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Microsoft Azure Stack HCI para Edge (HCI de 2 nodos)

by Brian Beeler

En un artículo anterior analizamos la implementación de Microsoft Azure Stack HCI en hardware DataON. DataON es un socio principal de Intel y proveedor de hardware certificado por Microsoft que ha estado integrando soluciones de Microsoft durante los últimos 20 años para proporcionar a las empresas soluciones de Microsoft llave en mano. En este artículo, analizamos una implementación específica de Microsoft Azure Stack HCI; un clúster de dos nodos (2NC).

​En un artículo anterior vimos la implementación de Microsoft Azure Stack HCI en hardware DataONDataON es un socio principal de Intel y proveedor de hardware certificado por Microsoft que ha estado integrando soluciones de Microsoft durante los últimos 20 años para proporcionar a las empresas soluciones de Microsoft llave en mano. En este artículo, analizamos una implementación específica de Microsoft Azure Stack HCI; un clúster de dos nodos (2NC).

Beneficios de la HCI de 2 nodos

Para mayor confiabilidad y robustez, la mayoría de los proveedores de software tradicionales sugieren usar un clúster de tres o cuatro nodos (3NC, 4NC), pero para muchos casos de uso tener un 3NC o 4NC es excesivo, no solo estos sistemas están muy sobreaprovisionados sino que tienen un costo prohibitivo no solo debido a necesitar más hardware pero también requieren más licencias de sistema operativo y aplicaciones. Sin embargo, cuando se configura correctamente, un 2NC puede proporcionar la confiabilidad y la solidez necesarias para muchas empresas, como oficinas remotas/sucursales (ROBO), pequeñas y medianas empresas (SMB) e implementaciones perimetrales (minoristas, empresas distribuidas). En estos tipos de casos de uso, un 2NC puede cumplir con la necesidad de resiliencia, sin todos los recursos, la complejidad y el costo que implicaría una implementación de 3NC o 4NC.
 
Se podría hacer un caso comercial para usar servidores más pequeños al crear un clúster, pero esto no necesariamente le dará una reducción lineal en el costo ya que esa estrategia no tiene en cuenta los costos de licencia de software o la infraestructura necesaria para admitir más nodos. Donde los casos de uso para ROBO y SMB son relativamente conocidos, la computación perimetral lo es menos. Edge computing es una informática descentralizada que se utiliza con mayor frecuencia para la informática móvil y el Internet de las cosas (IoT). Se necesitan implementaciones perimetrales donde la latencia de la comunicación con un centro de datos central podría ser prohibitiva o donde una gran cantidad de datos debe filtrarse localmente y luego actuar sobre los datos relevantes. En el último punto, piense en cuántos datos recopila un vehículo autónomo cada segundo y cuántos son de bajo valor y no necesitan transmitirse al centro de datos para su posterior procesamiento.
 

Data ON Kepler-47

DataON fue uno de los primeros proveedores en reconocer el valor y adoptar la integración de 2NC. En septiembre de 2017, DataON anunció las dos primeras infraestructuras hiperconvergentes (HCI) Kepler-47 disponibles comercialmente para sistemas Windows Server 2016 Storage Spaces Direct (ahora Azure Stack HCI). 

Uno de los sistemas de DataON, el Kepler-47S, fue diseñado para implementaciones que eran conscientes de los costos y las necesidades de almacenamiento podían satisfacerse con una combinación híbrida de almacenamiento SSD y HHD, mientras que el Kepler-47P usa todas las unidades SSD y fue diseñado para entornos que necesitan más rendimiento Al igual que con todos los productos de DataON, se construyen utilizando servidores y almacenamiento de Intel, y DataON maneja directamente la primera línea de soporte para software y hardware. 

Kepler 47 Doble

El Kepler-47 tiene una herencia interesante, ya que Microsoft lo diseñó como una prueba de concepto durante el desarrollo de Storage Spaces Direct. Los desarrolladores querían ver si podían crear un 2NC de alto rendimiento y uso eficiente de los recursos que estaría disponible a un precio bajo, y lo hicieron: DataON dijo que sus sistemas Kepler-47 (para ambos nodos) se pueden comprar por menos de $ 10K USD y se puede implementar en menos de 15 minutos. El precio de este clúster es aún más sorprendente si considera que DataON los crea utilizando servidores y almacenamiento Intel de alta calidad, no hardware genérico o de bajo costo. También utiliza gabinetes de servidor en minitorre que permiten que ambos nodos se alojen en el mismo espacio que se necesitaría para alojar un solo servidor de 2U. 

Para reducir el precio y mantener la confiabilidad a la altura de los estándares empresariales, un clúster Kepler-47 tiene algunas características de hardware únicas, como el uso de Intel Thunderbolt 3 USB tipo C para la interconexión entre los nodos, en lugar de usar Ethernet. Esto elimina la necesidad de costosos conmutadores y adaptadores de red de alta velocidad, al mismo tiempo que simplifica la implementación y la administración. Thunderbolt 3 proporciona un rendimiento de hasta 40 Gbps, suficiente para replicar el almacenamiento y la migración en vivo de máquinas virtuales de un nodo a otro.

Para una mayor visibilidad, supervisión y gestión, DataON incluye su propia MUST (herramienta de software de utilidad de gestión) para proporcionar funciones de supervisión de almacenamiento similares a SAN.

DataON DEBE Vista principal
DataON DEBE Vista principal (ver imagen más grande)

DataON DEBE Configuración de alertas
DataON DEBE Configuración de Alerta (ver imagen más grande)

Alertas obligatorias de DataON
DataON MUST Alertas (ver imagen más grande)

Gestión de clústeres de HCI de dos nodos

Sin embargo, tener un clúster 2NC en una huella pequeña a un bajo costo no tiene sentido si no proporciona la resistencia y la solidez adecuadas. Los sistemas Kepler-47 de DataON hacen esto mediante el uso de hardware Intel para los servidores y aprovechando las características del software de Microsoft en sus soluciones 2NC Microsoft Azure Stack HCI.

2NC admite fallas en la unidad y en el servidor al mismo tiempo. Lo hace mediante el uso de RAID5 + 1 para hacer la resiliencia de paridad y reflejar eso en el otro servidor. Microsoft llama a esta capacidad "resiliencia anidada" y agregó esta capacidad a Storage Spaces Direct en Windows Server 2019.

Resistencia de Azure Stack HCI

La resiliencia anidada no requiere ningún hardware RAID especial y se puede implementar de dos maneras diferentes; espejo bidireccional anidado, que ofrece el mejor rendimiento o paridad acelerada de espejo anidado que permite una mayor eficiencia de datos. El espejo bidireccional anidado hace una copia RAID1 de los datos en el host y en el otro nodo. La paridad de aceleración de duplicación anidada hace una copia de los datos en cada servidor, pero usa codificación de borrado, en lugar de RAID1, para la resistencia de los datos, excepto para escrituras recientes que usan duplicación bidireccional. La duplicación bidireccional anidada tiene una eficiencia de datos del 25 %, ya que se escriben cuatro copias de los datos en el disco frente a la paridad de aceleración de duplicación anidada, que tiene una eficiencia de datos del 33 % al 40 %.

Espejo anidado de Azure Stack HCI

Azure Site Recovery se puede usar para la continuidad del negocio y la recuperación del sitio y está integrado en el Centro de administración de Windows. Azure Site Recovery es un servicio de Azure que replica cargas de trabajo que se ejecutan en máquinas virtuales en el almacenamiento de Azure. Si ocurre una falla total o un sitio se desconecta, puede conmutar por error las máquinas virtuales críticas para el negocio y ejecutarlas en la nube de Azure. Azure Site Recovery también admite un entorno de espacio aislado para pruebas de conmutación por error y un plan de recuperación para automatizar la conmutación por error.

Uno de los beneficios de la solución 2NC de DataON es que se pueden agregar nodos adicionales según sea necesario si se necesita capacidad adicional. Para simplificar la adición de nodos, DataON lanzó un 3NC sin interruptor en agosto de este año.

Conclusión

No hemos dedicado mucho tiempo a investigar clústeres de HCI de dos nodos en el pasado, ya que la mayoría de los productos de HCI requieren tres o cuatro nodos para proporcionar la resistencia y la solidez requeridas por las empresas. Incluso en estos casos, a menudo se requiere un testigo basado en la nube para mantener los nodos sincronizados u otros sacrificios de implementación que agregan complejidad que HCI está tratando de eliminar. Por supuesto, existen otras formas definidas por software para lograr clústeres de dos nodos, pero esto también significa dejar la comodidad de un hipervisor reforzado y bien entendido. Las soluciones de dos nodos de DataON brindan no solo la capacidad de sobrevivir a una falla de nodo, sino que permiten la falla de la unidad en el nodo sobreviviente, sin riesgo para los datos. 

Aunque pasamos la mayor parte del tiempo en este artículo discutiendo el sistema Kepler-47 de bajo costo, DataON nos mostró que un sistema Kepler-47 con cuatro NVMe por nodo podía entregar 600 40 IOPS y costar menos de $4 2. Como alternativa, Azure Stack HCI también se puede realizar con servidores de montaje en rack tradicionales, para aquellos entornos que tienen el espacio o una expectativa razonable para la necesidad de expandir las necesidades de almacenamiento o computación en el futuro. También puede ser al revés, el clúster de XNUMX nodos que estamos revisando podría convertirse fácilmente en un clúster de XNUMX nodos, con o sin conmutador, en caso de que sea necesario.

Los clústeres de HCI de dos nodos claramente no son la mejor solución para todos los casos de uso. Sin embargo, para aquellos que requieren una solución de bajo costo, baja complejidad y huella pequeña que no renuncie a la flexibilidad y confiabilidad operativas, las ofertas de dos nodos Azure Stack HCI de DataON son dignas de consideración.

Página del producto HCI de Azure Stack

Soluciones DataON Azure Stack HCI

Este informe fue patrocinado por DataON. Todos los puntos de vista y opiniones expresados ​​en este informe se basan en nuestra visión imparcial de los productos bajo consideración.