Обзор подходов IMB к построению динамической инфраструктуры обработки информации

Департамент корпоративных систем IBM

«Обзор подходов IBM к построению
динамической инфраструктуры
обработки информации»
Сергей Каплун,
ведущий специалист Департамента
Корпоративных Систем,
IBM Украина
Sergey.Kaplun@ua.ibm.com
Алексей Богачев,
Руководитель Департамента Программного
Обеспечения
Alexey.Bogachev@ua.ibm.com

“Банковские системы и сети”, Ялта, 15 июня 2009 © 2009 IBM Corporation

Департамент корпоративных систем

Эволюция центров обработки данных

I

“В истории уже все было, но народы и правительства никогда не делали выводов
и не извлекали для себя уроков, которые им следовало бы извлечь из истории”.
Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770-1831)


Законы диалектики, проявляющиеся в разных областях.
Радиоэлектроника
Детекторный приемник (кристаллический полупроводник) ->
(отрицание) Электронная лампа –>
(второе отрицание) Транзистор, Микросхемы
Авиация
Воздушный винт (движитель первых летательных аппаратов) ->
(отрицание) I
Турбореактивный двигатель
(второе отрицание) Винтовентилятор



Парус: от “Виктории” Магеллана до ....

I

Космос 1



Public

ЦОД сегодня Internet/
Intranet
Clients
Firewalls Routers
(Layer 3
Switches)

Layer 4-7
SSL Appliances Switches SSL Appliances

Layer 2
Switches
Caching Appliances Caching Appliances

I
Network Application Security Application Web Security File WebSphere
Servers Servers Servers Servers Servers Gateway Servers Application
Servers

Storage
Fibre
Switches

Storage
Fibre
Switches

SAN



Структура затрат на содержание центров обработки
 При сохранении текущей тенденции, стоимость
сервера окажется соизмеримой со стоимостью на
электроснабжение и охлаждение.

 На основании прогноза IDC в 2010 , стоимость
электроэнергии на питание и охлаждение
увеличится на 54%.

 IT руководители определяют электроснабжение
как одну из основных проблем
 Today, 50 cents are spent on Spending I Installed Base
(US$B)
energy for every dollar of Затраты на электроэнергию и охлаждение x4 (M Units)
hardware $300 50
Затраты на управление и администрирование x8
45
$250 Затраты на новое оборудование 40
 By 2010 Energy = 71% of
annum IT spend, 35
$200
 92% of IT Week respondents 30
said IT Director was not $150 25
liable for the utility bill

20
Economist – Average energy $100
costs to rise further 35% to 15
meet 550 ppb CO2 $50 10
5
$0 0

10
01

09
02

03

05

07

08
00

04

06
98

99
97
96

20
20

20
20

20

20

20

20

20

20

20
19

19

19
19

SOURCE: IDC, ‘Worldwide Server Power and Cooling Expense 2006-2010,’ Document #203598, Sept. 2006



Как используется электроэнергия в ЦОД? Based on IBM Server
Consolidation Engagements

100

80

60 Server
40

20
Loads
0

Центр обработки Сервер Typical Utilization
Mainframe 80 – 90%
Unix 10 – 20%
Wintel 5 – 12%

AC/DC Fans; 9%
losses; 25% Используется
Простаивает
80% 20%
HVAC, IT = 3,6% всего
P ro c e s s o r
UPS power
40% 60%
DC/DC
losses; 10%
I
3 0 %
Standby; 2%
Drives; 6%
PCI; 3%
Memory; 11%
Planar; 4%

1 Вт
электроэнергии

27 Вт центра обработки X1,7 16 Вт для питания сервера x3 5 Вт для питания процессора x5 +1 Вт полезного использования

Коэффициент полезного действия
1/27=3.7% http://www.expert.ru/printissues/expert/2007/09/dvigatelnaya_istoriya/
Паровая машина 8-12%, современная паровая турбина 45-47 %, газотурбинная установка + регенератор 55-60%


Человеческий Приблиз.
Технология Типичное время доступа Применение
м-таб емкость

Регистр 100 пикосекунд (100 e-12) 0.1 сек 64 × 64 бит Часть
Процессора процессора

Интегр. L1: ~1, L2-L3: 5-10 наносекунд 10 сек Часть МБ до Часть
Кэш (10 e -9) нескольких процессора
МБ

Память DDR3 ~10-60 наносекунд (60 e -9) ~1-5 мин Десятки – Магистраль
сотни ГБ сервера
I
Сеть Infiniband 8-10 микросекунд (10 e -6) ~3 часа Десятки Магистраль/сеть
Гб/сек

Сеть Ethernet 100 микросекунд (100 e -6) ~30 часов <= 10 Гб/сек Сеть
(10 Гб/сек)

Диск ~6 миллисекунд (6 e -3) ~70 дней Сотни ГБ Сеть

Свет 1 метр в ~ 4000 пикосекунд (4000 e-12) ~4 сек
оптоволокне
“Difficile est proprie communia dicere” Quintus Horatius Flaccus



Почему нужно менять подходы ?
85% простои 70¢ на $1
В распределенных 70% затрат на
системах поддержку IT
доступные
вычислительные
$40 000 000 000 инфраструктуры а не
ее развитие.
ресурсы Поставщики продуктов потребления
используются всего теряют около $40 миллиардов
на 15% ежегодно (или 3.5% выручки) из-за
I
неэффективности управления
поставками.

в 1,5 раза в год 33%
Взрывообразный рост обрабатываемых 33% потребителей прерывают отношения
данных приводит к 54% росту объема с поставщиками услуг из-за выявленных
систем хранения ежегодно. проблем в безопасности информационных
систем.

Может в консерватории что-то исправить? (с) М.М.Жванецкий.



Подходы IBM к построению центров обработки
данных – целостный и интегрированный взгляд
Виртуализация
Управление сервисами
вычислительных
в соответствии с
требованиями бизнеса ресурсов

I

Защищенность и Энергоэффективные
устойчивость к аппаратные средства
изменяющимся условиям и сопровождающая
Архитектура инфраструктура
построения систем
обработки
информации


Построение современных ЦОД – Стадии адаптации

I

Быстрая реакция на
изменяющиеся
требования,
Ускорение
сокращение
развертывания новых
издержек
Эффективность приложений и
и упрощение сервисов



Simplified – Эффективность использования и упрощение
инфраструктуры
 Физическая консолидация и оптимизация
 Виртуализация ресурсов серверов и систем хранения
 Управление системами, сетевым оборудованием,
инфраструктурой

I



Shared – Ускорение развертывания новых приложений и
сервисов
 Виртуализированные пулы ресурсов - “ensembles”
 Интегрированное управление IT сервисами
 Проектирование с учетом экологических требований

I



Dynamic – Быстрая реакция на изменяющиеся условия,
сокращение стоимости IT
 Виртуализация IT сервисов – “clouds”
 Управление сервисами как частью бизнеса
 Сервис-ориентированная архитектура управления
сервисами
 Основа для интеграции в реальном времени
транзакций, информации и аналитики
I



Динамическая инфраструктура
Обеспечение прозрачности, управляемость и
Service Management
автоматизацию бизнес-процессов как сервисов.

Максимизация ценности критических
компонентов бизнеса и IT инфраструктуры на
Asset Management протяжении их жизненного цикла с
использованием систем управления
основными средствами.
Передовые подходы к виртуализации и
консолидации вычислительных ресурсов,
Virtualization направленные на сокращение затрат,
I повышение эффективности использования и
внедрения новых сервисов.

Сокращение энергозатрат и повышение
Energy Efficiency
энергоэффективности.

Поддержка непрерывности функционирования
Business Resiliency бизнеса и IT инфраструктуры и быстрая
адаптируемость к изменяющимся условиям.

Security Соответствие требованиям законодательства, адекватная оценка
рисков и эффективное противодействие атакам на безопасность.

Основа высоконадежного, устойчивого к внешним и внутренним воздействиям,
Information Infrastructure доступа к информации, обеспечивающая надежное, долговременное,
эффективное хранение и исключающая потерю жизненно важных данных



Архитектура Dynamic Infrastructure®
SERVICE REQUESTORS

SERVICE CORE ENTERPRISE
END USERS DEVELOPERS CREATORS OPERATORS ADMINISTRATION

SERVICE MANAGEMENT

RESILIENCE
END
I END
USERS USERS

APPLICATION ARCHITECTURE INFORMATION INFRASTRUCTURE

VIRTUAL IT INFRASTRUCTURE

SERVERS STORAGE NETWORK

BUSINESS
INFRASTRUCTURE
PHYSICAL IT INFRASTRUCTURE

SERVERS STORAGE NETWORK FACILITIES



Как IBM определяет SOA
 Сервис ориентированная архитектура – это каркас для интеграции
бизнес-процессов и поддерживающей их IT-инфраструктуры в форме
безопасных, стандартизированных компонентов – служб, которые могут
использоваться многократно и комбинироваться для адаптации к
изменению приоритетов в бизнесе

I



Вертикальная и горизонтальная масштабируемость
System Z
Power Systems

Partitioning
Scale Up / Консолидированная платформа

Virtualization Clusters
Linux
AIX5L
HPC
Parallel Sysplex
Enterprise SMP
I

High Density
BladeCenter™
Rack Mount
System
X3950m2 x3250
(16 sockets) Rapid Deployment
Switch Integration

Scale Out / Распределенная платформа



Композитный профиль нагрузки
ERP/CRM

 Пики нагрузки со стороны компонентов ПО не
Процент использования

совпадают во времени - композитная нагрузка носит
более равномерный характер и требует избыточных
01:00 03:00 05:00 07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00
вычислительных ресурсов, используемых
Infrastructure
компонентами по мере потребности

4 отдельных сервера или
фиксированных раздела

Процент использования
процессоров

100

80

процессоров
ERP/CRM
Web Services 60

40
I Infrastructure
20

0

01:00

16:00

17:00

18:00

19:00

20:00

21:00

22:00

23:00

24:00
00:00

02:00

03:00

04:00

05:00

06:00

07:00

08:00

09:00

10:00

11:00

12:00

13:00

14:00

15:00
00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00

Core system
Core system Web Services

• Компоненты ПО интегрированы с точки зрения • Серверы и программное обеспечение IBM позволяют
реализуемой бизнес-логики, а не с точки зрения комбинировать разнородную нагрузку, сохраняя
создаваемой нагрузки изолированность приложений в рамках отдельных
• Компоненты размещаются на отдельных серверах экземпляров ОС
или разделах сервера



IBM : 42 летняя история виртуализации
1967 1973 1987 1997 2001 2004 2008

IBM develops IBM IBM introduces
Hypervisor IBM LPAR in Advanced
announces POWER IBM
that would announces POWER4 POWER
first machines LPAR design announces
become VM to do Physical LPAR on the based Virtualization
begins systems with PowerVM™
on the mainframe ships
Partitioning AIX / Linux
mainframe
I

“In our opinion, they [IBM POWER servers] PowerVM on IBM Power Systems
servers
bring mainframe-quality virtualization
capabilities to the world of AIX.”
- Ulrich Klenke, CIO, rku.it

January 2006

Timeline reference http://www.levenez.com/unix/history.html#01
Client quote source: rku.it case study published at http://www.ibm.com/software/success/cssdb.nsf/CS/JSTS-6KXPPG?OpenDocument&Site=eserverpseries



IBM : 42 летняя история виртуализации
System z: “ Золотой стандарт” POWER Systems: Наследование
виртуализации, технологий
надежности и доступности System z для AIX,Linux, I

z/OS™ Linux z/VM AIX Linux i

PR/SM I POWER
Hypervisor Hypervisor

z/990 POWER™
Server Based-Server

Начиная с 1988 г Начиная с 2001 г
Технология, проверенная временем


Какая бывает
виртуализация?
Hardware Partitioning Hypervisor: Type 1 Hypervisor: Type 2

Apps Apps Apps Apps Apps Apps
... ... ...
OS OS OS OS OS OS

Adjustable
partitions Hypervisor
Partition Hypervisor
Controller Host OS

SMP Server SMP Server SMP Server
I
Физические разделы Hypervisor Firmware/Software Hypervisor software
IBM S/370 SI->PP & PP->SI, выполняется сервером выполняется операционной
Sun Domains системой
IBM System z™ PR/SM and zVM™
HP nPartitions IBM PowerVM Editions HP Integrity VM
HP vPartitions Solaris Containers
VMware ESX Server IBM AIX® V6.1 Workload Partitions
Sun Logical Domains (T2000)

“Я пришел к тебе с приветом, я прочел твои тетради:
в прошлом веке неким Фетом был ты жутко обокраден”
Игорь Губерман (1931-)



Архитектура POWER Virtualization
Workload management and provisioning

Virtual
AIX V6 AIX V5.3 Linux IBM i I/O Unassigned
partitions partitions Partitions partitions Server on demand
resources
Linux VEnet
AIX Kernels Kernels SLIC VSCSI
IVM**
Hardware I
Management
Console Virtual Network /Networks
Virtual Storage
(HMC) Hypervisor Virtual Processors Virtual Storage
Processors
Service Memory
Processor
Expansion slots
Local devices and storage

Networks and network storage



Виртуализация систем хранения - SAN Volume Controller

Измения в
системах хранения
без прекращения
доступа к
приложениям

Virtual Virtual Virtual Virtual
Disk Disk Disk
I Disk

SAN
Централизованное
SAN Volume Controller управление пулом
Применение
ресурсов
механизмов Advanced Copy Services
репликации
данных в пуле Storage Pool Комбинирование
систем емкости систем
хранения DS8000 HP хранения из
HDS EMC дисковых систем
DS4000
разных
производителей



Banking CC&I Reference Architecture
Channels
Branches Forms Core Systems
Banking Enterprise
Business Banking
Mgmt Mgmt & Credit
Business Processes Operations
Information
Rules Service Marketing Systems Customer Debt Credit Cards

Engine Processes Processes Relationship General
Risk
Mgmt Ledger

ATMs Electronic Compliance Sales Marketing Fraud
Corporate
Processes
Business Banking
Signature Processes
Partner Decision Retail
Services Support Product Banking
Real Relationship Loan
Process Models Campaign Mgr Management Resource Origination
Utility
Systems 3rd Party Case
Presentation / Interaction Services
Process Manager Products/Svcs Management Regulatory Payments
Call Centers Enterprise Access Services

Thin Service Registry
Service Registry Service Mgmt
Service Mgmt Enterprise
External
Client Enterprise Service Hub
Enterprise Service Bus & Repository
& Repository && Invocation
Invocation Service Bus
Services Gateway

Internet
I
Data Integration/
Information Services FICO
Fico
Customer Credit
Analytics

Banking Industry
Rich Scores
Client
Master

Models
Business Content Demographic
Relationship Insight
Data Mgmt Data
Managers / Mgmt Systems

Agents Search & 3rd party
Discovery Data
Analytics Customer Document
Account Mgmt
Product Systems
Threat &
Fraud
Analytics
Banking Unstructured
Mobile Multi-Channel Data Data Data
Integration Customer Marts
Banking Warehouse
Insight
& Analytics Data Information
Warehousing Foundation

Security, Management & Governance
Governance & Monitoring

25 “Банковские системы и сети”, Ялта, 15 июня& Integration
Rapid Development 2009 © 2009 IBM Corporation

Banking CC&I Reference Architecture … with Product Overlays
Channels Forms Banking Enterprise
Branches Mgmt Lotus Forms
Forms Core Systems Business Banking
Mgmt Business Processes
Information Mgmt & Credit
Operations
Systems
Rules Customer Debt Credit Cards
Rules Service Marketing
Engine Business Rules
Engine Processes Processes Relationship General
Mgmt Risk Ledger

ATMs Electronic Electronic Compliance Sales Business Marketing Fraud
Corporate
Information Management
Processes Processes Banking Systems Retail
Banking
Signature ApproveItSignature
Web Server Process
IBM Information Partner Decision Banking
Models Services Support
(simulated)
Product
Retail
Banking
Framework Real Relationship Loan
Resource

Sametime
Process Models Campaign Mgr Management Loan
Origination
Utility Loan Systems
Systems 3 Party
rd
Case Origination
Customer Presentation / Interaction Services Process Process
Process Manager Products/Svcs P8 Management
FileNet (simulated)
Regulatory Payments
Call Centers Manager Server Process Engine
Enterprise Access Services
Thin
Thin
Client
Client
Enterprise
Enterprise Service Hub
Enterprise Service Bus Service Registry
Service Registry Service Mgmt
Service Mgmt Enterprise
External
Service Bus Enterprise & Repository Service Registry
& Repository && Invocation
Invocation
Business Services Bus
Service
Services Gateway
Service Bus & Repository Fabric
Internet IData Integration/
Portal

Information Services FICO
Fico
Customer Credit
Analytics

Banking Industry
Rich
Rich Master Data Scores
Client
Client Management
Master Content Information Management

Models
Business Content Demographic
Data
Information Management Mgmt
Mgmt IBM Enterprise
Relationship Insight Data
Managers / IBM InfoSphereMgmt Systems Content Management
Systems

Agents Search & MDM Server 3rd party
Discovery Document
Data
Analytics Customer Document
Account Mgmt Capture Encapture
Product Systems
Threat &
Fraud
Analytics
Banking Unstructured
Mobile Multi-Channel Data Data Data
Integration Customer Marts
Banking Warehouse
Insight
& Analytics Data Information
Warehousing Foundation
Business Process
Business Monitor
Security, Management & Governance
Governance & Monitoring Management

26 Software Architect
Rapid Development & Development &
Rapid Integration
“Банковские системы и сети”, Ялта, 15 июня 2009
Business Modeler Integration Developer Integration
Application Developer
© 2009 IBM Corporation


Динамическая инфраструктура…

I

…набор связанных инициатив IBM, составляющих ДНК,
необходимой для процветающей “умной” планеты.

Мы плывем вверх по течению, борясь с огромным потоком дезорганизованности,
который в соответствии со вторым законом термодинамики,
стремится все свести к тепловой смерти - всеобщему равновесию и одинаковости.
… В этом мире наша первая обязанность состоит в том, чтобы устраивать произвольные
островки порядка и системы (Норберт Винер. “Я – математик”. 1950г.)
Департамент корпоративных систем IBM

Спасибо за
внимание!
Сергей Каплун,
ведущий специалист Департамента Корпоративных Систем,
IBM Украина
Sergey.Kaplun@ua.ibm.com
Киев, ул. Глыбочицкая 4,
Артем бизнес-центр

…В мире, где энтропия в целом стремится к возрастанию, существуют местные
и временные островки уменьшающейся энтропии,
и наличие этих островков дает возможность некоторым
из нас доказывать наличие прогресса.
(Норберт Винер “Кибернетика и общество”. 1950г.)

Обзор подходов IMB к построению динамической инфраструктуры обработки информации

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Обзор подходов IMB к построению динамической инфраструктуры обработки информации

Similar to Обзор подходов IMB к построению динамической инфраструктуры обработки информации (20)

More from Nick Turunov

More from Nick Turunov (20)

Обзор подходов IMB к построению динамической инфраструктуры обработки информации