Дизайн VDC. Расчет ресурсов и выбор архитектуры

Разделение на пулы ресурсов

После сбора всей первичной вводной информации первым шагом является группировка наборов данных и ИС в пулы, исходя из моделей угроз и требований регуляторов. Определяется вид разделения различных пулов – программно на уровне системного ПО или физически.
Примеры:
- Контур, обрабатывающий персональные данные, полностью физически отделен от остальных систем;
- Резервные копии хранятся на отдельной СХД.

При этом пулы могут быть с неполной независимостью, например, определяется два пула вычислительных ресурсов (процессорная мощность + оперативная память), которые используют единый пул хранения данных и единый пул ресурсов передачи данных.

Процессорная мощность

Абстрактные потребности в процессорной мощность виртуализованного ЦОД измеряется в количестве виртуальных процессоров (vCPU) и коэффициенте их консолидации на физических процессорах (pCPU). В данном конкретном случае 1 pCPU = 1 физическое ядро процессора (без учета Hyper-Threading). Количество vCPU суммируется по всем определенным пулам ресурсов (каждый из которых может иметь свой коэффициент консолидации).
Коэффициент консолидации для нагруженных систем получают эмпирическим путем, исходя из уже существующей инфраструктуры, либо при пилотной установке и нагрузочном тестировании. Для ненагруженных систем применяются «best practice». В частности, VMware называет средним коэффициентом 8:1.

Оперативная память

Общая потребность в оперативной памяти получается путем простого суммирования. Использование переподписки по оперативной памяти не рекомендуется.

Ресурсы хранения

Требования по ресурсам хранения получаются путем простого суммирования всех пулов по объему и производительности.
Требования по производительности выражаются в IOPS в сочетании со средним соотношением чтение/запись и при необходимости максимальной задержкой отклика.
Отдельно должны быть указаны требования по обеспечению качества обслуживания (QoS) для конкретных пулов или систем.

Ресурсы сети передачи данных

Требования по сети передачи данных получаются путем простого суммирования всех пулов пропускной способности.
Отдельно должны быть указаны требования по обеспечению качества обслуживания (QoS) и задержек (RTT) для конкретных пулов или систем.
В рамках требований к ресурсам сети передачи данных так же указываются требования по изоляции и/или шифрованию сетевого трафика и предпочтительным механизмам (802.1q, IPSec и т.д.)

Выбор архитектуры

В рамках данного руководства не рассматривается иной выбор, кроме архитектуры x86 и 100% виртуализации серверов. Поэтому выбор архитектуры вычислительной подсистемы сводится к выбору платформы серверной виртуализации, форм-фактора серверов и общих требований по конфигурации серверов.

Ключевым моментом выбора является определенность в использовании классического подхода с разделением функций обработки, хранения и передачи данных или конвергентного.

Классическая архитектура подразумевает использование интеллектуальных внешних подсистем хранения и передачи данных, в то время как серверы привносят в общий пул физических ресурсов только процессорную мощность и оперативную память. В предельном случае серверы становятся полностью анонимными, не имеющими не только собственных дисков, но даже системного идентификатора. В этом случае используется загрузка ОС или гипервизора с встроенных флэш носителей либо с внешней системы хранения данных (boot from SAN).
В рамках классической архитектуры выбор между лезвиями (blade) и стоечными (rack) осуществляется прежде всего из следующих принципов:
- Экономическая эффективность (в среднем стоечные серверы дешевле);
- Вычислительная плотность (у лезвий выше);
- Энергопотребление и тепловыделение (у лезвий выше удельное на юнит);
- Масштабируемость и управляемость (лезвия в целом требует меньше усилий при больших инсталляциях);
- Использование карт расширения (для лезвий очень ограниченный выбор).

Конвергентная архитектура (также известная как гиперконвергентная) предполагает совмещение функций обработки и хранения данных, что ведет к использованию локальных дисков серверов и как следствие отказу от форм-фактора классических лезвий. Для конвергентных систем используются либо стоечные серверы, либо кластерные системы, совмещающие в едином корпусе несколько серверов-лезвий и локальные диски.