Тенденции развития облачных дата-центров

Безопасность – главная проблема публичных облаков Проблемы уязвимости в системах безопасности публичных облачных сервисов в последние годы вызывают большую тревогу даже в отношении таких гигантов, как Apple iCloud и AWS. Однако корпоративных пользователей, создающих свои облачные платформы, это не пугает. Платформы облачных вычислений становятся все более зрелыми, особенно IaaS (Infrastructure as a Service). Хотя проблемы ИБ в них остаются актуальными, это не умаляет энтузиазм компаний в переводе своих ИТ-систем на cloud-платформы. Проблемы безопасности в основном присущи публичным облакам. Поэтому почти все крупные игроки рынка, особенно государственные организации, предпочитают разворачивать частные облака, а не пользоваться услугами провайдеров публичных облаков. Целевая аудитория публичных облаков – это небольшие компании-стартапы, например новые веб-сайты, а главные пользователи услуг – малый и средний бизнес. Частные же облака предназначены для обслуживания пользователей с гораздо более высокими требованиями к безопасности и надежности.

Гибридные облака предназначены прежде всего для пользователей частного облака, однако допускают наличие услуг публичного облака (например, при необходимости быстрого расширения) и общий доступ к ним.

IaaS – фокус развития облачных вычислений, а OpenStack – безусловный победитель в гонке на выживание IaaS сегодня является наиболее востребованной облачной услугой. Лишь небольшая часть пользователей рассматривает услугу PaaS (Platform as a Service) как ориентир для развития. Это обусловлено конкретными потребностями в услугах и зрелостью технологий.

Развитие рынка в последние годы показывает, что OpenStack станет безусловным лидером в бизнесе IaaS. Вместо жесткой привязки к определенному вендору IaaS корпоративные пользователи смогут выбирать компоненты IaaS от разных вендоров, поддерживающих OpenStack. Принятие OpenStack в качестве универсального стандарта является также ключевым фактором убеждения заказчиков в том, что технологии IaaS того или иного вендора достаточно зрелые и могут быть развернуты без особых проблем в ИТ-системах компаний.

Будущее же PaaS пока неясно в плане как потребностей заказчиков, так и технологического развития. Масштабное развитие этой технологии в течение ближайших лет крайне маловероятно.

VxLAN – инструментарий интеграции дата-центров и сетей SDN Согласно потребностям и проектам наших заказчиков, технология VxLAN (Virtual Extensible LAN) имеет наибольшие перспективы, в то время как будущее NvGRE (Network Virtualization с использованием Generic Routing Encapsulation) не столь оптимистично. В большинстве наших проектов требуется построение VxLAN. Лишь в нескольких проектах требуется поддержка NvGRE, и то лишь на всякий случай. Кроме того, с учетом текущих позиций VMware/NSX на корпоративном рынке одновременная поддержка VMware/NSX и OpenStack/VxLAN стала фундаментальным требованием SDN.

Однако, хотя VxLAN становится фаворитом рынка как основа для интеграции облачных платформ и сетей SDN, зрелый и стабильный спрос на услуги VxLAN еще впереди. Во-первых, технология VxLAN еще не достигла желаемого уровня зрелости. Во-вторых, вендоры решений VxLAN используют различные компоненты оборудования и ПО, сетевые модели и методы реализации. Требования заказчиков также разнятся. Следовательно, взаимодействие между облачными платформами различных производителей и сетями SDN продолжает оставаться проблематичным, потребуется не менее года для решения этой проблемы. Однако это не означает, что mission impossible. Уже есть ряд успешных проектов гетерогенного взаимодействия со следующими характеристиками:

1. Большинство заказчиков – интернет-компании, почти все они использует ПО с открытым кодом для интеграции имеющихся у них облачных платформ с инфраструктурой дата-центров.
2. Решения по взаимодействию можно приспосабливать к специфическим нуждам заказчиков (кастомизация).
3. В настоящий момент интерфейс между SDN-контроллером и платформой услуг имеет большее значение, чем интерфейс между SDN-контроллером и плоскостью передачи данных.

Эти определяющие черты значительно отличаются от изначальных прогнозов о том, к каким последствиям приведет развитие SDN. Три года назад преобладало мнение, что разделение плоскостей в сети SDN (плоскости управления и плоскости коммутации пакетов – передачи данных) станет причиной драматических изменений в сетевой индустрии. Например, эксперты пророчили появление производителей, специализирующихся на разработках контроллеров SDN и коммутаторов с поддержкой SDN. Коммутационное оборудование превратилось бы в утилитарные управляемые устройства. Последние 2 года показали, что эти прогнозы оказались неверными.

Развитие бизнеса и «закупочное поведение» (Procurement Behavior) SDN у заказчиков очень напоминает ситуацию с NGN (Next Generation Network) в телекоммуникационном секторе. Несмотря на тенденцию разделения плоскостей управления и коммутации, операторы связи предпочитали приобретать как управляющие контроллеры (softswitch), так и управляемые ими коммутаторы у одного вендора для снижения технологических рисков (хотя теоретически их можно покупать и у разных вендоров). В результате сетевое взаимодействие сейчас больше фокусируется на восходящем интерфейсе между контроллером и платформами облачного ПО, нежели на нисходящем интерфейсе между контроллером и коммутаторами.

Таким образом, использование SDN-контроллеров и коммутаторов от разных вендоров, скорее всего, не получит широкого распространения. Шансы на выживание вендоров, специализирующихся исключительно на SDN-контроллерах, будут довольно малы. Кроме того, с дальнейшим развитием и зрелостью VxLAN популярность протокола 2 уровня TRILL (Transparent Interconnection of Lots of Links) будет постепенно сходить на нет.

Публичные и частные облачные платформы будут развиваться разными путями Публичные облачные платформы поддерживают огромное число пользователей и обрабатывают массивные объемы данных. Однако преимущество в производительности сопровождается меньшим функционалом и количеством поддерживаемых сервисов.

Частные облака же разворачиваются в различных условиях на одной платформе, следовательно, они должны предоставлять богатый функционал, чтобы удовлетворять кастомизированным запросам заказчиков. Производительность частных облаков при этом ниже, чем у публичных. Можно ли предоставить кастомизированный функционал и высокую производительность на одной платформе? В долгосрочной перспективе ответ будет отрицательным.

Кроме того, как и во всех больших системах, преимущества объемности публичных облаков будут заметны только после развертывания определенного количества услуг. Если определённое пороговое значение в системном дизайне не будет превышено, публичное облако не будет иметь преимуществ перед частным в плане «цена/производительность». Поэтому вендорам следует выбрать что-то одно: либо частные, либо публичные облака, – и разрабатывать различные версии оборудования для того или иного типа cloud’а. Конечно, можно попытаться разработать универсальную платформу как для публичных, так и для частных облаков, но срок жизни такой модели будет недолгим.

Отсюда логически вытекает, что гибридные облачные платформы, предназначенные для различных типов корпоративных заказчиков, которым требуются диверсифицированные функции, должны основываться на архитектуре частного облака. Кроме того, гибридные облака должны обладать возможностью взаимодействия с платформами публичных облаков и динамически использовать их сервисы. Такой режим работы аналогичен межсетевому шлюзу. Отношения между публичным и частным облаком аналогичны отношениям между сетью связи общего пользования и УПАТС (PBX) на предприятии. Однако облачные вычисления выдвигают гораздо более персонализированные требования, поэтому мы считаем, что публичные и частные облачные платформы будут развиваться по-разному.

Пока что нет единого экспертного мнения относительно того, как будут предоставляться сервисы частных и публичных облаков – на одной или на разных платформах. Это покажет время.

Переход от открытых систем к ПО с открытым кодом Основной тенденцией ИКТ-индустрии 20 лет назад был переход от частных к открытым системам. Спустя два десятилетия открытые системы переходят к ПО с открытым кодом (Open Source), появление облачных вычислений создало лучшие возможности для развития и популяризации такого подхода.

Этот переход будет различаться для разных стран. Некоторые страны рассматривают возможности облачных вычислений и ПО с открытым кодом как один из стимулов для роста их ИКТ-отрасли. Для других стран с недостаточно развитой технической базой ПО с открытым кодом означает контролируемость и управляемость, следовательно, большую безопасность. Китай и Россия – лидеры в переходе от открытых систем к Open Source. Однако некоторые эксперты видят в Open Source определенные риски.

Коренные изменения в отрасли ИКТ

Некоторое время назад прогнозировалось бурное развитие бизнеса независимых поставщиков интернет-услуг OTT (Over The Top). Это должно было вызвать коренные изменения в отрасли ИКТ:

1. Конкуренцию между услугами ОТТ и оборудованием от традиционных вендоров на операторском рынке (у операторов появляется выбор: приобретать либо оборудование у вендора, либо услугу ОТТ).
2. Сдвиг в бизнесе интеграторов – от продажи услуг интеграции оборудования к продаже сервисов ОТТ.
3. Аналогичный сдвиг в развитии корпоративных ИТ-систем: приобретение либо оборудования, либо услуг облачных провайдеров (тех же ОТТ).
4. OpenStack и OpenFlow станут основными технологиями облачных архитектур для ОТТ.

Сегодня эти прогнозы в основном сбылись, но с некоторыми отклонениями, изложенными ниже.

Поставщики OTT и традиционные вендоры оборудования – не просто конкуренты ОТТ-провайдеры услуг и вендоры не являются прямыми конкурентами. OTT специализируются на предоставлении публичных облачных сервисов, в то время как традиционные вендоры оборудования, по крайней мере теоретически, способны предоставлять как публичные, так и частные облачные решения. Поэтому правильнее рассматривать конкуренцию между поставщиками OTT и вендорами как конкуренцию между публичными и частными облаками. Однако их области применения различны. Если публичные облака в основном предназначены для интернет-стартапов и SMB, то частные облака нацелены главным образом на крупные предприятия и государственные организации. Некоторые из них модифицировали свои ИТ-платформы для соответствия частному облаку. Однако ситуация на рынке услуг частных и публичных облаков вряд ли радикально изменится в ближайшие годы вследствие ограничений в технологиях, требований ИБ и т.д. Таким образом, отношения ОТТ и вендоров – не прямая конкуренция, а скорее, разделение рынка.

Традиционные вендоры оборудования испытывают давление ОТТ по четырем направлениям:

1. Поставщики OTT уменьшают прибыль традиционных вендоров, оттягивая на себя долю рынка.
2. OTT меняют представления компаний о развитии традиционных ИТ-систем.
3. Собственные разработки OTT или OEM снижают объем закупок оборудования у традиционных вендоров.
4. OTT-провайдеры могут предложить более гибкие условия контракта вследствие их масштабных закупок.

Эти факторы влияют на доходы и маржинальность традиционных вендоров оборудования и приводят к размыванию сложившихся цепочек стоимости в ИКТ-отрасли.

OTT-провайдеры и традиционные вендоры постепенно становятся партнерами OTT – нарождающаяся отрасль, и рыночная конкуренция здесь пока не такая ожесточенная. Игроки OTT сейчас имеют достаточную прибыль и маржинальность, для того чтобы поддерживать собственные разработки услуг. Однако по мере зрелости сегмента OTT конкуренция будет возрастать, и OTT-провайдеры неизбежно столкнутся со снижением доходов и маржинальности.

К тому же развитие технологий дата-центров (в частности DC 3.0) потребует бoльших инвестиций в исследования и разработки (R&D). Снижающиеся доходы и рост R&D приведут к тому, что число ОТТ, ведущих собственные разработки, будет снижаться, а их технологические ниши будут сужаться. Это обусловит начало сотрудничества ОТТ с традиционными вендорами оборудования (примерно так же поставщики оборудования сотрудничают с телеком-операторами).

Под воздействием растущей популярности частных облаков все большее число компаний будет менять «закупочное поведение» – переходить от покупок отдельных компонент к приобретению «модульной IaaS» Компании будут стремиться приобретать законченные комплексы интегрированных облачных платформ, нежели покупать и собирать их по частям (серверы, сетевые устройства, облачное ПО), как делали раньше.

Заказчики будут заботиться о функциях и спецификациях, относящихся к облачным платформам, а не о специфических подходах к реализации решения на оборудовании различных вендоров. Сегодня существует множество видов оборудования «все-в-одном», которые можно рассматривать как ранние прототипы «модульной IaaS» (например, решение FusionCube компании Huawei).

Традиционные вендоры оборудования будут постепенно терять позиции в компетенции, касающейся путей развития технологий на корпоративном рынке. Это вызовет коренные изменения в «отраслевой цепочке» (industry chain) Компетенции традиционных вендоров в части возможных путей развития технологий будут слабеть по двум причинам. Первая: как уже было сказано выше, компании начинают изменять свое «закупочное поведение» и переходят от приобретения отдельных компонент к использованию «модульных IaaS». То есть они перенаправляют свое внимание с оборудования на облачные услуги. Кроме того, облачные системы переходят на Open Source платформы, где OpenStack становится ключевой технологией. В результате традиционные вендоры (например, сетевого оборудования) неизбежно потеряют часть своего влияния. Рост влияния ОТТ также будет приводить к снижению их веса на рынке. Типичный пример – проект открытых вычислений OCP (Open Compute Project), инициированный Facebook, в котором участвует множество компаний.

Пространство для узкоспециализированных вендоров будет сокращаться Как следует из мнений, представленных выше, размер рынка для вендоров, предоставляющих ограниченное число технологий и продуктов, будет сокращаться. Становится понятным, почему так много вендоров озабочены слияниями и поглощениями, реструктуризацией своего бизнеса, и почему они стремятся приобрести влияние в области облачных платформ.

Бизнес интеграторов также будет смещаться в область продаж облачных платформ, от продаж оборудования к продажам облачных услуг и услуг ОТТ. Таким образом, они будут трансформироваться из поставщиков ограниченного набора технологического оборудования (например, для корпоративных сетей) в поставщиков «модульных IaaS».

Прогноз относительно технологий DC 3.0

На сегодня окончательное определение функций и технологий DC 3.0 еще не сложилось. Пока в отрасли лишь укрепилось мнение, что архитектура DC 2.0 не способна удовлетворить будущий взрывной рост трафика данных, и требуется новое решение.

Скорость обработки в публичных облаках в будущем вырастет в сотни, если не в тысячи раз Потребность в сервисах из частного облака оценивается требованиями бизнеса. В случае же публичных облаков необходимо также учитывать объем пользовательской базы, а он может в сотни и тысячи раз превышать число корпоративных пользователей. Поэтому неудивительно, что способность обработки данных в них также должна возрасти в сотни и тысячи раз. Разрыв между требованиями частного и публичного облака все увеличивается. Следовательно, применение принципиально разных архитектур для частных и публичных облаков и их различное использование для разных сегментов рынка было бы правильным подходом. Эта тенденция будет очевиднее при развитии технологий дата-центров следующего поколения.

Закон Мура для уровня систем заменит закон Мура для уровня чипов В соответствии с законом Мура, производительность чипов удваивается каждые 18 месяцев. Теоретически для тысячекратного роста производительности должно потребоваться около 20 лет. Вследствие ограничения числа одновременно выполняемых процессором последовательностей команд (thread) закон Мура на уровне чипов не может быть выполнен для 1000-кратного или даже для 100-кратного увеличения производительности чипа процессора. Следовательно, закон Мура на «чиповом» уровне должен быть заменен соответствующим законом для системного уровня.

Появление гетерогенных «систем на чипе» (System-on-Chip, SoC) неизбежно. В настоящее время для удовлетворения всех требований приложений верхнего уровня используются чипы процессоров общего применения (Generic CPU). Такой подход не срабатывает при создании дата-центров следующего поколения. Для них требуется использование гетерогенных конструкций. Например, мы можем использовать процессор общего применения в комплексе с FPGA, кастомизированными процессорами, или вместе с процессорами на х86. Рынок неуклонно движется в направлении гетерогенных систем, и некоторые проекты уже показали их эффективность. Кроме того, гетерогенность дает диверсификацию. А диверсификация означает конкуренцию, которая, как известно, является двигателем прогресса. Это особенно важно в условиях сегодняшнего рынка, где разработка коммерческих процессоров не может идти в ногу с ростом требований к производительности процессоров в публичных дата-центрах.

Если посмотреть на гетерогенные процессоры сами по себе, можно лучше понять различия между публичными и частными облаками, а также между ОТТ- операторами/ISP-провайдерами и обычными компаниями. Если мы хотим использовать гетерогенные процессоры, необходимо сделать так, чтобы операционная система, промежуточное ПО (middleware) и даже высокоуровневые приложения были достаточно зрелыми для работы с ними. Только ОТТ-операторы имеют возможность осуществлять R&D для достижения такого уровня зрелости. Другие компании должны ждать, пока традиционные вендоры достигнут такого уровня, чтобы синхронизовать свои разработки оборудования и ПО.

Другая тенденция для дата-центров следующего поколения – взаимосоединение (interconnect) «оптика–полупроводник» (SOI, Silicon Optical Interconnect) которое придет на смену электрическому взаимосоединению (EI, Electrical Interconnect).