O que é um Aparelho Hiperconvergente? Benefícios e Desafios

Os appliances hiperconvergentes são soluções integradas que otimizam as operações do data center e o uso de recursos.

Ao contrário das infraestruturas tradicionais e isoladas, onde cada recurso funciona de forma independente, os appliances hiperconvergentes consolidam esses elementos em um dispositivo, facilitando a implantação, gestão e escalabilidade de TI.

Essa arquitetura simplifica a gestão da infraestrutura e permite que os data centers respondam rapidamente às demandas de negócios em mudança. Muitas equipes de TI dependem de soluções de infraestrutura hiperconvergente (HCI) para modernizar seu data center para escalar a continuidade e disponibilidade dos negócios.

Vamos explorar os appliances HCI em profundidade e aprender mais sobre suas características que ajudam a escalar a TI de forma eficiente.

Nos data centers legados, armazenamento, computação e servidores existiam como componentes isolados, contribuindo para uma menor eficiência energética. Um appliance hiperconvergente torna os data centers tradicionais mais eficientes ao otimizar o uso de energia em todos os componentes da infraestrutura.

Aqui está um exemplo de um appliance hiperconvergente:

Fonte: StarWind

Os appliances hiperconvergentes são caracterizados por uma arquitetura centrada em software que integra recursos de armazenamento, computação, rede e virtualização. As empresas os vendem como pacotes integrados, como Dell VxRail ou StarWind HCI Appliance. Pode haver diferentes fornecedores de hardware ou hipervisores. No entanto, eles funcionam perfeitamente entre si, onde o fornecedor oferece um único ponto de contato para qualquer necessidade de suporte técnico.

O modelo de hiperconvergência evoluiu da infraestrutura convergente, agregando componentes do data center em um único appliance. Isso ajudou a minimizar problemas de compatibilidade enquanto reduzia despesas com cabeamento e espaço.

Appliances hiperconvergentes vs. infraestrutura tradicional

Appliances hiperconvergentes formam a base de hardware da infraestrutura hiperconvergente (HCI). Eles oferecem uma alternativa simplificada ao integrar armazenamento, computação e rede em um único dispositivo. Isso facilita a implantação de aplicativos com configuração mínima.

Infraestrutura tradicional de data center normalmente consiste em componentes separados de computação, armazenamento e rede, cada um gerenciado de forma independente. Gerenciar esses recursos de forma independente pode ser complicado, causando desafios administrativos para as equipes de TI.

Escalar esses recursos também pode ser difícil e caro, muitas vezes exigindo planejamento intricado e a adição de hardware específico. O espaço físico também se expande com configurações tradicionais devido ao hardware extra, como redes de área de armazenamento dedicadas (SANs), o que aumenta os requisitos de espaço e custo.

Características dos appliances hiperconvergentes

Com base no caso de uso, o conjunto de recursos do appliance HCI varia. Por um lado, o appliance HCI ajudará com armazenamento totalmente em flash e armazenamento de memória não volátil expressa para cargas de trabalho de alto desempenho. Por outro lado, se um appliance hiperconvergente for usado para um desktop virtual, as alternativas de armazenamento provavelmente serão menos caras.

As características dos appliances HCI são principalmente baseadas em segurança e interoperabilidade.

• Matrizes de armazenamento em flash. Elas também são conhecidas como matrizes totalmente em flash (AFA) ou matrizes de estado sólido (SSA) que usam unidades de memória flash em vez de unidades de disco giratórias. Elas oferecem velocidade de acesso rápida, ajudando no processamento de dados em tempo real em casos de uso de alto desempenho.
• Hipervisor de escolha. Um hipervisor hospedado em Linux ou Windows é mais compatível do que hipervisores de virtualização bare metal. O suporte para esses sistemas operacionais ajuda a projetar servidores. No entanto, um hipervisor de virtualização bare metal é uma escolha confiável para casos de uso de alto desempenho que exigem controle avançado de recursos.
• Gestão fora de banda. Qualquer dispositivo com acesso à rede e uma fonte de energia pode ser gerenciado com gestão fora de banda. Você pode acessar dispositivos independentemente de onde eles estão localizados (no local ou fora dele), dentro ou fora do firewall corporativo.
• Memória para executar a carga de trabalho desejada. Se a carga de trabalho usa muitas tabelas em memória, os nós HCI precisarão de muita memória de acesso aleatório (RAM). Tabelas em memória armazenam dados e pares de arquivos delta.
• Escalabilidade. HCI é mais adequado para cargas de trabalho que escalam linearmente, onde os recursos de computação crescem em taxas semelhantes.
• Flexibilidade e suporte do fornecedor. Os appliances HCI são normalmente vendidos como um pacote integrado com suporte do fornecedor. No entanto, seus componentes de hardware podem ser configurados de forma flexível para atender aos requisitos de HCI, como memória, processador, armazenamento e conectividade de rede.
• Alta disponibilidade. Os sistemas podem operar continuamente mesmo quando os componentes falham. Nutanix Cloud Infrastructure (NCI) e VxRail são alguns appliances HCI que oferecem alta disponibilidade.
• Integração nativa. Algumas arquiteturas HCI oferecem integração nativa com Windows ao instalar um driver de software no nível do kernel do Windows. Isso oferece a integração mais estreita possível enquanto elimina a complexidade da máquina virtual convidada.
• Controle de entrada-saída (I/O) de ponta a ponta por máquina virtual. Você obtém visibilidade e controle completos com a Qualidade de Serviço (QoS) do appliance HCI. QoS é um conjunto de tecnologias e técnicas que otimizam o desempenho da rede controlando o tráfego e priorizando aplicativos. Isso melhora o desempenho para máquinas virtuais críticas.
• Escalabilidade elástica eficiente. Alguns appliances HCI oferecem um modelo de pagamento conforme o crescimento que elimina a necessidade de réplicas de 3 vias quando você cresce, reduzindo o desperdício e melhorando o uso da unidade central de processamento (CPU). Isso é ilustrado no exemplo abaixo.

Fonte: Slideshare

Nós HCI são recursos de hardware ou virtuais agrupados em um cluster, fornecendo as capacidades de armazenamento em bloco e computação do appliance. Os requisitos de HCI levam em consideração que todos os nós HCI têm componentes semelhantes. Anteriormente, era difícil atualizar nós HCI. No entanto, fornecedores modernos fornecem nós onde você pode atualizar seus componentes.

Casos de uso de appliances hiperconvergentes

Os appliances hiperconvergentes normalmente suportam a continuidade dos negócios para aplicativos críticos. Esta seção fornece uma visão detalhada desses casos de uso.

• Garantindo a continuidade dos negócios. As empresas têm aplicativos de negócios críticos que não podem correr o risco de interrupções de serviço ou tempo de inatividade. Se eles experimentarem qualquer interrupção, isso leva a perdas financeiras. Para garantir um serviço consistente, você precisa de hardware e software tolerantes a falhas com servidores, redes e hipervisores. Convencionalmente, esses componentes eram instalados separadamente, mas isso aumentava o custo e a complexidade na gestão e criava múltiplos pontos de falha potencial. Os appliances HCI resolvem isso integrando todos os componentes em uma única plataforma que pode suportar falhas.
• Habilitando escritório remoto e escritório de filial (ROBO) e borda. À medida que as empresas se expandem globalmente, diferentes locais precisam de poder de processamento local e uma abordagem de TI centralizada. Um appliance HCI oferece uma plataforma escalável que combina servidores, armazenamento, rede e requisitos de hipervisor com gestão centralizada, alimentando cargas de trabalho diversificadas de ROBO e ambientes de borda não tripulados.
• Infraestrutura de desktop virtual (VDI). Cada appliance hiperconvergente pode suportar até 600 desktops em uma implantação típica. À medida que o VDI escala em blocos uniformes, um appliance HCI é uma maneira rápida e fácil de escalar essas implantações à medida que o número de desktops aumenta.
• Nuvem em uma caixa. Os appliances HCI podem ser instalados e funcionando no mesmo dia, ajudando a implantar aplicativos ou migrar de ambientes existentes.

Benefícios dos appliances hiperconvergentes

Abaixo estão alguns benefícios notáveis dos appliances HCI.

• Pronto para nuvem híbrida. Os appliances HCI oferecem uma solução completa, pronta para uso e automatizada em ambientes de nuvem híbrida. Eles facilitam a implantação rápida de aplicativos.
• Gerenciando operações de forma consistente. Ele oferece uma experiência operacional consistente do núcleo à borda até a nuvem por meio de integração de pilha completa e gestão automatizada do ciclo de vida.
• Garantindo desempenho poderoso. Ele permite que as empresas gerenciem cargas de trabalho enquanto garantem o desempenho confiável de aplicativos como SAP ou Oracle, que são críticos para os negócios.
• Modernizando o data center. Ele oferece automação, orquestração de processos operacionais e gestão do ciclo de vida para impulsionar a rápida transformação e gestão de TI.

“Usamos appliances hiperconvergentes para virtualização e recuperação de desastres. Eles são perfeitos para recuperação de desastres devido às ferramentas de backup e replicação integradas. Também os usamos em ambientes de desenvolvimento e teste, onde a rápida criação de recursos é fundamental.”

Matthew Lam
Desenvolvedor Full-Stack na Penfriend

Desafios dos appliances HCI tradicionalmente agrupados

Embora os appliances HCI facilitem a escalabilidade de TI e operações relacionadas, eles apresentam alguns desafios para as equipes de TI quando estão tradicionalmente agrupados.

Necessidade de pessoal no local para operações suaves

Você precisa de pessoal de TI dedicado e qualificado no local para garantir que servidores, switches de rede e armazenamento estejam constantemente operando no desempenho máximo. Quando a alta disponibilidade é inegociável, dedicar tal equipe adiciona custos substanciais para o departamento de TI, tornando difícil para as empresas arcar com isso em algumas situações.

Gerenciando dados complexos e orquestração

Você agrupa appliances HCI para garantir que eles ofereçam alta disponibilidade. No entanto, o caminho tradicional é demorado, muitas vezes complexo e propenso a erros. As equipes devem juntar as peças para lidar com cargas de trabalho empresariais enquanto solucionam problemas de forma eficaz.

O gerenciamento de dados aumenta o custo acima disso, pois você adiciona serviços de terceiros para otimização de armazenamento, tornando-o caro para as empresas. O custo total de propriedade (TCO) aumenta quando você considera pessoal de TI no local, problemas de hardware, atualizações de software, complementos de terceiros e despesas semelhantes.

Explorando a necessidade de appliances HCI de cluster duplo

Alguns appliances HCI têm um sistema de nó duplo que alterna automaticamente sempre que a rede de área local (LAN) ou rede de área ampla (WAN) tem algum problema. Os nós duplos mantêm os dados acessíveis sem comprometer o tempo de inatividade, tornando-o uma solução HCI adequada para empresas que não podem correr o risco de tempo de inatividade.

Fonte: StoneFly

Aqui está a arquitetura de um appliance HCI de cluster duplo:

Esses appliances HCI de cluster duplo economizam espaço em data centers enquanto substituem servidores, armazenamento e switches separados por máquinas virtuais escaláveis.

Usando redes definidas por software, tais appliances HCI escrevem em ambos os nós simultaneamente, garantindo que ambos os appliances HCI tenham cópias completas dos dados. O sistema alterna automaticamente para outro nó sempre que um nó é desativado para manutenção ou devido a circunstâncias adversas. Isso mantém o negócio funcionando e ajuda a evitar qualquer interrupção de serviço.

Adicione agilidade ao seu data center

Os appliances hiperconvergentes oferecem uma abordagem unificada para a gestão moderna de data centers. Eles melhoram a agilidade operacional e reduzem custos enquanto mantêm os serviços ininterruptos em situações adversas de negócios.

Ao considerar o futuro do seu data center, reserve um tempo para avaliar suas necessidades específicas, definir objetivos claros e avaliar o potencial de retorno sobre o investimento. Adotar soluções de infraestrutura hiperconvergente ajuda sua organização a se tornar mais eficiente e flexível em ambientes de TI dinâmicos.

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