Computação do data center
Os avanços na virtualização de componentes de infraestrutura permitem que a equipe ative rapidamente sistemas e aplicativos conforme necessário para atender às demandas. Por exemplo, os ambientes de hipervisor isolam os recursos de computação e memória usados pela máquina virtual (máquina virtual, VM) (VMs) dos recursos do hardware bare-metal. Os sistemas de contêiner fornecem sistemas operacionais virtuais para execução do aplicativo. Tanto as VMs quanto os aplicativos em contêineres são portáteis e podem ser executados no local ou em uma nuvem pública, conforme necessário.
Embora máquina virtual (máquina virtual, VM) e aplicativo permitam entrega mais rápida de infraestrutura e aplicativo, a edge computing resolve um problema diferente e move recursos de computação para a borda onde residem os dados, reduzindo assim os problemas de latência e largura de banda que ocorrem no transporte.
Um dos principais casos de uso que a computação de ponta resolve é o processamento de dados gerados pela Internet remota das coisas . Aplicativos em tempo real, como processamento e análise de vídeo usados em carros autônomos e robótica, precisam de processamento feito próximo à borda. Surgiram micro centros de dados distribuídos e unidades compactas. Essas unidades coletam, processam, analisam e armazenam dados próximos ao dispositivo de borda que coleta os dados e necessitam do resultado da análise em tempo real.
Os microprocessadores que conhecemos hoje, que contêm diversas Unidades de Processamento Central (CPU) em um único chip, percorreram um longo caminho desde sua invenção no início da década de 1970. Com o tempo, a velocidade de processamento da Unidade de Processamento Central de uso geral (CPU) aumentou e se beneficiou da lei de Moore, que previa a duplicação do número de transistores em um microchip a cada dois anos. Mas a estrutura da Unidade de Processamento Central (CPU) pode não ser adequada para algumas tarefas.
Com o surgimento da inteligência artificial (IA) e do machine deep learning, constatou-se que as unidades de processamento gráfico (GPUs) podem ser 250 vezes mais rápidas que a Unidade de processamento central (CPU) no treinamento da rede neural de deep learning. Sua estrutura os torna mais eficientes do que as unidades centrais de processamento de uso geral (Unidade de processamento central (CPU)) para algoritmos que processam grandes blocos de dados em paralelo.
Armazenamento do data center
Armazenar dados – próprios e de seus clientes – é uma parte essencial das funções de um centro de dados. À medida que o armazenamento se torna mais barato e mais eficiente, o uso de backups locais e remotos torna-se mais comum, aumentando ainda mais o armazenamento de dados.
os proprietários do centro de dados possuem planos de recuperação de desastres para recuperar dados perdidos. As técnicas de backup incluem salvar dados em um meio físico e, em seguida, armazenar os dados local ou remotamente, transferir diretamente os dados para outro site ou fazer upload dos dados para a nuvem. Por exemplo, os dados são frequentemente distribuídos entre vários centros de dados fisicamente separados. Dessa forma, se um centro de dados for comprometido por um incêndio florestal, terremoto ou outro desastre natural, as informações perdidas poderão ser restauradas a partir do conteúdo do backup do centro de dados.
Os avanços nas tecnologias de armazenamento de dados como SDS (armazenamento definido por software), NVMe e NVMe-oF estão mudando a forma como o centro de dados armazena, gerencia e usa os dados. O gerenciamento de dados por meio de abstração de software (SDS) permite a automação e reduz os custos de gerenciamento dos dados.
NVM Express (NVMe) e Solid State Drives (SSD) estão substituindo os discos giratórios legados e as interfaces SATA e SAS usadas para acessá-los com menor latência e melhor desempenho. Embora o NVMe se aplique a interfaces PCI Express em um sistema de armazenamento, o NVMe sobre fibra permite que um computador acesse um dispositivo de armazenamento em nível de bloco conectado a outro computador por meio de acesso remoto direto à memória pela rede. Isso permite que as organizações criem redes de armazenamento de alto desempenho com latências muito baixas.
Redes do data center
Os requisitos de largura de banda do centro de dados são determinados pelo aplicativo e pelo número de sistemas internos e externos e de usuários conectados à rede. Os picos precisam ser monitorados em redes de área de armazenamento (SANs), redes de áreas locais (LANs), links externos e de Internet usando ferramentas de monitoramento para avaliar quando é necessária uma mudança para o próximo circuito de tamanho, por exemplo, quando atinge 50% da capacidade regularmente. .
Gargalos no fluxo de tráfego podem ocorrer em qualquer ponto de conexão. Em particular, os gerentes devem garantir que firewall, balanceadores de carga, IPS e WAFs possam suportar os requisitos gerais de rendimento. Para conectividade WAN, os gerentes devem planejar largura de banda suficiente para suportar picos ocasionais de tráfego para garantir que as demandas de voz e vídeo, acesso à Internet e requisitos de serviço MPLS e SD-WAN sejam atendidos. Largura de banda é uma pequena despesa a pagar em comparação com uma má experiência do usuário.
Uma arquitetura de rede do centro de dados é uma topologia de rede baseada em árvore composta por três camadas de switches de rede. O acesso é a camada mais baixa onde os servidores se conectam a um switch de borda.
A camada agregada é uma camada de nível médio que interconecta vários switches da camada de acesso. Os switches da camada agregada são conectados entre si por switches da camada central de nível superior. Uma prática comum é implantar firewall, balanceadores de carga e placas de aceleração de aplicativos em switches aqui.
Os switches da camada central conectam o centro de dados à Internet. Os switches principais têm alta capacidade de comutação e podem lidar com picos de tráfego. Para minimizar o número de endereços de servidores individuais que os switches principais precisam lidar, os switches principais roteiam o tráfego para lotes ou pods, codificando pacotes de dados de tal forma que o núcleo só precisa saber para qual pod direcionar o tráfego, em vez de lidar com solicitações de servidores individuais. .
Um dos mais recentes avanços nas redes de centro de dados são as tecnologias de segurança de rede em hiperescala . Esta é a capacidade de melhorar e dimensionar adequadamente à medida que mais demanda é adicionada ao sistema. Mais recursos podem ser alocados dinamicamente ao sistema, resultando em um sistema forte, escalável e distribuído.
As redes modernas de centro de dados também usam redes definidas por software (SDN), que permitem aos gerentes de rede configurar, gerenciar, proteger e otimizar recursos de rede em software. SDN abstrai uma infraestrutura de rede em um aplicativo, um plano de controle e uma camada de plano de dados. O controle da rede torna-se então diretamente programável, permitindo o provisionamento automatizado e o gerenciamento baseado em políticas dos recursos da rede. Os benefícios do SDN incluem reduções nos custos operacionais, controle operacional centralizado e a capacidade de dimensionar serviços como segurança quando necessário.
O centro de dados A evolução da arquitetura está em andamento
As mudanças nas tecnologias de computação, armazenamento e rede tiveram um impacto dramático na forma como os centros de dados são arquitetados e operados. À medida que a tecnologia continua a evoluir, as organizações precisam garantir que possuem soluções implementadas para proteger suas superfícies de ataque digital em constante mudança.
Opinião