Aprovechando las tendencias tecnológicas de la computación en la nube

Hola, un placer verte por aquí. Te habla Simón Sánchez y esta vez te voy a hablar sobre Aprovechando las tendencias tecnológicas de la computación en la nube

El surgimiento de la computación en la nube como una forma de construir y brindar servicios de TI de pago siempre activos se ha convertido en uno de los temas más candentes de este año. Los principales actores, incluidos Amazon, EMC, Google e IBM, han promovido ofertas que proclaman el procesamiento, el almacenamiento, la base de datos y los servicios web relacionados en una escala casi infinita que los desarrolladores talentosos pueden aprovechar fácilmente con un navegador.

Este documento se centrará específicamente en cómo las empresas comerciales y de escala web pueden aprovechar las tendencias actuales en la tecnología de computación en la nube para crear una nueva clase de centros de datos que sean más autónomos y dinámicos que las implementaciones tradicionales. También examinará cómo los nuevos modelos de computación en la nube permiten una rápida escalabilidad y reasignación de recursos a una amplia variedad de clientes, brindando beneficios de costos y agilidad a los proveedores de servicios de computación en la nube. Y, en particular, exploraremos cómo el cambio en las cargas de trabajo de las aplicaciones está impulsando la necesidad de servicios de archivos acelerados para mantener un rendimiento optimizado.

En primer lugar, analizaremos las empresas e implementaciones que se citan con más frecuencia en la computación en nube, la última de las cuales generalmente se divide en tres categorías de nube: aplicaciones, plataformas e infraestructura.

En la categoría de aplicaciones, Salesforce.com se destaca como el principal ejemplo de prestación de un servicio específico para su uso en Internet. En el lado de la plataforma, App Engine de Google representa el acceso de nivel de desarrollador a una variedad de funciones de procesamiento, base de datos y almacenamiento dentro de un marco específico. En el caso de Google, ese marco se basa principalmente en el lenguaje de programación Python, pero también existen otras opciones en diferentes proveedores de servicios. Desde una perspectiva de infraestructura, Amazon ofrece un conjunto completo de ofertas desde potencia de CPU sin procesar (EC2) hasta bloques de almacenamiento de datos (S3) a través de su unidad de servicios web.

Por supuesto, los límites entre estas empresas y categorías pueden difuminarse fácilmente. Salesforce.com ofrece su versión de una plataforma a través de su iniciativa Force.com. Y Amazon ofrece más que solo CPU y almacenamiento con servicios como SimpleDB, esencialmente brindando funcionalidad de base de datos como plataforma. Pero las categorías básicas funcionan para definir la funcionalidad, incluso entre empresas.

Figura 1: Segmentos de computación en la nube

Características comunes de los proveedores de la nube

Todos los principales actores que ofrecen servicios en la nube (incluidas aplicaciones, plataformas e infraestructura) comparten enfoques arquitectónicos comunes en beneficio de cualquier centro de datos empresarial o de escala web. Estos incluyen la capacidad de:

  • Escalabilidad: aumente rápidamente las cargas de trabajo y los usuarios simultáneos a la vez que admite un servicio sólido y continuo.
  • Combine múltiples cargas de trabajo: adáptese a diferentes tipos de cargas de trabajo en múltiples instancias de una sola aplicación o múltiples aplicaciones.
  • Reducción de costos y menor espacio: reduzca los costos a través de plataformas de hardware comunes y una mayor densidad de rack para minimizar los costos de energía, espacio y enfriamiento.
  • Brinde servicio de manera confiable: respalde un servicio sin interrupciones para que las empresas que dependen de las ofertas en la nube puedan brindar operaciones sin problemas.
  • Esté preparado para los datos: Esté preparado para manejar grandes picos y volúmenes de almacenamiento, así como la capacidad de buscar, localizar y recuperar rápidamente estos datos.
  • Distribuya los recursos de manera flexible: asigne y reasigne recursos de hardware y software mediante el uso de tecnologías de virtualización o un enfoque basado en bloques que permita una fácil reutilización.

Adoptar enfoques arquitectónicos de computación en la nube

Existen varios enfoques para construir centros de datos de computación en la nube. Un enfoque consiste en diseñar todo desde cero, incluidos los sistemas de archivos, la tecnología de agrupación en clústeres y el software de aplicación, como es el caso de Amazon o Google. Estas empresas han hecho de la escalabilidad de sus infraestructuras informáticas una de las principales prioridades comerciales y han invertido mucho en investigación y desarrollo tecnológico.

Otros enfoques hacen uso de ofertas más disponibles comercialmente. Por ejemplo, las soluciones de virtualización son un factor clave en la asignación rápida de recursos, como instancias de servidor, dentro de un grupo de cómputo para lograr flexibilidad y ahorro de costos, y están disponibles en implementaciones comerciales y de código abierto. Los productos de hardware y software que brindan una funcionalidad similar a nivel de red o almacenamiento complementan la flexibilidad de un extremo a otro del centro de datos.

Tanto el enfoque de oferta básico como el comercial apuntan a arquitecturas autorreparables, soporte para acuerdos de nivel de servicio bien definidos y la capacidad de manejar un gran número de usuarios concurrentes. También existen objetivos de eficiencia energética que se logran mediante la agrupación de recursos informáticos en menos centros de datos grandes, aprovechando el hardware, el software y la infraestructura de red estándar de la industria, y siendo capaz de manejar la proliferación de volúmenes de datos en rápido crecimiento.

Aceleración de archivos para centros de datos de computación en la nube

De particular interés para los arquitectos de centros de datos es cómo optimizar la infraestructura de almacenamiento para manejar los requisitos de computación en la nube descritos anteriormente. Básicamente, esto representa la capacidad de que más usuarios accedan a un grupo de almacenamiento más grande mientras mantienen los niveles más altos de servicio.

Cambio de cargas de trabajo

Antes de analizar los detalles arquitectónicos, debe echar un vistazo rápido a las cargas de trabajo cambiantes. Parte del impulso de la computación en la nube se basa en estos cambios radicales, como se muestra en la Figura 2. En las primeras etapas, los usuarios estaban conectados a datos únicos en sus computadoras. A medida que la web evolucionó, pasamos al contenido compartido y consolidado. Ahora estamos en una fase de entrega de contenido dinámico que a menudo empuja la infraestructura actual más allá de lo que inicialmente era capaz de manejar.

Figura 2: Cambiar las cargas de trabajo conduce a una mayor interactividad

Desafíos de la arquitectura actual

Debido a los cambios en la carga de trabajo que enfrentan las empresas de escala empresarial y web, están surgiendo nuevos desafíos dentro de las arquitecturas informáticas actuales. Uno de los desafíos más urgentes son los cuellos de botella en el acceso a los archivos. En pocas palabras, cuando decenas a cientos de servidores intentan acceder a los mismos datos, pueden producirse cuellos de botella de E / S o de almacenamiento porque los sistemas de almacenamiento subyacentes basados ​​en disco no pueden seguir el ritmo de la enorme cantidad de Potencia de cómputo a nivel de servidor, como se muestra en la Figura 3. Esto a menudo conduce a un aprovisionamiento excesivo de almacenamiento y es costoso.

Pero el principal impacto de este cuello de botella en el acceso a archivos es la mala experiencia del usuario final para los usuarios de aplicaciones a escala web o la baja productividad para los clientes de aplicaciones empresariales. De cualquier manera, los retrasos causados ​​por un rendimiento deficiente de las aplicaciones tienen un impacto directo en el negocio.

Figura 3: Desafíos de las arquitecturas actuales

Nuevas opciones para proporcionar servicios de archivos acelerados con almacenamiento en caché centralizado

Muchos centros de datos empresariales y de escala web están resolviendo cuellos de botella de acceso a archivos con almacenamiento en caché centralizado, en particular enfoques basados ​​en memoria y centrados en la red.

Al insertar un grupo de memoria compartida de alta velocidad en la red para que funcione como un espacio de nombres de almacenamiento en caché central, los administradores del centro de datos pueden aumentar instantáneamente el rendimiento de las aplicaciones con restricciones de E / S. Por ejemplo, una aplicación en funcionamiento en varios servidores que requieren acceso a un almacén de archivos consolidado ahora se pueden recuperar archivos de 10 a 50 veces más rápido que si los servidores estuvieran en un sistema de almacenamiento convencional basado en disco. El dispositivo de almacenamiento en caché mantiene los archivos solicitados con frecuencia, o partes de archivos, en la memoria para proporcionar estas mejoras. Y debido a que el dispositivo de almacenamiento en caché mantiene automáticamente el contenido actualizado según los patrones de uso, no se requiere una administración activa continua.

Los dispositivos de almacenamiento en caché centralizados se integran fácilmente con los conceptos básicos de las arquitecturas de computación en la nube, como se muestra en la Figura 4.

Figura 4: El almacenamiento en caché centralizado se adapta a las arquitecturas de computación en la nube

Escalera

Al proporcionar datos desde la memoria, en comparación con los discos mecánicos, los dispositivos de almacenamiento en caché escalables pueden admitir miles de conexiones simultáneas a servidores y aplicaciones web. Esto le permite manejar cargas más altas sin tener que aprovisionar en exceso los discos.

Gestionar cargas de trabajo mixtas

Debido a que los dispositivos de almacenamiento en caché basados ​​en memoria ofrecen tiempos de respuesta de baja latencia, pueden admitir fácilmente cargas de trabajo mixtas en un solo dispositivo. Un dispositivo de almacenamiento en caché puede admitir varios servidores web, aplicaciones y bases de datos, así como varios sistemas de archivos, incluidos los sistemas de archivos agrupados.

Menor costo total y menor huella

En comparación con intentar diseñar para operaciones de E / S altas por segundo desde discos, un dispositivo de caché basado en memoria reduce drásticamente el costo total y el espacio requerido para cumplir con estos requisitos de rendimiento. Cuando se implementa como un recurso de red, un dispositivo de almacenamiento en caché basado en memoria garantiza una alta utilización y eficiencia.

Entrega de servicios confiable

Los dispositivos de almacenamiento en caché ayudan a descargar los sistemas de almacenamiento de las cargas de trabajo intensivas de E / S, lo que esencialmente simplifica el tráfico de E / S para garantizar una entrega de servicios confiable. Donde en el pasado, las cargas de E / S excesivas pueden sobrecargar los sistemas basados ​​en disco y conducir a un escaneo, la integración de esos sistemas con dispositivos de almacenamiento en caché basados ​​en memoria proporciona el poder para garantizar un servicio continuo.

Disponibilidad de datos (grandes volúmenes, archivos con una gran cantidad de archivos)

Los dispositivos de almacenamiento en caché permiten la disponibilidad de datos tanto para grandes volúmenes de datos como para archivos con una gran cantidad de archivos. Para implementaciones de alta capacidad, los dispositivos de almacenamiento en caché complementan perfectamente el almacenamiento en disco de alta capacidad y bajo costo, como SATA, y brindan un rendimiento dinámico desde ese almacenamiento. Para instalaciones con una gran cantidad de archivos, los dispositivos de almacenamiento en caché almacenan en caché la información del índice, lo que acelera la búsqueda, ubicación y entrega de archivos.

Distribución flexible

La implementación de nuevas aplicaciones puede ser un proceso engorroso cuando el almacenamiento debe configurarse para el rendimiento. Con un dispositivo de almacenamiento en caché, prácticamente cualquier nivel de rendimiento de almacenamiento se puede implementar instantáneamente para proporcionar suficiente E / S para la aplicación. De esta forma, los arquitectos no tienen que aprovisionar en exceso el almacenamiento para IOPS.

Conclusiones

Los centros de datos de computación en la nube representan una nueva ola de arquitecturas de computación escalables que entregan más datos a más usuarios de manera más rentable que nunca. Prestar atención a las tendencias tecnológicas detrás de los aspectos del centro de datos de la computación en la nube permite a las empresas utilizar las mismas técnicas para crear una infraestructura de bajo costo y gran escala. A medida que cambien los modelos de tráfico de aplicaciones, especialmente los modelos de almacenamiento y E / S, los beneficios de replicar estos enfoques en la nube serán cada vez más importantes.

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