EMC El Data Center Moderno (es)

Questo post è anche disponibile in italiano

En este post vamos a tratar el argumento “El Data Center Moderno”. Esta es una visión que EMC tiene sobre el futuro del centro de datos y cómo éste debería evolucionar para incorporar las ventajas de las tendencias más importantes de la tecnología. Vamos a llamar a estas tendencias pilares o elementos. Estos pilares son: Flash, Software Defined, Cloud y Trusted.

La adopción combinada de estos elementos puede transformar el IT, y en consecuencia, el valor de negocio que este puede generar.

 

EMC Modern Data Center Pillars
EMC Modern Data Center Pillars

Flash: un centro de datos moderno aprovecha la tecnología flash en la mayoría de las arquitecturas posibles. El flash normalmente está asociado a un aumento del rendimiento a nivel de las aplicaciones y por lo tanto, a la cantidad de trabajo se puede hacer en una determinada unidad de tiempo. El aumento en el rendimiento es quizás el aspecto más evidente de la tecnología flash, pero de igual importancia es la eficacia total (power, refrigeración, espacio) de la arquitectura que lo utiliza. Esto hace al flash un pilar fundamental de un centro de datos moderno.

Software-defined: la necesidad de ofrecer siempre más servicios y nuevas aplicaciones necesita de procesos lo más automáticos posibles que ayuden a simplificar las tareas y evitar errores durante la fase de delivery.

Scale-out: con cientos de aplicaciones que resultan en cargas de trabajo mixtas cuando éstas se consolidan en arrays cada vez más capacitivos, y considerando la gran cantidad de I/Os que los discos flash generan; arquitecturas de tipo “scale-out” son absolutamente necesarias para satisfacer las necesidades de un moderno data center.

Cloud: en la búsqueda continua del IT de maximizar su eficacia y su valor, la economía del cloud representa otro de los pilares de un moderno data center. La arquitectura debe hacer posible integrar, operar e y hacer funcionar al mismo tiempo almacenamiento y cloud para aprovechar el poder de flash con la flexibilidad del cloud.

Trusted: naturalmente toda la infraestructura debe ser confiable desde el punto de vista de los componentes individuales (alta disponibilidad), seguridad de datos (pensemos por ejemplo a RSA), como así también una confiable integración de todo el conjunto al crear soluciones complejas en un centro de datos moderno.

El primer pilar que he mencionado al inicio de este post es el flash. Me gustaría ahora profundizar y explicar más detalladamente el concepto de flash como parte de la visión de EMC de un data center moderno.

Flash media, un nuevo paradigma

No es nada nuevo afirmar que hoy en día nos enfrentamos a un “cambio” o a un nuevo paradigma tecnológico y que este paradigma implica un cambio en el “media” donde almacenamos los datos.

Veámoslo en perspectiva. En el siguiente gráfico (Wikibon, 2015) podemos observar una zona más oscura que representa la inversión en unidades flash en los últimos 4 años

EMC Modern Data Center Paradigm
EMC Modern Data Center Paradigm

 

Hasta hace unos pocos años, por cada 100 dólares de inversión en unidades tradicionales (discos “rotacionales”) la inversión en discos flash
era de sólo 1 dólar.

EMC Modern Data Center Flash Shift
EMC Modern Data Center Flash Shift

Pero como se puede notar en el gráfico, en los próximos 10 años esto cambiará totalmente; los centros de datos serán completamente flash y las inversiones en discos flash será 100 veces mayor con respecto a las unidades “rotacionales”.  Esto significa que estamos ante un cambio fundamental en la industria del IT en cuanto se refiere a la adopción de esta tecnología, y este es el motivo por el cual EMC ha anunciado que el 2016 es el “Año del Flash” para todo el “Primary Storage”. Ya no tiene más sentido invertir en discos tradicionales, o sea en unidades de disco donde no se hace ningún desarrollo y que no han tenido ninguna evolución en los últimos 16 años.

Aplicaciones y cargas de trabajo (workloads) diferentes tienen requerimientos de performance, de servicios de datos (copias locales, copias redotas, etc.) y de capacidad diferentes. De hecho, la diversificación de las aplicaciones y de las cargas de trabajo define la arquitectura que debemos utilizar. Por ejemplo, una arquitectura diseñada para el OLTP puede no ser adecuada para el archivo de videos, mientras que aplicaciones de HPC o “in-memory” requieren una infraestructura diferente.

He ya dicho que para EMC el 2016 es el año del flash para todo el almacenamiento de información primario (Primary Storage). Podemos decir que el almacenamiento de información de tipo primario se refiere al almacenamiento que trámite una SAN los hosts pueden acceder. Veremos enseguida estas arquitecturas pero antes enumeremos brevemente cuáles son los principales “drivers” de la adopción de flash.

Mejor TCO: flash es seguramente sinónimo de un mejor TCO. Una arquitectura Flash usa menos discos para conseguir un determinado rendimiento con respecto a la tecnología tradicional (discos rotacionales). La cantidad de iops es una función del número de unidades o mecánicas (discos). Se requiere un número mucho mayor de discos tradicionales para obtener el rendimiento que se puede lograr en vez con unas pocas unidades flash. Esto significa, en el caso de una arquitectura basada en discos flash, una mayor eficiencia, menor consumo de espacio y un menor power & cooling.

Fiabilidad: los discos flash tienen una confiabilidad más alta, los discos flash se “gastan”, lo que significa que tienen una vida predecible que depende del número de escrituras, pero su MTBF es mucho mayor.  Esto tiene la ventaja que lleva a extender el período de ”

Menor número de hosts requeridos: como se sabe, en una infraestructura típica, el tiempo de espera para recibir datos desde el almacenamiento es una función de la latencia (Response Time). Los discos flash permiten de reducir considerablemente el RT aumentando de este modo la capacidad de trabajo (mayor número de iops) de los servidores.

Estas son las promesas del flash y se podría pensar que la mera adopción de unidades flash dentro de una arquitectura tradicional es suficiente para obtener los beneficios citados antes. En realidad, para explotar el potencial del flash, se necesita una arquitectura hardware y software específicamente diseñada para este tipo de media. Utilizar discos flash en un storage tradicional o “híbrido” puede proporcionar un mejor rendimiento pero el punto es, este aumento en el rendimiento será constante en el tiempo? Y sobre todo, ¿cuál será el impacto en el rendimiento cuando se utilizan los varios “data services” (compresión, deduplicación, copias, etc.)?

¿Qué significa un array diseñado para el flash?

Todas las soluciones Flash de EMC incorporan una serie de funcionalidades necesarias para que la arquitectura sea predecible desde el punto de vista del rendimiento con todos los servicios de datos “en línea”. El tema está fuera del alcance de este artículo. Es posible encontrar esta información en otros posts en el sitio.

Es importante considerar que ningún otro proveedor de storage ha realizado más inversiones y adquisiciones en tecnología flash que EMC. Basta pensar en XtremIO, nuestro primer storage de tipo todo Flash que en sólo 18 meses después de estar disponible obtuvo una cuota de mercado, según Gartner, de cerca el 40% o en DSSD, una tecnología única que utiliza NVMe sobre PCIe para obtener un RT del orden de micro segundos.

EMC ALL FLASH, un portfolio completo

Como he explicado anteriormente, es el tipo de carga de trabajo y las necesidades aplicativas que definen una arquitectura y en base a esto, las soluciones de storage se pueden dividir en categorías principales. Así encontramos en EMC soluciones para la “gama media”, “gama alta” y una categoría única; el “rack scale Flash”.

Gama media: con este nombre se identifican las soluciones de tipo “dual controller” capaces de escalar verticalmente (scale-up) pero no horizontalmente (scale-out). Tienen un limitado crecimiento. Pueden instalarse muchos discos, pero desde el punto de vista de la potencia de los controladores de front-end no es posible crecer.

En esta macro categoría está Unity, array presentado el mes pasado (mayo) diseñado para Flash.

Unity soporta en un entorno unificado file, bloque y VMware VVols.

Unity puede implementarse también como VSA o Virtual Storage Applicance (dispositivo de almacenamiento de información Virtual) en un servidor VMware ESXi.  De este modo es posible crear entornos de almacenamiento compartido con protocolos NAS e iSCSI SAN y servicios de datos compatibles con las plataformas hardware de Unity.

 

EMC Modern Data Center Unity
EMC Modern Data Center Unity

Gama alta: XtremIO y de reciente introducción VMAX AF (All Flash), representan el segmento de storage High-End de EMC.

XtremIO: XtremIO es un storage de tipo all-flash proyectado enteramente para garantizar todo el potencial en términos de rendimiento de la tecnología Flash y para ofrecer funcionalidades que explotan en el mejor modo posible las propiedades de los SSD. Este sistema también ha sido desarrollado con la idea de necesitar una mínima planificación.

XtremIO se basa en una arquitectura de tipo scale-out que permite configurar un clúster de unidades donde la escalabilidad es lineal desde el punto de vista capacitivo y computacional ofreciendo una latencia y un rendimiento siempre predecibles. XtremIO implementa una serie de servicios avanzados siempre “on-line” para la DRR (Reducción de datos) como la deduplicación y compresión sin impactos en el rendimiento. Un mecanismo exclusivo para la creación de copias de datos locales (snaps) permite de realizar copias eficientes a nivel del consumo de espacio.

 

EMC Modern Data Center XtremIO
EMC Modern Data Center XtremIO

VMAX All Flash: VMAX ha sido siempre el storage de referencia de la gama High-End y el nuevo VMAX AF (All Flash) hereda todas las funcionalidades de tipo RAS (fiabilidad,

En el VMAX AF, toda una serie de desarrollos arquitecturales y a nivel de software han sido implementados para asegurar que el array pueda aprovechar lo mejor posible la tecnología Flash tanto en lo que se refiere a un uso eficiente de los discos flash, al rendimiento y al mantenimiento de un siempre bajo tiempo de respuesta (RT). Un bajo RT es un aspecto clave de esta tecnología. Vale la pena recordar que no son los IOs que un array puede generar a dar valor al business, sino la posibilidad de mantener un bajo y constante RT. De un bajo tiempo de respuesta depende de la cantidad de trabajo que se puede hacer en un intervalo de tiempo dado.

En el siguiente diseño podemos notar las varias innovaciones tecnológicas específicamente implementadas en el VMAX AF

 

EMC Modern Data Center VMAX All Flash
EMC Modern Data Center VMAX All Flash

Estos desarrollos permiten además al VMAX AF de utilizar los discos flash lo menos posible. Como se sabe, los discos SSD “están hechos” para leer pero no para escribir, o,

El VMAX AF tiene una enorme cantidad de memoria. Para aprovechar esta memoria, el VMAX AF utiliza una serie de algoritmos que le permiten de mantener los datos el mayor tiempo posible en caché para dar la posibilidad que éstos puedan ser sobre-escritos reduciendo así el tiempo de respuesta y el número de escrituras hacia el backend.

En el caso del VMAX AF, todas las escrituras se realizan siempre en caché, así para las escrituras obtenemos un RT de unos 200-300 micro-segundos. En cuanto a las lecturas, depende de la carga de trabajo; generalmente alrededor del 50% serán hechas en caché (read hit) con una latencia de cerca 200-300 micro-segundos, mientras que para las restantes (read miss) habrá que acceder a los SSD –  cerca 1 milisegundo. De esta manera, teniendo en cuenta el valor medio de estos tiempos de acceso, podemos decir que un VMAX AF tendrá un RT de aproximadamente 0,5 milisegundos.

Un aspecto fundamental del VMAX AF es su fiabilidad. El VMAX AF ha sido diseñado como un arra de tipo Enterprise, con todas las más altas especificaciones de confiabilidad en modo de poder contar con tantos puntos DE NO fallo.

El VMAX AF es un array con la capacidad de escalar tanto verticalmente (scale-up) como horizontalmente (scale-out).

Rack-scale flash: DSSD es un nuevo segmento de mercado. DSSD es la primera implementación de un array basado en tecnología PCIe-NVMe. Para dar una idea lo que es DSSD, consideremos un array all-flash donde el tiempo de acceso es de alrededor de 1 milisegundo; DSSD permite en vez conseguir un RT del orden de 100 micro segundos!!

 

EMC Modern Data Center DSSD
EMC Modern Data Center DSSD

DSSD ha sido proyectado para casos de uso específicos, donde un rendimiento excepcional (10 millones de iops) y un RT muy bajo (100 micro segundos) pueden ofrecer importantes ventajas competitivas. Pensemos por ejemplo en aplicaciones como la detección de fraudes (fraud detection) donde cuanto antes se puede detectar una actividad fraudulenta, mayor será el ahorro en términos económicos y en términos de imagen. O aplicaciones como bases de datos que requieren un rendimiento similar a un “in-memory DB”.

Mientras que con una tecnología flash tradicional podemos analizar los datos con referencia a un momento determinado en el tiempo, con DSSD podemos analizar los datos mientras “algo ocurre”, es decir, un verdadero “real time analytics”.

Data Center Moderno = Modelo de Business Moderno

Volviendo a lo mencionado al principio del post, un centro de datos moderno debe implementar no sólo las tecnología más evolucionadas y más fáciles de utilizar, sino también aquellas más sencillas de configurar y comprar.

En este sentido, dentro del portfolio EMC All Flash, todos los array son software “all-inclusive”, o sea contienen ya todo el software necesario independientemente de la capacidad y una “maintenance” conocida para toda la vida útil del array. Todo ello ayuda a promover un mayor ciclo de vida de la solución.

 

EMC Modern Data Center Business Models
EMC Modern Data Center Business Models

Para concluir; ¿cómo podemos empezar el proceso de modernización del data center? Más importante aún, ¿cómo podemos hacerlo conociendo “a priori” cuáles serían los beneficios?

Data Center KPIs & FlashSessment

La mejor manera es tener una base, “una baseline” o fotografía actual de los KPI más importantes y utilizarlos come situación “AS-IS”.  Podemos después simular el “TO-BE” o situación futura para conocer los impactos de business, rendimiento, operaciones, etc que tendrá tal implementación.

EMC ofrece un servicio simple (y gratuito) llamado FlashSessment. Un FlashSessment es una evaluación de la infraestructura actual que mira a estudiar los array y las aplicaciones objeto de un refresh tecnológico con el propósito de cuantificar los beneficios en términos de performance, eficacia (alimentación, enfriamiento, espacio) y operatividad que se obtendrían adoptando una infraestructura Flash.

EMC Modern Data Center Flashsessments
EMC Modern Data Center Flashsessments

 

De esta manera, gracias a un FlashSessment, es posible contar con un proceso de propuesta completo útil para demostrar el valor de una solución EMC All Flash en la evolución hacia un centro de datos moderno.

 

EMC Modern Data Center Big Picture
EMC Modern Data Center Big Picture

 


Para mayor información:

El surgimiento del centro de datos moderno