زیرساخت فراهمگرا (HCI) چیست؟
Hyperconverged Infrastructure به معنای زیرساخت فراهمگرا یا فوق همگرا است که به اختصار با HCI نیز نمایش داده می‌شود. HCI ترکیبی از سرورها و فضای ذخیره‌سازی در یک پلتفرم زیرساخت توزیع شده است که با نرم‌افزاری هوشمند برای ایجاد بلوک‌های ساختمانی انعطاف‌پذیراستفاده می‌شود. HCI جایگزین زیرساخت‌های قدیمی متشکل از سرورهای جداگانه، شبکه‌ها و آرایه‌های ذخیره‌سازی می‌شود.
پلتفرم‌های فراهمگرا شامل یک هایپروایزر(Hypervisor) برای محاسبات مجازی، ذخیره‌سازی تعریف شده توسط نرم‌افزار و شبکه مجازی‌سازی شده است. آن‌ها معمولا بر روی سرورهای استاندارد و غیر اختصاصی رایج اجرا می‌شوند و چندین گره را می‌توان برای ایجاد مجموعه‌هایی از منابع محاسباتی و ذخیره‌سازی مشترک که برای مصرف راحت طراحی شده‌اند، دسته‌بندی کرد.
استفاده از سخت‌افزار آماده و رایج، که توسط یک فروشنده پشتیبانی می‌شود، زیرساختی را ایجاد می‌کند که نسبت به زیرساخت‌های ذخیره‌سازی سازمانی سنتی انعطاف‌پذیرتر بوده و مدیریت آن ساده‌تر است. فراهمگرایی می‌تواند چابکی زیرساخت‌های ابر عمومی را برای رهبران فناوری اطلاعات که پروژه‌های مدرن‌سازی مرکز داده را آغاز می‌کنند، بدون از دست دادن کنترل بر سخت‌افزار در محل خود، به ارمغان بیاورد.
زیرساخت فراهمگرا چگونه کار می‌کند؟
HCI کل پشته مرکز داده، از جمله محاسبات، ذخیره‌سازی، شبکه ذخیره‌سازی و مجازی‌سازی را همگرا می‌کند. به طور خاص، سخت‌افزار سرور مرکز داده را با دستگاه‌های ذخیره‌سازی متصل محلی ترکیب می‌کند و با قدرت گرفتن از یک لایه نرم‌افزاری توزیع‌شده برای حذف نقاط مشکل مشترک مرتبط با زیرساخت‌های قدیمی عمل می‌کند. زیرساخت قدیمی پیچیده و گران‌قیمت با یک پلتفرم توزیع‌شده که بر روی سرورهای استاندارد رایج اجرا می‌شود، جایگزین شده و شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا حجم کاری خود را به‌طور دقیق برآورد و در صورت نیاز به‌صورت انعطاف‌پذیر مقیاس‌بندی کنند. هر سرور که به عنوان یک گره نیز شناخته می‌شود، شامل پردازنده‌های x86 با SSD و HDD است. نرم‌افزاری که روی هرگره اجرا می‌شود، تمام کارکردهای عملیاتی را برای عملکرد و انعطاف‌پذیری برتر در سراسر خوشه توزیع می‌کند.
پیکربندی‌های پلتفرم سخت‌افزاری برای تناسب با هر حجم کاری با مقیاس‌گذاری مستقل منابع مختلف (CPU، RAM و ذخیره‌سازی) در دسترس هستند و می‌توانند با یا بدون GPU برای افزایش سرعت محاسبات گرافیکی ارائه شوند. همه گره‌ها شامل فلش برای بهینه سازی عملکرد ذخیره‌سازی هستند و گره‌های تمام فلش برای ارائه حداکثر توان ورودی/خروجی با حداقل تأخیر برای همه برنامه‌های سازمانی در دسترس هستند.
راهکارهای HCI علاوه بر فضای ذخیره‌سازی و پلتفرم محاسباتی توزیع‌شده، شامل یک صفحه مدیریتی نیز می‌شوند که به شما امکان می‌دهد به راحتی منابع HCI را از یک رابط واحد مدیریت کنید. این ویژگی نیاز به راهکارهای مدیریت جداگانه برای سرورها، ذخیره‌سازی، شبکه‌های ذخیره‌سازی و مجازی‌سازی را از بین می‌برد.
تولد فناوری فراهمگرایی
زیرساخت مرکز داده که از دهه ۹۰ بر اساس SAN Storage طراحی شد تا از داده‌ها محافظت کرده و پایگاه‌های داده‌های حیاتی را راه اندازی کند، با انفجار مجازی‌سازی در اوایل دهه بعدی فراگیر شد. اما از آنجایی که سازمان‌ها به طور فزاینده‌ای به فناوری وابسته شده‌اند، زیرساخت‌های سنتی مبتنی بر SAN دیگر نمی‌توانند نیازهای مربوط به فناوری اطلاعات را برآورده کنند. این وضعیت علاوه بر پیچیدگی، ناخوشایند است و نمی‌تواند آنقدرکه تیم‌های فناوری اطلاعات برای همگام شدن با اولویت‌های تجاری در حال تغییر به آن نیاز دارند، انعطاف‌پذیر یا کارآمد باشد.
بزرگ‌ترین شرکت‌های وب دنیا مدت‌ها قبل‌تر از روبرو شدن بازار با واقعیات مربوط به محدودیت‌های زیرساخت‌های سنتی، با آن مواجه شدند و فناوری‌های سیستم‌های توزیع‌شده را برای مقابله با چالش‌های مقیاس‌پذیری، قابلیت اطمینان و کارایی عملیاتی خود توسعه دادند.
در سال ۲۰۰۹، مهندسان بسیاری از این شرکت‌های در مقیاس وب دریافتند که فناوری‌هایی که برای حل چالش‌های عملیاتی خود توسعه داده‌اند، در کل بازار قابل اجرا هستند. اصول آوردن این فناوری‌ها به محاسبات سازمانی نیازمند رویکرد جدیدی بود و مفهوم HCI متولد شد.
امروزه، HCI زیرساخت انتخابی برای شرکت‌هایی است که می‌خواهند در بازار رقابتی باقی بمانند و با واقعیت‌های در حال تغییر چشم انداز فناوری تکامل یابند. در حالی که تاریخ واقعی و شخصی که برای اولین بار اصطلاح hyperconvergence را ابداع کرد، قابل بحث است، Nutanix اولین شرکت فناوری بود که در سال ۲۰۱۱ یک محصول خاص HCI به نام Complete Cluster را وارد بازار کرد.
مقاله پیشنهادی“Veritas NetBackup چیست؟”
فراهمگرایی چه تفاوتی با زیرساخت‌های همگرا دارد؟
HyperConvergence یا فراهمگرایی سطوح عمیق‌تری از مفهوم و اتوماسیون را به زیرساخت‌های همگرای ساده اضافه می‌کند. زیرساخت همگرا شامل یک بسته از پیش پیکربندی شده نرم‌افزار و سخت‌افزار در یک سیستم واحد برای مدیریت ساده است. در یک زیرساخت همگرا، اجزای محاسبات، ذخیره‌سازی و شبکه گسسته هستند و می‌توانند از هم جدا شوند.
در یک محیط فراهمگرا، اجزا را نمی توان از هم جدا کرد. عناصر تعریف شده توسط نرم‌افزار به صورت مجازی و با ادغام یکپارچه در محیط Hypervisor پیاده سازی می‌شوند. این به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا به راحتی ظرفیت خود را با استقرار ماژول‌های اضافی افزایش دهند.
مزایا و معایب زیرساخت فراهمگرا چیست؟
زیرساخت فراهمگرا در مقایسه با سیستم‌های قدیمی، سادگی و انعطاف‌پذیری را ارائه می‌دهد. ذخیره‌سازی یکپارچه، سرورها و سوئیچ‌های شبکه طوری طراحی شده‌اند که به عنوان یک سیستم واحد، در تمامی نمونه‌های زیرساخت‌های فراهمگرا مدیریت شوند.
قابلیت‌های مدیریت ذاتی، استفاده آسان را ممکن می‌سازد و انتظار می‌رود که ذخیره‌سازی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار مقیاس‌پذیری و کارایی بیشتری را برای منابع به همراه داشته باشد. شرکت‌ها می‌توانند کار خود را با منابع کوچک را راه اندازی کنند و در صورت نیاز منابع خود را افزایش دهند. فروشندگان HCI ادعا می‌کنند با استفاده از محصولاتشان، صرفه جویی در هزینه‌های بالقوه را در زمینه‌هایی از جمله قدرت و فضای مرکز داده، نیروی کار فناوری اطلاعات و اجتناب از نرم‌افزارهای دارای مجوز مانند پشتیبان گیری یا ابزارهای بازیابی فاجعه، به همراه دارد.
معایب HCI ناشی از پیوستگی به سیستم‌های کاملا یکپارچه‌ای است که خریداری کرده‌اید. شما نمی‌توانید اجزای جداگانه را ارتقا دهید، به این معنی که اگر، برای مثال، به فضای ذخیره‌سازی بیشتری نیاز دارید، ممکن است متوجه شوید که همزمان در حال خرید یک CPU قدرتمندتر هم هستید. در نهایت، ممکن است با این حقیقت روبرو شوید که به جای کاهش واقعی هزینه‌ها، محل آن‌ها را تغییر می‌دهید. HCI همچنین توانایی شما را برای استفاده مجدد از سخت‌افزار موجود که قبلا روی آن سرمایه‌گذاری کرده‌اید محدود می‌کند.
پیوند بین فراهمگرایی و ابر
سازمان‌ها به طور فزاینده‌ای از سرویس‌های ابری عمومی مانند خدمات وب آمازون، مایکروسافت آژور و گوگل کلود برای استقرار برنامه‌های کاربردی فناوری اطلاعات برای اجرای تجارت خود استفاده می‌کنند. سرویس‌های ابری عمومی انعطاف‌پذیر و پویا هستند و سازمان‌ها را قادر می‌سازند تا به صورت پویا با نیازهای در حال تغییر کسب‌و‌کار سازگار شوند.
اما با وجود افزایش انعطاف‌پذیری، رایانش ابری چالش‌های خاص خود را دارد. ساختن و استقرار برنامه‌های کاربردی در ابرهای عمومی به مجموعه مهارت‌های تخصصی نیاز دارد که با توانایی‌های تیم‌های سنتی فناوری اطلاعات تفاوت دارد و نیاز به تخصص را در سازمان‌هایی که قبلا به شدت تحت فشار قرار گرفته‌اند، افزایش می‌دهد. علاوه بر این، استفاده از منابع ابر عمومی گران‌تر از زیرساخت‌های داخلی است و چالش‌های کنترلی و امنیتی ایجاد می‌کند.
زیرساخت‌های فراهمگرا توسط بسیاری از فناوری‌های سیستم‌های توزیع شده مشابه با ابرهای عمومی پشتیبانی می‌شود و سازمان‌های فناوری اطلاعات را قادر می‌سازد تا ابرهای خصوصی بسازند که مزایای رایانش ابری را در مراکز داده سازمان‌ها به ارمغان می‌آورد. خدمات زیرساختی فراهمگرا را می‌توان به ابرهای عمومی برای زیرساخت ابری ترکیبی واقعی گسترش داد که به برنامه‌ها امکان استقرار و مدیریت با ابزارها و رویه‌های مشابه را می‌دهد و در عین حال انتقال داده‌ها و سرویس‌ها را در میان ابرها آسان می‌کند.
فراهمگرایی مناسب چه نوع حجم کاری است؟
سیستم‌های HCI در ابتدا زیرساخت دسکتاپ مجازی (VDI) و سایر حجم‌های کاری چند منظوره که میزان نیازشان به منابع نسبتا قابل پیش‌بینی بود، را هدف قرار دادند. با گذشت زمان HCI از یک راه حل تخصصی برای VDI به پلتفرم‌های مقیاس پذیر برای برنامه‌های کاربردی سازمانی، پایگاه داده و ابر خصوصی تبدیل شد. حجم‌های کاری رایجی که بر روی سیستم‌های فراهمگرا اجرا می‌شوند شامل پایگاه‌های داده، خدمات فایل و چاپ، پلتفرم‌های همکاری مانند Exchange یا SharePoint، نرم‌افزارهای بسته بندی شده تجاری مانند SAP یا Oracle، تجزیه و تحلیل و حجم‌های کاری تحت وب مانند LAMP stack یا سرورهای وب می‌باشد.
چند پیشرفت کلیدی HCI را برای حجم کاری بیشتر جذاب‌تر کرده است. یک مورد توانایی مقیاس مستقل محاسبات و ظرفیت ذخیره سازی، از طریق یک مدل تفکیک شده است. مورد دیگر، توانایی ایجاد یک راه‌حل فراهمگرا با استفاده از NVMe (مشخصات رابط منطقی باز دستگاه برای دسترسی به رسانه‌های ذخیره‌سازی non-volatile متصل شده از طریق گذرگاه PCI Express) بر روی fabricها.
سباستین لاگانا مدیر تحقیقات بسترهای زیرساخت و فناوری، در شرکت تحقیقاتی IDC می‌گوید: به‌طور کلی، اکنون درک بیشتری از ارزش HCI وجود دارد، مخصوصا برای شرکت‌های کوچک‌تر که ممکن است نیازی به زیرساخت مرکز داده در مقیاس کامل نداشته باشند، اما می‌خواهند تا حدودی کنترل بر محیط‌های خود را حفظ کنند. لاگانا می‌گوید: استفاده روزافزون از محیط‌های ابری هیبریدی توسط شرکت‌ها نیز به خوبی با مرکز داده تعریف‌شده توسط نرم‌افزار مطابقت دارد، که مطمئناً HCI بخش بزرگی از آن است.
زیرساخت فراهمگرا چگونه فروخته می‌شود؟
زیرساخت فراهمگرا به عنوان یک ابزار، یک معماری مرجع یا به عنوان یک مدل صرفا نرم‌افزاری در دسترس است. قابلیت‌های ارائه شده همراه هر راهکار مانند deduplication، فشرده‌سازی، حفاظت از داده‌ها، snapshotها، بهینه‌سازی WAN و پشتیبان‌گیری/بازیابی از فاجعه، پیشنهادهای فروشندگان را متمایز می‌کند.
سخت‌افزار HCI معمولا به شکل یک دستگاه یکپارچه، یک بسته سخت‌افزار/نرم‌افزاری است که توسط یک فروشنده ساخته و تحویل می‌شود. فروشندگان اصلی نرم‌افزار HCI شرکت‌های Nutanix و VMware هستند، در حالی که بازار سخت‌افزار مربوط، تحت سلطه HPE، Dell و Cisco است. HCI مبتنی بر دستگاه، به صورت آماده استفاده ارائه می‌شود و سطوح عملکرد تضمین شده توسط فروشنده را ارائه می‌دهد. در این حالت برای استفاده، تنها به صرف مقدار کمی زمان برای نصب و پیکربندی نیاز است.
دارن رایت، رئیس D2 Technology که یک شرکت مشاوره فناوری اطلاعات است، توضیح می‌دهد: «نیازی نیست کاربران در مورد سخت‌افزار نگرانی داشته باشند، زیرا فروشنده همه چیز را مد نظر قرار داده است. او می‌افزاید: از آنجایی که آن‌ها سیستم‌های بسته هستند، فروشندگان کنترل بهتری بر سخت‌افزار دارند، که عیب‌یابی و بهینه‌سازی عملکرد را آسان می‌کند.»
یک راهکار صرفا نرم‌افزاری به مشتریان اجازه می‌دهد تا HCI را بر اساس فناوری خود به کار بگیرند. فروشندگان نرم‌افزار HCI عبارتند از Maxta و VMware (vSAN). طرفداران این روش می‌گویند که یک رویکرد زیرساختی فراهمگرا مبتنی بر نرم‌افزار انعطاف پذیری بیشتری را ارائه می‌دهد.
لری چپمن، مدیر زیرساخت فناوری اطلاعات در آزمایشگاه‌های Trusource، یک شرکت خدمات پشتیبانی فنی که از فناوری‌های IoT پشتیبانی می‌کند، می‌گوید: «من می‌توانم هر فروشنده سروری را که می‌خواهم انتخاب کنم و حتی فروشنده‌های سرور را در هر زمان تغییر دهم. نیازی به نگه داشتن همان فروشنده سرور یا حتی همان نسل چیپست اینتل نیست.» چپمن همچنین این واقعیت را دوست دارد که او صاحب مجوز نرم‌افزار است. او می‌گوید: «ما می‌توانیم این مجوز را به یک سرور جدید منتقل کنیم.»
محصولات HCI مبتنی بر نرم‌افزار همچنین می‌توانند برای مطابقت با نیازهای CPU، حافظه و فضای ذخیره‌سازی مشتری بدون نیاز به تامین بیش از حد، پیکربندی شوند. این امر به پذیرندگان اجازه می‌دهد تا به راحتی بزرگ یا کوچک شوند، که می‌تواند مدیریت HCI مبتنی بر نرم‌افزار را آسان‌تر کرده و کارکرد با هزینه کمتری را برایشان به ارمغان بیاورد.
جمع بندی؛ فراهمگرایی رو به رشد
فراهمگرایی برای شرکت‌هایی که به پتانسیل آن برای تسهیل مدیریت، ساده‌سازی استقرار حجم‌های کاری جدید و بهینه‌سازی هزینه‌های زیرساخت توجه می‌کنند گزینه‌ای ایده‌ال است. اگر به شواهدی نیاز دارید که نشان می‌دهد HCI جای پای خود را در دنیای فناوری محکم کرده است، کافیست بدانید که گارتنر به این فناوری ربع جادویی مخصوص به خودش را اختصاص داده است. بررسی‌های محققان پیش‌بینی می‌کند که بازار HCI شاهد نرخ رشد ترکیبی سالانه ۲۴ درصدی در این دهه خواهد بود که ارزش بازار آن را تا سال ۲۰۲۸ به ۴۲ میلیارد دلار خواهد رساند.
