De infraestructura física al Cloud Computing

De infraestructura física al Cloud Computing

Hace varios años ya, nuestros Datacenter estaban llenos de servidores físicos, ocupando una gran cantidad de espacio, energía y esfuerzo para su administración.  En dicha situación, teníamos plataformas que eran muy costosas, poco flexibles y muy poco escalables.  Debemos recordar aquí que buena parte de la información era almacenada en los discos locales de cada servidor, o en el mejor de los casos en Storage conectados directamente a los servidores (DAS)

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Para enfrentar estas limitaciones, hace ya casi 15 años hizo su aparición la virtualización, liderada por VMware, donde se solucionaron muchos de los problemas que estaban aquejando a los Datacenter, como el uso excesivo de espacio, energía, enfriamiento, etc., proveyendo además una plataforma altamente flexible, escalable y a un costo más acotado.

Uno de los cambios que se produjeron con la aparición de la virtualización, fue la fuerte introducción de tecnologías de almacenamiento compartido (SAN y NAS), que ofrecían almacenamiento centralizado para un conjunto de servidores, en este caso para hosts ESX/ESXi.

El problema actual

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Si bien la virtualización junto con el almacenamiento compartido solucionó grandes problemas presentes en los Datacenter, también introdujeron otras complicaciones.

• En primer lugar, las tecnologías de almacenamiento compartido introdujeron una mayor complejidad en la administración, siendo un componente que se debía administrar en forma separada de la plataforma de servidores.
• Por otro lado, estas soluciones, si bien se ofrecen en opciones con distintos niveles de precio, tienden a ser una tecnología costosa no solo al momento de adquirirla, sino también a la hora de crecer en el tiempo.
• Adicionalmente, debido a que la mayoría de los arreglos de Storage incluyen un número limitado de Storage Controllers, con una limitada capacidad para escalar, esta tecnología introduce cuellos de botella potenciales en las operaciones de I/O.
• Finalmente, debemos recordar que las soluciones de almacenamiento compartido no fueron concebidas inicialmente para infraestructuras de virtualización y de Cloud, siendo más soluciones de uso general.  Esto lleva a que se presenten problemas de performance en algunas ocasiones, ya que estas soluciones no fueron pensadas para los altos niveles de IOPS requeridos hoy en día, con la masificación de la virtualización para servicios críticos (Oracle, SQL, SAP, Exchange, etc.), y especialmente con la aparición de la virtualización de escritorios.
  Si bien los fabricantes de estas soluciones han ido mejorando sus diseños con el objetivo de lograr la performance deseada, especialmente con la introducción de discos de estado sólido (SSD), esto a la vez ha llevado que esta soluciones sean cada vez más costosas, y con un mayor nivel de complejidad.

Debemos recordar que, en una solución de Storage tradicional, la administración se realiza utilizando LUNs y RAID groups, lo que hace muy difícil la provisión optima y eficiente del almacenamiento en ambientes virtuales, introduciendo además desafíos en el monitoreo y gestión de la performance por cada MV separada. 

En resumen, mientras la virtualización ha revolucionado la capa de computo (servidores), no se ha logrado obtener todos los beneficios de la virtualización, debido a que toda la infraestructura virtual o de Cloud Computing aun depende de una infraestructura de almacenamiento legacy, que no ha sido diseñada específicamente para soportar la virtualización.

La solución de Nutanix

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Con esto en mente, Nutanix lanzó en 2011 su primera solución de Computo y Almacenamiento convergente, diseñada especialmente para plataformas virtuales.  Nutanix ofrece una solución que resulta bastante simple, muy flexible, fácil de escalar en el tiempo, y con un costo competitivo respecto a las soluciones tradicionales.

Soluciones como Nutanix y VSA de VMware entran dentro de lo que se denomina Software Defined Storage (SDS), permitiendo abstraerse de los recursos de almacenamiento, eliminando la dependencia de hardware propietario.
Del mismo modo, a diferencia de una solución de almacenamiento tradicional, donde toda la gestión está centrada en arreglos de discos, volúmenes, etc., con soluciones como Nutanix la gestión del almacenamiento se realiza a nivel de MV, permitiendo una gran granularidad en la administración y monitoreo del almacenamiento.

Arquitectura de Nutanix

La arquitectura de Nutanix está basada en los mismos principios de diseño que poseen los Datacenter más grandes del mundo, como los de Google, Facebook o Amazon.  Estos Datacenters desecharon los diseños con arquitectural tradicionales, optando por un modelo altamente distribuido, el cual fue implementado en clusters utilizando hardware commodity.  Este diseño incluye la convergencia de los recursos de cómputo y almacenamiento, eliminado la complejidad de las redes de storage.

Del mismo modo, la plataforma de computo virtual de Nutanix provee de tecnología convergente para los recursos de cómputo y almacenamiento, en un único sistema integrado.  Múltiples nodos y bloques Nutanix pueden ser integrados en un clúster para alcanzar escalas masivas.

Consideremos por un momento una solución tradicional con un arreglo de storage centralizado.  Este arreglo fue diseñado para alta performance, combinando discos HDD con discos SSD, lo cual eleva bastante los costos.  Ahora, una solución como esta puede proveer de una gran performance, pero finalmente está limitada por la red SAN-implementada (FC, iSCSI, FCoE, etc.), transformándose esta última en un factor determinante a la hora de lograr la performance deseada, pudiendo incluso volverse un cuello de botella, donde no se obtiene la performance deseada, aun cuando el arreglo cuenta con recursos suficientes.

Nutanix, y otras soluciones similares, ofrecen entonces algo totalmente distinto.  En este caso, los recursos de almacenamiento están directamente conectados a cada nodo, es decir cada nodo tiene un conjunto de discos conectados directamente, obteniendo de ellos la máxima performance, eliminando el cuello de botella de una red SAN.

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Nutanix se ofrece básicamente como un Appliance de 2U de tamaño, denominado como Bloque, que puede contener hasta 4 nodos (por ejemplo 4 hosts ESXi).  Cada nodo, dependiendo del modelo, puede contar con:

• 1 o 2 CPU, según modelo.
• Hasta 256GB en RAM, capacidad según modelo.
• Hasta 2 discos SSD, capacidad según modelo. (Para Hot Data y logs)
• Hasta 6 discos HDD, capacidad según modelo. (Para Cold Data)

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Nota: Un cluster Nutanix requiere como mínimo 3 nodos.

Si quieren ver las especificaciones de cada modelo, lo pueden ver en el siguiente link:

http://www.nutanix.com/the-nutanix-solution/tech-specs/

Nutanix basa su solución en su Nutanix Distributed File System (NDFS), que, como su nombre lo dice, es un sistema de archivos distribuido, diseñado especialmente ambientes virtualizados, siendo compatible actualmente con VMware, Hyper-V y KVM.  Esto de paso elimina completamente la necesidad de contar con almacenamiento compartido, manteniendo además todas las funcionalidades ofrecidas por las soluciones de virtualización.

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