌سازی نماید.

نسل جدیدی از زیرساخت‌های فراهمگرا به عنوان شالوده‌ای برای اجرای عملیات فناوری اطلاعات ابر ترکیبی پدید آمده‌اند که از فناوری‌های ابر خصوصی و ابرهای عمومی‌ مستقر در محل استفاده می‌کنند. کارشناسان شبکه معتقد هستند که این رویکرد نرم‌افزار محور برای پاسخ‌گویی به بسیاری از نیازها از جمله توسعه مصارف داخلی و توانایی انتقال داده‌ها و اپلیکیشن‌ها بین محیط‌های ابری، مراکز داده ابری و متمرکز تکامل پیدا کرده است. 

اریک شپارد، معاون تحقيقات فناوری‌های زیرساخت شرکت تحقيقاتی IDC می‌گوید: «ارزش پیشنهادی راهکارهای زیرساخت همگرا برای سازگاری با نیازهای دنیای ابر ترکیبی تکامل یافته است. راهکارهای همگرای مدرن باعث پیشرفت می‌شوند، زیرا این امکان را در اختیار سازمان‌ها می‌گذارند تا از زیرساخت‌های مرکز داده استانداردسازی شده، نرم‌افزار محور و کاملا خودکار بهره ببرند که ستون فقرات یک دنیای یکپارچه چندابری مستقر در محل را شکل می‌دهد.» زیرساخت فراهمگرا از نرم‌افزارهای هوشمند برای مجازی‌سازی، یکپارچه‌سازی و کنترل آسان‌تر فناوری‌های مرکز داده استفاده می‌کند. بخش‌های فناوری اطلاعات سازمان‌ها از HCI برای کم کردن هزینه کل مالکیت (TCO)، افزایش عملکرد و مقیاس‌پذیری خدمات فناوری اطلاعات و بهبود‌ بهره‌وری کلی استفاده می‌کنند. 

مانوسیز باچاریا معاون ارشد مهندسی Nutanix می‌گوید: «HCI 2.0 به معنای Hybrid Cloud Infrastructure یا زیرساخت ابر ترکیبی است که نشان می‌دهد، این زیرساخت قدیمی همسو با تحولات دنیای فناوری تغییر کرده است.» او معتقد است نسل جدید زیرساخت فراهمگرا توانایی‌های ابر خصوصی و عمومی‌ را متوازن می‌کند. HCI به شالوده زیرساخت ابر ترکیبی تبدیل شده است. او می‌گوید: «بخشی از این زیرساخت توانایی اجرای برنامه‌های سازمانی در یک ابر عمومی‌ و مدیریت آسان و اجرای اپلیکیشن‌های مستقر در محل را دارد.»

موتور ابر خصوصی 

HCI در اصل یک زیرساخت فناوری اطلاعات نرم‌افزار محور است که محاسبات مرکز داده، فضای ذخيره‌سازی و دستگاه‌های شبکه را ادغام و مجازی‌سازی می‌کند. همانند ابر، HCI نیز به سرعت قابل گسترش است و می‌توان آن‌را هر بار با اضافه کردن یک گره سرور گسترش داد. این نرم‌افزار سیستم‌ها را مجازی‌سازی می‌کند تا یک شالوده مستحکم برای اجرای ابرهای خصوصی قدرتمند درون مراکز داده سازمانی تشکیل شود. با ایجاد یک ابر ترکیبی که در نهایت دارای قابلیت مدیریت، امنیت و کاربرد مشترک است دیگر عملا مرزی بین محیط‌های محاسبات ابری مستقر در محل یا بیرون از آن وجود نخواهد داشت. یک تحقيق سه ساله تحت عنوان  Enterprise Cloud Index (ECI) که به سفارش Nutanix انجام شده نشان می‌دهد که بین 85 تا 91 درصد از معماران جهانی فناوری اطلاعات، ابر ترکیبی را مدل عملیاتی ایده‌آل فناوری اطلاعات خود می‌دانند. 

حال پرسش این است که جایگاه HCI در این محیط در حال ظهور و یکپارچه کجا است؟ باچاریا می‌گوید: « HCIپیاده‌سازی شده در زیرساخت خصوصی به‌نام  HCI 1.0 و HCI اجرا شده در ابر عمومی به‌نام‌ HCI 2.0 شناخته می‌شود.» مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که ابر ترکیبی و HCI در یک راستا حرکت خواهند کرد. داده‌های ECI 2020  نیز این موضوع را تایید می‌کنند و نشان می‌دهند سازمان‌هایی که از ابر ترکیبی استقبال کرده‌اند در مقايسه با کسب‌و‌کارهایی که سایر مدل‌های عملیات فناوری اطلاعات را اجرا می‌کنند، تمایل بیشتری به HCI نشان می‌دهند.

مطرح شدن پلتفرم‌های ابر عمومی‌

یکی از دلایل اصلی تغییر و شکل‌گیری تحولات گسترده در زیرساخت‌های همگرا و فراهمگرا اقدامات اخیر فراهم‌کنندگان خدمات ابر عمومی‌ بزرگ برای پشتیبانی از محاسبات غیر سخت‌افزاری است که به نرم‌افزار ابری مستقر در محل و بارهای کاری امکان می‌دهند در محیط‌های بومی اجرا شوند. از نگاه باچاریا این یک تغییر استراتژیک در HCI محسوب می‌شود که حالا می‌تواند به ابر عمومی‌ گسترش پیدا کند. او می‌گوید: «بدون کنترل سخت‌افزار قادر نبودیم عملکرد اپلیکیشن را کنترل کنیم. تا همین اواخر، ما می‌توانستیم هر آنرچه فروشندگان ابر عمومی‌ ارائه می‌دادند را به کار بگیریم و به خدمات آن‌ها محدود بودیم.» اکنون اوضاع تغییر کرده است. یکی از این تحولات کلاسترهای Nutanix روی AWS است. این سرویس نرم‌افزاری، ابر خصوصی Nutanix و خدمات آن‌را به نمونه‌های (Amazon EC2) سرنام Amazon Elastic Compute Cloud  در ابر عمومی خدمات وب آمازون (AWS) سرنام‌ Amazon Web Services  گسترش می‌دهد. این نوع پیکربندی، سازمان‌ها را قادر می‌سازد تا به راحتی یک زیرساخت ابر ترکیبی با قابلیت جابجایی منابع در مکان‌های ابری را بدون نیاز به بازسازی اپلیکیشن‌ها ایجاد کنند. باچاریا می‌گوید: «یک نسخه از کلاسترهای Nutanix نیز برای Microsoft Azure در حال توسعه است.»

استراتژی‌های بار کاری 

اگر چه ابر عمومی‌ در حال تبدیل شدن به مقصد انتخابی بسیاری از اپلیکیشن‌ها و خدمات سازمانی است، اما برخی بارهای کاری ممکن است به دلایل گوناگونی از جمله نگرانی‌های امنیتی، نظارتی و سرعت دسترسی هرگز مرکز داده را ترک نکنند. به عنوان مثال، اپلیکیشن‌های پردازش تراکنش حساس به تاخیر ممکن است به دلایل عملکردی در زیرساخت‌های محلی باقی بمانند، اما سازمان‌ها ممکن است تمایل داشته باشند تا داده‌ها را برای تجزیه و تحلیل و ذخیره‌سازی به ابر انتقال دهند. 

استیو مک داول، تحلیل‌گر ارشد Moor Insights & Strategy می‌گوید: «این حرف به معنای آن است که مدیران فناوری اطلاعات به یک دیدگاه واحد در مورد تمام زیرساخت‌های خود و گزینه‌ای برای جابه‌جایی سریع بارهای کاری به هر مکانی که اجرای آن منطقی باشد نیاز دارند.» استفاده از یک پلتفرم HCI واحد در هر دو محیط چنین انعطاف‌پذیری را ممکن می‌کند. باچاریا می‌گوید: «شما باید قادر باشید یک اپلیکیشن ساخته شده روی هر نوع ابری را دریافت کنید و آن‌را با همان ویژگی‌ها روی ابری دیگر اجرا کنید.»

HCI: سیستم‌عاملی برای ابر ترکیبی 

اگر مشتريان بتوانند یک نسخه مشابه از زیرساخت مستقر در محل خود را روی ابر ایجاد کنند، سپس می‌توانند بارهای کاری را به هر مکانی که اجرای آن منطقی باشد منتقل کنند. باچاریا می‌گوید: «پایگاه داده تراکنشی سنتی شما می‌تواند در محل مستقر باشد در حالی که بار کاری می‌تواند روی ابر قرار گرفته باشد. شما می‌توانید از طریق FTP داده‌ها را به ابر منتقل کنید و از آن‌جا کار تجزیه و تحلیل را انجام دهید.» لوکاس میاریان، مدیر تحقيقات IDC می‌گوید: «زیرساخت ابری مزایای ذاتی دیگری نیز دارد که از آن جمله می‌توان به اپلیکیشن‌های پشتیبان‌گیری و بازیابی داده و امنیت پایدار، بازیابی حوادث و بلایا، مدیریت ظرفیت و حاکمیت کلی اشاره کرد.» هایپروایزور ماشین مجازی به سیستم‌عامل مرکز داده تبدیل شده، اما هیچ نتیجه‌ای برای ابر ترکیبی به همراه ندارد. یک زیرساخت فراهمگرای واحد که در هر دو مکان حضور دارد دیگر نیازی به مدیریت شبکه و ذخیره‌سازی نخواهد داشت و به سیستم‌عامل بعدی برای مرکز داده شما تبدیل خواهد شد. علاوه بر این، HCI توسعه‌یافته با مکانیزم پرداخت هزینه بر اساس میزان مصرف در هزینه‌های کلی صرفه جویی خواهد کرد. 

مدعیان خدمات عمومی‌ و خصوصی 

سازمان‌هایی غیر از فروشندگان HCI تلاش می‌کنند تا زیرساخت ابری و مستقر در محل را در اختیار مشتریان خود قرار دهند. به‌طور مثال، مایکروسافت و آمازون که زیرساخت‌های ابر عمومی را ارائه می‌کنند در تلاش هستند با راه‌حل‌هایی نظیر Amazon’s Outposts و  Microsoft’s Azure Stack به مشتریان خود اجازه دهند از مزایای زیرساخت‌های فراهم‌گرای جدید استفاده کنند. مک داول بر این باور است که ارائه‌دهندگان این سرویس تلاش دارند فرآیند انتقال بارهای کاری مشتریان به زیرساخت‌های فراهم‌گرا را ساده کنند. او می‌گوید: «ارمغان اصلی HCI سادگی، انعطاف‌پذیری و گسترش‌پذیری زیرساخت‌ها در مقایسه با روش‌های سنتی است. پشتوانه این برتری، این واقعیت است که در HCI همه مولفه‌های سامانه به‌صورت یک موجودیت یکپارچه درمی‌آیند و با یک نرم‌افزار مشترک مدیریت می‌شوند. HCI به شما کمک می‌کند شکاف‌های موجود را پر کنید. HCI با ارائه یک مرکز مدیریتی کنترل متمرکز اجازه می‌دهد تا چند سرویس مختلف ابری را به سادگی مدیریت کنید. یک مسیر در حال تکامل دیگر برای HCI 2.0 مربوط به دستیابی به لبه شبکه است. با حضور خدمات بی‌سیم 5G پر سرعت محاسبات لبه به نقطه‌ای که در آن داده‌ها ذخیره می‌شوند نزدیک خواهد شد.» 

پارادایم HCI هم‌‌اکنون بسیار مورد توجه است و محصولات زیادی با این رویکرد به بازار عرضه شده است. برخی از این محصولات را در این نوشتار بررسی کردیم. هرچند تحلیلی کارشناسانه باید انجام شود تا مشخص شود محصولات فوق در عمل به وعده‌های HCI پای‌بند هستند یا خیر. در پارادایم HCI به‌سادگی می‌توان سخت‌افزارهای مورد نظر را خریداری و به مجموعه اضافه کرد. نرم‌افزار مدیریت مرکزی به طور خودکار قطعات سخت‌افزاری جدید را با قبلی‌ها ادغام می‌کند و پیکربندی لازم را انجام می‌دهد. از جمله می‌توان به پیکربندی شبکه اشاره کرد که نرم‌افزار با تغییر در آن، شبکه را نیز برای شرایط جدید آماده می‌سازد تا هماهنگی و سازگاری بین اجزای مختلف سیستم برقرار بماند.