Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
Международный научно-исследовательский журнал публикации ВАК
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №9 (май) 2014
Разделы: Информационные технологии
Размещена 08.02.2014. Последняя правка: 10.02.2014.

Облачная инфраструктура предприятия

Кауфман Евгений Андреевич

NVision Group, НГТУ

Стажер-инженер

Юн Светлана Геннадиевна - канд. техн. наук, доцент, НГТУ, РФ, г. Новосибирск, Новокрещенов Николай Сергеевич - рук-ль направления СХ и ОД, NVision Group, г. Новосибирск


Аннотация:
Описание организации облачной инфраструктуры предприятия и выделение главных критериев оценки систем входящих в структуру


Abstract:
Description of the organization of the enterprise cloud infrastructure and highlighting the main criteria for assessing the systems included in the structure


Ключевые слова:
Облачная инфраструктура, ЦОД, виртуализация

Keywords:
Cloud infrastructure, data center, virtualization


УДК 005

Облачную инфраструктуру предприятия на данный момент можно организовать тремя способами:

1). Взять в аренду (программы, инфраструктуру, платформу);

2). Построить собственный ЦОД у себя на предприятии;

3). Комбинированное использование ресурсов – аренда + собственные  вычислительные мощности.

В данной статье я рассмотрю второй вариант построение облачной платформы предприятия и методику построения основных частей облачной инфраструктуры. Собственное облако на предприятии классифицируется, как частное.

 

рис.1. Общая схема частного облака

В данное время при построении любого ЦОД используется виртуализация серверов. Виртуализация является одной из основополагающих частей любого центра обработки данных, позволяет организовать беспрерывность работы ПО на физических серверах и его резервирование, что является важнейшими критериями для любой ИТ-инфраструктуры.

Инфраструктуру любого ЦОД можно разделить на следующие составляющие:

  1. Вычислительная инфраструктура ЦОД
  2. Сетевая инфраструктура ЦОД
  3. Инженерное обеспечение ЦОД
  4. Серверная виртуализация
  5. Виртуальные рабочие столы
  6. Тонкие клиенты
  7. Кластерные системы

В данной статье я рассмотрю 1, 2, 4, 5 и 6 пункты.

 

Вычислительная инфраструктура ЦОД

Вычислительным ядром центра обработки данных являются серверные платформы. Критериями выбора серверных платформ являются:

  • производительность;
  • отказоустойчивость;
  • управляемость;
  • масштабируемость;
  • энергоэффективность;

Серверы в ЦОД можно классифицировать по нескольким параметрам:

По назначению:

  • серверы представления, обеспечивающие пользовательский интерфейс для серверов приложений;
  • серверы приложений, поддерживающие работу корпоративных информационных систем и баз данных;
  • серверы ресурсов, отвечающие за хранение данных для серверов приложений;
  • серверы ресурсов, отвечающие за хранение данных.

По процессорной архитектуре:

  • стандартная архитектура (x86 и x64, основные производители Intel и AMD);
  • RISC архитектура (POWER - производитель IBM, SPARC - производители Fujitsu и Sun);
  • IA64 Itanium - производитель Intel.

По форм-фактору:

  • башня (Tower), сейчас в ЦОДах  практически не встречается;
  • стоечная (Rack) – для установки в стандартную серверную стойку;
  • сервера-лезвия (blade) – для плотного размещения в специальном шасси;
  • кабинет - большие многопроцессорные сервера и мэйнфреймы.

рис.2. Структурная схема стандартной вычислительной инфраструктуры

 

Сетевая инфраструктура ЦОД

Системы хранения и обработки данных – одна из важнейших составляющих корпоративной ИТ-инфраструктуры. Эффективная работа современных бизнес-приложений немыслима без надежного фундамента, на котором строится центр обработки данных (ЦОД). Одним из строительных блоков этого фундамента является сетевая инфраструктура. Подход к её построению должен обеспечивать должный уровень таких качественных параметров как:

  • надежность;
  • безопасность;
  • производительность;
  • управляемость;
  • масштабируемость.

Требования к сетевой инфраструктуре:

  • виртуализация систем хранения данных;
  • интеграция с внешними сетями;
  • управляемость сетевой инфраструктуры;
  • безопасность, защита данных;
  • производительность и масштабируемость.

 

рис.3. Типовая структура сети ЦОД

 

Компонент

Состав

Функциональное назначение

Ядро

ЦОД

Производительные резервируемые коммутаторы

Высокоскоростная передача данных между всеми компонентами ЦОД

Модуль

ЦОД

Резервируемые коммутаторы

Прямое подключение серверов и сетей хранения; агрегирование трафика на вышестоящие уровни; управление сетевым взаимодействием

Модуль

сервиса

Устройства безопасности,

балансировки нагрузки, оптимизации потоков данных

Межсетевое экранирование; защита от атак на всех уровнях; прочие сервисные функции (по мере необходимости)

Модуль

интернет

Резервированное оборудование периметра сети маршрутизаторы, межсетевые экраны)

Стык с внешними сетями, резервирование каналов связи с внешними сетями

Модуль

управления

Серверы и устройства управления

Управление инфраструктурой ЦОД,

инцидентами безопасности

табл.1. Описание сетевой инфраструктуры ЦОД

 

Серверная виртуализация

Виртуализация серверов – технология, позволяющая запустить несколько виртуальных серверов в рамках одного физического сервера. Виртуальные машины или серверы представляют собой приложения, запущенные на хостовой операционной системе, которые эмулируют физические устройства сервера. На каждой виртуальной машине может быть установлена операционная система, на которую могут быть установлены приложения и службы. Серверная виртуализация применяется для консолидации серверов, разработки и тестирования программных продуктов, образовательных систем. Решения серверной виртуализации начального уровня используются обычно для отделов разработки/тестирования; среднего уровня - для web-портала, кластеров почты и баз данных, дополнительных серверов к «реальным» в кластере; верхнего уровня - для полноценных центров обработки данных, web-порталов, кластеров.

рис.4. Типовое решение серверной виртуализации

Расчет экономической эффективности использования решения приводится на основе предварительного анализа существующей инфраструктуры и включает в себя стоимость эксплуатации ИТ-инфраструктуры как с использованием технологии виртуализации, так и в «классическом» виде. Экономия до 85% достигается за счет:

  • сокращения расходов на серверную комнату – снижение темпов роста серверного парка позволяет эффективней использовать серверные помещения;
  • сокращения расходов на электроэнергию, потребляемую серверами и системой охлаждения;
  • сокращения затрат на лицензии ОС Windows –возможность использования процессорных лицензий для нескольких виртуальных систем на одном сервере.

 

рис.5.Общая стоимость владения (ТСО) за 3 года

Виртуальные рабочие столы

Виртуализация рабочих мест – современная технология повышения эффективности использования ИТ-ресурсов организации. Создание виртуальных рабочих столов для персонала компании позволяет повысить надежность и безопасность рабочих мест сотрудников, сократить расходы на поддержку парка персональных компьютеров, сократить нагрузку на отдел технической поддержки. Применение виртуализации рабочих мест наиболее эффективно в организациях с возможностью стандартизировать рабочие места. Например, с большим количеством сотрудников, выполняющих однотипные задачи:

  • организации финансового сектора;
  • предприятия розничной торговли (преимущественно сетевые);
  • госструктуры по работе с физлицами;
  • call-центры;
  • образовательные учреждения;
  • складские организации.

Начальный уровень:

  • начальный уровень ПО, включающий только основной функционал;
  • текущие пользователи преимущество продолжают работать по старому – системой пользуются только новые сотрудники.

Средний уровень:

  • расширенные редакции ПО, позволяющие оптимизировать высокие нагрузки на решение и автоматизировать типовые действия;
  • все пользователи мигрируют в новое решение со старыми ПК в качестве клиентов, новые сотрудники начинают работать сразу с тонкими клиентами.

Максимальный уровень:

  • максимальные редакции ПО, включающие специфический функционал и дополнительные возможности по сопровождению рабочих мест;
  • весь парк ПК заменяется на тонкие клиенты, моментально сокращая расходы на их поддержку и снижая нагрузку на отдел поддержки.

Традиционный метод создания новых рабочих мест приводит к:

 

  • неэффективному наращиванию лишних вычислительных мощностей;
  • увеличению нагрузки на персонал отдела поддержки;
  • увеличению энергопотребления.

 

рис.6. При использовании стандартных ПК

 

Виртуализация рабочих столов позволяет:

  • повысить надежность и безопасность рабочих мест сотрудников;
  • сократить расходы на поддержку парка ПК;
  • повысить уровень порядка рабочих мест;
  • сократить нагрузку на отдел технической поддержки.

 

рис.7. При использовании виртуальных машин

Применение технологии виртуализации рабочих столов позволяет добиться значительного повышения использования ИТ-ресурсов организации, как аппаратных, так и человеческих. При рассмотрении примера по организации 100 рабочих мест за период, соответствующий сроку жизни оборудования, в денежном выражении расчеты показывают более 50% экономии.

Рис.8. Показатели экономической эффективности ВРС

 

Тонкие клиенты

«Тонкие» клиенты – устройства, позволяющие при использовании терминальных решений (Microsoft, Citrix) организовывать экономичные и отказоустойчивые рабочие места. Простота устройств позволяет эффективно использовать их в сложных условиях, а экономичность и нетребовательность к обслуживанию – добиться сокращения расходов на техническую поддержку парка персональных компьютеров. Применение «тонких» клиентов возможно совместно с терминальными решениями, в качестве клиентских устройств для решений VDI (VMware, Citrix), в качестве web-служб, как «киоск» или рабочее место сотрудника, использующего только web-службы.

 

 

рис.9. Варианты решений с использованием ТК

 

При описании всех составляющих инфраструктуры ЦОДа были выделены критерии и параметры, по которым их можно будет в последующем подбирать и классифицировать.

Библиографический список:

1. Организация удаленных рабочих мест [Электронный ресурс]. URL:http://www.vmgu.ru (Дата обращения: 15.01.2014)
2. Облачные технологии [Электронный ресурс]. URL:http://www.ixbt.com (Дата обращения: 10.01.2014)
3. Виртуальные рабочие места и ТС [Электронный ресурс]. URL:http://www.thg.ru (Дата обращения: 13.01.2014)




Рецензии:

8.02.2014, 10:06 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: "В следующей статье я рассмотрю последние два пункта." - убрать. После исправления рекомендуется к печати.



Комментарии пользователей:

10.02.2014, 10:20 Кауфман Евгений Андреевич
Отзыв: Исправлено.


Оставить комментарий


 
 

Вверх