Андрей Мушатенко Архитектура и преимущества объединенной вычислительной системы Cisco UCS

10 отличительных особенностей Cisco UCS

1. UCS – это не серверы. UCS – это система.

Мейнфреймы Phase 1 Консолидация и управляемость Эволюция архитектуры приложений Централизация Phase 2 Распределенная обработка Децентрализация Phase 3 Сервис- ориентированный ЦОД Виртуализация Эволюция архитектуры ЦОД

Cisco Unified Computing System – серверная система для ЦОД нового поколения Единая система, объединяющая Вычислительные ресурсы Сетевую инфраструктуру уровня доступа Управление комплексом Унифицированная фабрика Подключение серверов и виртуальных машин напрямую к центральному коммутатору фабрики Универсальный транспорт для передачи LAN, SAN и управления Гибкое распределение полосы пропускания, эффективное управление трафиком Интегрированное управление Рост масштабируемости без роста сложности Управление «один-ко-многим» (шаблоны, политики, профили, пулы) Возможность интеграции с партнерскими решениями

LAN Any IEEE Compliant LAN SAN B Any ANSI T11 Compliant SAN Mgmt SAN A Any ANSI T11 Compliant SAN Унифицированная вычислительная система Единая Логическая Система Внутренняя коммутация Подключение LAN Подключение SAN Блейд-серверы Стоечные серверы Единое управление на основе политик Мониторинг, локализация проблем и т.д.

2. UCS построен на базе универсальной фабрики

Mgmt Server Встраиваем управление Используем универсальный транспорт для всего IO Устраняем уровень коммутации в шасси – «виртуальная линейная карта» для подключения серверов Устраняем коммутацию на уровне гипервизора - «виртуальная линейная карта» внутри сервера для подключения VM Mgmt Чем отличается унифицированная фабрика UCS UCS: eдиная универсальная сетевая инфраструктура с единым управлением, общими политиками

Конвергентная фабрика UCS – объединение «вширь» Единая конвергентная фабрика на всю систему (сейчас 160 вычислительных узлов) Универсальный транспорт для реализации всех подключений серверов (управление + x LAN + y SAN) Простое кабелирование, один раз и навсегда (WOWA – Wire Once Walk Away) Сервер видит ровно столько и таких адаптеров, как требуется приложениям в данный момент Гибкое динамическое разделение полосы пропускания между разными типами трафика Средства управления качеством обслуживания (QoS)

Конвергентная фабрика UCS – объединение «вглубь» Вся система коммутируется парой центральных коммутаторов фабрики В шасси – их выносные линейные карты (Fabric Extender) – каждый сервер подключается к своему порту фабрики В серверах – их выносные линейные карты (Adapter-FEX) – каждый сервер имеет столько «своих» портов фабрики, сколько нужно В серверах – их выносные линейные карты (VM-FEX) – каждая VM подключается к «своим» портам фабрики Один хоп коммутации между сотнями физических и тысячами виртуальных серверов Нет необходимости конфигурировать конкретные порты – только общие профили и политики

Аппаратное обеспечение фабрики Cisco UCS Fabric Interconnect 6248 и или 96 универсальных портов (GE, 10GE, FC) «Мозг» и «сердце» всей системы - до 20 серверных шасси Модуль ввода-вывода выносная линейная карта Fabric Interconnect по 40G к каждому серверу, 80G к Fabric Interconnect-у Блейд-шасси Просто коробка для серверов Адаптер ввода-вывода 2x10G или 2x4x10G выносная линейная карта фабрики внутри сервера

UCS Фабрика Два 4x10 Gbps EtherChannel от VIC 1280 к модулю ввода-вывода 2208 Не требуется конфигурация Потоки трафика балансируются между линками Конкретный поток – до 10Gb Поддерживается Fabric Failover Два 4x10 Gbps EtherChannel от VIC 1280 к модулю ввода-вывода 2208 Не требуется конфигурация Потоки трафика балансируются между линками Конкретный поток – до 10Gb Поддерживается Fabric Failover Адаптер Блейд-сервер Бэкплейн Fabric Extenders Fabric Interconnects До 160G на шасси До 80G на серверный слот

3. Система управления интегрирована в UCS

Чем отличается управление блейд-инфраструктурой UCS Mgmt Точки управления для традиционных серверов: Модули управления на каждом шасси Коммутаторы LAN, SAN в каждом шасси (кто за них отвечает?) Коммутаторы LAN, SAN уровня агрегации Cистемы конфигурирования и мониторинга Каждый сервер (BIOS, iLO/DRAC.., SMH, HBA utils, NIC utils, RAID utils, возможно vSwitch и т.д.) Точка управления всей инфраструктурой UCS – одна (отказоустойчивый кластер) При применении высокоуровневой системы управления ИТ все функции делегируются «наверх»

Интегрированное управление UCS Единое управление всей системой (до 160 серверов и вся LAN/SAN инфраструктура) из одной точки Физические серверы не являются объектом конфигурирования – они всего лишь часть ресурсного пула Конфигурируются общие политики, шаблоны, профили – «повторно используемые», тиражируемые элементы Минимизация рисков при настройке, развертывании, тиражировании, масштабирование «по щелчку» XML API для интеграции в системы управления – вся функциональность доступна высокоуровневым системам управления (BMC, CA, IBM, EMC, Microsoft, HP,...)

UCS Manager Обладая серьезной функциональностью, UCS Manager при этом: Не требует отдельного сервера, СУБД, ОС и лицензий на них – он часть UCS; Не требует инсталляции и настройки – просто включите систему и задайте IP-адрес; Обладает встроенной отказоустойчивостью; Имеет эффективные и простые средства резервного копирования конфигурации; Обновляется несколькими «кликами»; Делегирует весь свой функционал «наверх» через открытый XML API; Стоит $0.00.

4. UCS управляется на основе абстракций: политик, профилей, шаблонов

Базовые понятия концепции управления Cisco UCS Политика –Набор правил и параметров, описывающих поведение и характеристики системы. Задается один раз, применяется к любому количеству серверов –Например: политика загрузки, версии прошивок, уровень RAID, QoS и т.д. Пул ресурсов –Пулы идентификаторов (UUID, MAC, WWNN, WWPN) –Серверные пулы (заполняются вручную или автоматически) Шаблон –Тиражируемый набор параметров и конфигураций, использует конкретные политики и пулы ресурсов –Шаблон интерфейса ввода-вывода (vNIC, vHBA) –Шаблон сервисного профиля Сервисный профиль –Конфигурация конкретного логического сервера с конкретными идентификаторами; как правило, порождается из шаблона –Ассоциируется с физическим сервером, определяет его характеристики –При этом: мобильный, переносимый

Пулы ресурсов UUID MAC/WWN Серверы Политики Порядок загрузки Прошивки QoS RAID Шаблоны VNIC VHBA Шаблоны Service Profile Сервисный профиль ESX-1 Сервисный профиль ESX-2 Сервисный профиль ESX-N... Подключения VLAN VSAN Pin Groups Управление UCS: «конструирование системы»

Сервисный профиль - «мобильная» «тиражируемая» конфигурация сервера Это то, что в обычный сервер «намертво» прошивают на заводе –UUID –MAC, WWN Плюс то, что Вы задаете на этапе закупки (как правило навсегда) –Тип и количество адаптеров ввода-вывода Плюс все то, что Вы обычно настраиваете на физическом сервере –Настройки BIOS, RAID, порядок загрузки; –Прошивки на всех компонентах; –Настройки адаптеров ввода-вывода – NIC и HBA; –Политики управления энергопотреблением; –Адрес контроллера удаленного управления; –и т.д. и т.п. Плюс то, что Вы настраиваете в сетевой инфраструктуре уровня доступа –VLAN-ы, параметры QoS и т.д. для портов LAN –VSAN-ы для коммутаторов FC

Реализация Stateless Computing Свойства сервера не привязаны к конкретному оборудованию Не только идентификаторы сервера, но и все его настройки и параметры внешних подключений Прозрачная мобильность серверов Мобильность как внутри одной системы UCS, так и между системами Динамическое развертывание «Создание» нужного количества серверов с нужными характеристиками по запросу Интеграция со сторонними системами управления SAN LAN Chassis-1/Blade-5 Chassis-9/Blade-2 Server Name: LS-A UUID: 56 4d cd 3f 59 5b 61… Параметры BIOS Прошивки компонентов Число и хар-ки NIC/HBA (MAC 08:00:69:02:01:FC VLAN 4 WWN VSAN 1) Boot Order: CD, SAN, LAN

5. Архитектура управления UCS позволяет разворачивать, обслуживать и масштабировать ферму серверов как один объект

Если серверов много? В сервисном профиле много параметров, при этом: –Вы практически никогда не задаете настройки сервиcного профиля напрямую и вручную Вы ссылаетесь на единожды заранее созданные: –Пулы идентификаторов; –Политики; –Шаблоны адаптеров ввода-вывода; Если Ваши серверы – часть одной фермы –Вы конфигурируете их один раз, неважно, сколько у Вас серверов; –Для этого есть шаблоны и процедура тиражирования (один клик); –Вы вообще никак не настраиваете физические серверы – просто заносите их (чаще всего автоматически в соответствии с критериями) в нужный пул, они автоматически получат все необходимые настройки в процессе ассоциации; –Если необходимо изменить конфигурацию всех серверов в ферме – Вы делаете это в одном месте и один раз.

Разворачивание, обслуживание и масштабирование ферм серверов Шаблон сервисного профиля Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Server NameUUID Boot Order Boot Parameters WWN/WWPN MAC Address SAN Attributes LAN Attributes Кардинальное отличие UCS – управление «один-ко-многим»; Серверная ферма настраивается в одном шаблоне – один объект для управления десятками серверов и их подключениями Масштабирование «по щелчку» Массовое изменение аппаратной конфигурации

6. UCS хорошо масштабируется не только «внутри», но и целыми системами. В одном ЦОД или в нескольких.

Несколько UCS систем управляются как одна Несколько вариантов масштабирования «системами»: Конфигурация одной системы UCS всегда может экспортироваться и использоваться в качестве эталонной для других систем UCS Central – централизованное средство управления несколькими UCS системами в одном или нескольких ЦОД В качестве «менеджера менеджеров» могут выступать промышленные высокоуровневые системы управления от BMC, CA, HP, IBM, EMC, Microsoft и т.д., интегрированные с UCS XML API Всегда есть возможноcть использовать open source или собственные разработки

7. Решения, заложенные в UCS, позволяют эффективно отводить тепло и управлять энергопотреблением

Эффективная архитектура охлаждения шасси Беспрепятственный продув воздуха через большую часть поперечного сечения шасси Минимальные затраты энергии на прокачку воздуха Эффективный съем тепла с самых энергоемких компонентов, поддержка топовых процессоров и максимального объема памяти Дополнительно: развитые средства ограничения энергопотребления на основе политик, профилей и приоритетов нагрузки

Управление энергопотреблением на основе групповых политик и приоритетов Администраторы ЦОД задают групповые пределы энергопотребления –Групповой предел определяется как правило возможностями автоматов и PDU –Ограничение энергопотребления задается на группу в целом Серверные администраторы задают приоритеты –Сервисный профиль определяет относительный приоритет задачи UCS Manager управляет энергопотреблением конкретных физических серверов –Руководствуясь приоритетами и гарантируя, что групповые ограничения будут выполнены Единая точка управления Power Group 1 Power Group 2 Power Group 3 Power Group 5 Power Group 4

8. Блейд-серверы UCS – серверы «без компромиссов»

B420 M3 До 4x Xeon E слотов DIMM, до 1,5TB RAM До 160G ввода-вывода B230 M2 До 2x Xeon E слота DIMM До 80G ввода-вывода 2 hot-swap диска 8 серверов на 6U B440 M2 До 4x Xeon E слота DIMM, до 1ТВ RAM До 160G ввода-вывода B200 M3 2x Xeon E (до 2,9Ghz 8c) 24 слота DIMM (до 768 GB RAM) До 80G ввода-вывода Серверная система Cisco UCS. Блейд-серверы B22 M3 До 2x Xeon E До 80G ввода-вывода

«Рабочая лошадка» - блейд-сервер B200 M3 Два 8-ядерных процессора Intel Xeon E5 (включая E ,9GHz) 24 модуля памяти DIMM (до 768GB) Два слота для установки адаптеров ввода-вывода – возможность отказоустойчивости на уровне чипов До 80G ввода-вывода (чип с поддержкой 80G – по умолчанию) Два диска с горячей заменой (SAS, SSD) внутренний Flash и USB 8 серверов в шасси 6U

С260 M2 2x Intel Xeon E7 До 1ТБ RAM, 64 DIMM 2RU С460 M2 До 4x Intel Xeon E7 До 2ТБ RAM, 64 DIMM 4RU С220 M3 До 2x Intel Xeon E До 512 GB RAM 4 LFF или 8 SFF дисков 1RU Кстати. В составе UCS могут работать и стоечные серверы С240 M3 До 2x Intel Xeon E слота DIMM (до 768GB) 24 SFF или 12 LFF дисков 2RU Все вышесказанное (единая фабрика, управляемость, масштабируемость) относится в полной мере и к стоечным серверам Cisco UCS C-серии С24 M3 До 2x Intel Xeon E SFF или 12 LFF дисков 2RU С22 M3 До 2x Intel Xeon E SFF или 4 LFF дисков 1RU

9. Cisco UCS отлично интегрируется с best-of-breed решениями в индустрии

ОС, системное и прикладное программное обеспечение Взаимное тестирование и сертификация Совместные центры компетенций, возможности сайзинга инфраструктуры приложений Референсные архитектуры, рекомендации Программа Cisco Validated Design – подробное описание совместных решений, конфигураций, с предсказуемыми характеристиками

Высокоуровневые системы управления ИТ- инфраструктурой Интеграция систем управления ИТ с опубликованным UCS XML API Возможность разворачивать, масштабировать и осуществлять мониторинг аппаратной серверной инфраструктуры непосредственно из высокоуровневой системы управления Сведение практически всех задач по управлению ИТ в одну систему по выбору Заказчика (включая управление несколькими UCS системами) Построение законченных решений, включающих в себя порталы самообслуживания, системы оркестрации, управления аппаратным и программным обеспечением

Производители систем хранения данных Взаимное тестирование и сертификация решений Создание референсных архитектур и рекомендаций Поддержка программы Cisco Validated Design и аналогичных программ со стороны партнеров Возможности кооперативной поддержки Создание, поддержка и продвижение совместных решений в области «ЦОД нового поколения», «облачная инфраструктура» Комплексные интегрированные решения для построения ИТ- инфраструктур

Предсказуемость и гарантия SLA Простота планирования Упрощенное масштабирование Эффективное управление Комплексная безопасность

Вычисления: Cisco UCS B-серия Сеть: Cisco Nexus/MDS Хранение: EMC VNX или Symmetrix V-Max Виртуализация: VMware vSphere Управление: EMC Ionix Unified Infrastructure Manager 39 Протестированная преинтегрированная платформа. На единой поддержке

Комплексное решение совместно с компанией NetApp; Ориентировано на использование VMware vSphere; сертифицированы и другие гипервизоры или bare-metal ОС; Открытая платформа для интеграции с высокоуровневыми системами управления (рекомендуемая – BMC CLM - Cloud Lifecycle Manager); Совместная поддержка

Сеть и вычисления – Cisco Хранение – NetApp или EMC Ориентировано на использование Microsoft Hyper-V Платформа управления – Microsoft System Center –Интеграционные пакеты Cisco UCS для Operations Manager и Orchestrator Совместная поддержка

10. Cisco UCS – инновационная, но при этом зрелая и успешная платформа

UCS – инновационная, но при этом «зрелая» архитектура UCS был представлен в 2009 – более 3-х лет назад –уже далеко не возраст «детских болезней» и «первых граблей» За это время выпущено 3 поколения серверов –(да, конечно, поколения «диктуются» вендорами процессоров) За это время было выпущено 2 поколения фабрики –вчетверо увеличена пропускная способность ввода-вывода сервера –вдвое увеличена плотность и производительность фабрики –(при этом блейд-корзина осталась неизменной, полностью обеспечена совместимость) Cisco – один из явных лидеров рынка блейд- серверов –Gartner Magic Quadrant: Cisco – в квадрате «лидеры» –IDC: Cisco – уже более года 3 блейд-вендор в мире, 2 в США; –единственный вендор, стабильно и заметно наращивающий рыночную долю в последние годы –(при том что этот рынок – ключевой, фокусный и приоритетный для всех игроков)

Положение UCS на рынке блейд-серверов x86 Source: 1 IDC Worldwide Quarterly Server Tracker, Q2 2012, August 2012, Revenue Share Продажи блейд-серверов x86 в мире, Q Продажи блейд-серверов x86 в Cеверной Америке, Q UCS #2 with 21.8% UCS #3 with 15.2% UCS #2 with 21.9%

В заключение

10 отличий Cisco UCS UCS – это не серверы, а система Универсальная фабрика Интегрированное управление Управление на основе абстракций: шаблонов, профилей, политик Развертывание, конфигурирование и масштабирование фермы серверов как одного объекта Масштабируемость целыми комплексами Интеллектуальная энергоэффективность Серверы без компромиссов Интеграция с «best-of-breed» решениями Инновации плюс зрелость

Спасибо!