¿Qué es un dispositivo hiperconvergente? Beneficios y desafíos

Los dispositivos hiperconvergentes son soluciones integradas que optimizan las operaciones del centro de datos y el uso de recursos.

A diferencia de las infraestructuras tradicionales y aisladas, donde cada recurso funciona de manera independiente, los dispositivos hiperconvergentes consolidan estos elementos en un solo dispositivo, facilitando el despliegue, la gestión y la escalabilidad de TI.

Esta arquitectura simplifica la gestión de la infraestructura y permite a los centros de datos responder rápidamente a las demandas cambiantes del negocio. Muchos equipos de TI dependen de soluciones de infraestructura hiperconvergente (HCI) para modernizar su centro de datos y escalar para la continuidad y disponibilidad del negocio.

Exploremos en profundidad los dispositivos HCI y aprendamos más sobre sus características que ayudan a escalar TI de manera eficiente.

En los centros de datos heredados, el almacenamiento, la computación y los servidores existían como componentes aislados, contribuyendo a una menor eficiencia energética. Un dispositivo hiperconvergente hace que los centros de datos tradicionales sean más eficientes al optimizar el uso de energía en todos los componentes de la infraestructura.

Aquí hay un ejemplo de un dispositivo hiperconvergente:

Fuente: StarWind

Los dispositivos hiperconvergentes se caracterizan por una arquitectura centrada en el software que integra recursos de almacenamiento, computación, redes y virtualización. Las empresas los venden como paquetes integrados, como Dell VxRail o StarWind HCI Appliance. Puede tener diferentes proveedores de hardware o hipervisores. Sin embargo, funcionan sin problemas entre sí, donde el proveedor ofrece un único punto de contacto para cualquier requisito de soporte técnico.

El modelo de hiperconvergencia evolucionó a partir de la infraestructura convergente, agregando componentes del centro de datos en un solo dispositivo. Ayudó a minimizar los problemas de compatibilidad mientras reducía los gastos en cableado y espacio.

Dispositivos hiperconvergentes vs. infraestructura tradicional

Los dispositivos hiperconvergentes forman la base de hardware de la infraestructura hiperconvergente (HCI). Ofrecen una alternativa simplificada al integrar almacenamiento, computación y redes en un solo dispositivo. Facilita el despliegue de aplicaciones con una configuración mínima.

La infraestructura tradicional de centros de datos generalmente consiste en componentes separados de computación, almacenamiento y redes, cada uno gestionado de manera independiente. Manejar estos recursos de manera independiente puede ser complicado, causando desafíos administrativos para los equipos de TI.

Escalar estos recursos también puede ser difícil y costoso, a menudo requiriendo una planificación intrincada y la adición de hardware específico. La huella física también se expande con configuraciones tradicionales debido al hardware adicional, como las redes de área de almacenamiento (SAN) dedicadas, lo que aumenta los requisitos de espacio y costo.

Características de los dispositivos hiperconvergentes

Según el caso de uso, el conjunto de características del dispositivo HCI varía. Por un lado, el dispositivo HCI ayudará con el almacenamiento totalmente flash y el almacenamiento de memoria no volátil express para cargas de trabajo de alto rendimiento. Por otro lado, si se utiliza un dispositivo hiperconvergente para un escritorio virtual, las alternativas de almacenamiento probablemente serán menos costosas.

Las características de los dispositivos HCI se basan principalmente en la seguridad y la interoperabilidad.

• Arrays de almacenamiento flash. También se conocen como arrays totalmente flash (AFA) o arrays de estado sólido (SSA) que utilizan unidades de memoria flash en lugar de discos duros giratorios. Ofrecen una velocidad de acceso rápida, ayudando al procesamiento de datos en tiempo real en casos de uso de alto rendimiento.
• Hipervisor de elección. Un hipervisor alojado que se ejecuta en Linux o Windows es más compatible que los hipervisores de virtualización bare metal. El soporte para estos sistemas operativos ayuda a diseñar servidores. Sin embargo, un hipervisor de virtualización bare metal es una opción confiable para casos de uso de alto rendimiento que requieren un control avanzado de recursos.
• Gestión fuera de banda. Cualquier dispositivo con acceso a la red y una fuente de energía puede ser gestionado con gestión fuera de banda. Puedes acceder a los dispositivos independientemente de dónde se encuentren (en el sitio o fuera de él), ya sea dentro o fuera del firewall corporativo.
• Memoria para ejecutar la carga de trabajo deseada. Si la carga de trabajo utiliza muchas tablas en memoria, los nodos HCI necesitarán mucha memoria de acceso aleatorio (RAM). Las tablas en memoria almacenan datos y pares de archivos delta.
• Escalabilidad. HCI es más adecuado para cargas de trabajo que escalan linealmente, donde los recursos de computación crecen a tasas similares.
• Flexibilidad y soporte del proveedor. Los dispositivos HCI generalmente se venden como un paquete integrado con soporte del proveedor. Sin embargo, sus componentes de hardware pueden configurarse de manera flexible para cumplir con los requisitos de HCI, como memoria, procesador, almacenamiento y conectividad de red.
• Alta disponibilidad. Los sistemas pueden operar continuamente incluso cuando fallan los componentes. Nutanix Cloud Infrastructure (NCI) y VxRail son algunos dispositivos HCI que ofrecen alta disponibilidad.
• Integración nativa. Algunas arquitecturas HCI ofrecen integración nativa con Windows al instalar un controlador de software a nivel del kernel de Windows. Esto ofrece la integración más estrecha posible al eliminar la complejidad de la máquina virtual invitada.
• Control de entrada-salida (I/O) de extremo a extremo por máquina virtual. Obtienes visibilidad y control completos con la Calidad de Servicio (QoS) del dispositivo HCI. QoS es un conjunto de tecnologías y técnicas que optimizan el rendimiento de la red controlando el tráfico y priorizando aplicaciones. Mejora el rendimiento para máquinas virtuales críticas.
• Escalado elástico eficiente. Algunos dispositivos HCI ofrecen un modelo de pago por crecimiento que elimina la necesidad de réplicas de 3 vías cuando creces, reduciendo el desperdicio y mejorando el uso de la unidad central de procesamiento (CPU). Esto se ilustra en el ejemplo a continuación.

Fuente: Slideshare

Nodos HCI son recursos de hardware o virtuales agrupados en un clúster, proporcionando las capacidades de almacenamiento en bloque y computación del dispositivo. Los requisitos de HCI tienen en cuenta que todos los nodos HCI tienen componentes similares. Anteriormente, era difícil actualizar los nodos HCI. Sin embargo, los proveedores modernos ofrecen nodos donde puedes actualizar sus componentes.

Casos de uso de dispositivos hiperconvergentes

Los dispositivos hiperconvergentes generalmente apoyan la continuidad del negocio para aplicaciones críticas. Esta sección proporciona una visión detallada de estos casos de uso.

• Asegurar la continuidad del negocio. Las empresas tienen aplicaciones críticas que no pueden arriesgar interrupciones del servicio o tiempo de inactividad. Si experimentan alguna interrupción, conduce a pérdidas financieras. Para asegurar un servicio consistente, necesitas hardware y software tolerante a fallos con servidores, redes e hipervisores. Convencionalmente, estos componentes se instalaban por separado, pero esto aumentaba el costo y la complejidad en la gestión y creaba múltiples puntos de posible fallo. Los dispositivos HCI resuelven esto integrando todos los componentes en una plataforma que puede soportar fallos.
• Habilitar oficinas remotas y sucursales (ROBO) y edge. A medida que las empresas se expanden globalmente, diferentes ubicaciones necesitan poder de procesamiento local y un enfoque de TI centralizado. Un dispositivo HCI ofrece una plataforma escalable que combina servidores, almacenamiento, redes y requisitos de hipervisor con gestión centralizada que impulsa diversas cargas de trabajo ROBO y entornos edge no tripulados.
• Infraestructura de escritorio virtual (VDI). Cada dispositivo hiperconvergente puede soportar hasta 600 escritorios en un despliegue típico. A medida que VDI escala en bloques uniformes, un dispositivo HCI es una forma rápida y fácil de escalar estos despliegues a medida que aumenta el número de escritorios.
• Nube en una caja. Los dispositivos HCI pueden ser instalados y estar en funcionamiento el mismo día, ayudando a desplegar aplicaciones o migrar desde entornos existentes.

Beneficios de los dispositivos hiperconvergentes

A continuación se presentan algunos beneficios notables de los dispositivos HCI.

• Preparado para la nube híbrida. Los dispositivos HCI ofrecen una solución completa, llave en mano y automatizada en entornos de nube híbrida. Facilitan el despliegue rápido de aplicaciones.
• Gestión consistente de operaciones. Ofrece una experiencia operativa consistente desde el núcleo hasta el edge y la nube a través de la integración de pila completa y la gestión automatizada del ciclo de vida.
• Asegurar un rendimiento potente. Permite a las empresas gestionar cargas de trabajo mientras asegura el rendimiento confiable de aplicaciones como SAP u Oracle que son críticas para las aplicaciones empresariales.
• Modernización del centro de datos. Ofrece automatización, orquestación de procesos operativos y gestión del ciclo de vida para impulsar una rápida transformación y gestión de TI.

“Usamos dispositivos hiperconvergentes para virtualización y recuperación ante desastres. Son perfectos para la recuperación ante desastres debido a las herramientas de respaldo y replicación integradas. También los hemos utilizado en entornos de desarrollo y prueba donde es clave desplegar recursos rápidamente.”

Matthew Lam
Desarrollador Full-Stack en Penfriend

Desafíos de los dispositivos HCI tradicionalmente agrupados

Aunque los dispositivos HCI facilitan la escalabilidad de TI y las operaciones relacionadas, presentan algunos desafíos para los equipos de TI cuando están tradicionalmente agrupados.

Necesidad de personal en el sitio para operaciones fluidas

Necesitas personal de TI dedicado y capacitado en el sitio para asegurar que los servidores, los conmutadores de red y el almacenamiento estén funcionando constantemente al máximo rendimiento. Cuando la alta disponibilidad no es negociable, dedicar un equipo así agrega costos sustanciales para el departamento de TI, lo que hace que sea complicado para las empresas permitírselo en algunas situaciones.

Gestión de datos complejos y orquestación

Agrupas dispositivos HCI para asegurar que ofrezcan alta disponibilidad. Sin embargo, la ruta tradicional consume tiempo, a menudo es compleja y propensa a errores. Los equipos deben juntar las piezas para manejar cargas de trabajo empresariales mientras solucionan problemas de manera efectiva.

La gestión de datos aumenta el costo por encima de esto a medida que agregas servicios de terceros para la optimización del almacenamiento, lo que lo hace costoso para las empresas. El costo total de propiedad (TCO) aumenta cuando consideras el personal de TI en el sitio, problemas de hardware, actualizaciones de software, complementos de terceros y gastos similares.

Explorando la necesidad de dispositivos HCI de clúster dual

Algunos dispositivos HCI tienen un sistema de doble nodo que cambia automáticamente cada vez que la red de área local (LAN) o la red de área amplia (WAN) tiene algún problema. Los nodos duales mantienen los datos accesibles sin comprometer el tiempo de inactividad, lo que lo convierte en una solución HCI adecuada para empresas que no pueden arriesgarse al tiempo de inactividad.

Fuente: StoneFly

Aquí está la arquitectura de un dispositivo HCI de clúster dual:

Estos dispositivos HCI de clúster dual ahorran espacio en los centros de datos mientras reemplazan servidores, almacenamiento y conmutadores separados con máquinas virtuales escalables.

Usando redes definidas por software, tales dispositivos HCI escriben en ambos nodos simultáneamente, asegurando que ambos dispositivos HCI tengan copias completas de los datos. El sistema cambia automáticamente a otro nodo cada vez que un nodo se apaga por mantenimiento o debido a circunstancias adversas. Esto mantiene el negocio en funcionamiento y ayuda a evitar cualquier interrupción del servicio.

Añade agilidad a tu centro de datos

Los dispositivos hiperconvergentes ofrecen un enfoque unificado para la gestión moderna de centros de datos. Mejoran la agilidad operativa y reducen costos mientras mantienen los servicios ininterrumpidos en situaciones adversas de negocio.

A medida que consideras el futuro de tu centro de datos, tómate el tiempo para evaluar tus necesidades específicas, establecer objetivos claros y evaluar el posible retorno de la inversión. Adoptar soluciones de infraestructura hiperconvergente ayuda a tu organización a ser más eficiente y flexible en entornos de TI dinámicos.

Aprende más sobre almacenamiento definido por software y explora cómo resuelve los cuellos de botella de las operaciones de TI.