Các vấn đề đặt ra đối với trung tâm dữ liệu và kiến trúc mạng trung tâm dữ liệu

1. Các vấn đề đặt ra đối với Trung tâm dữ liệu
Đối với bất kỳ một công ty, doanh nghiệp hay một tổ chức nào, Trung tâm dữ liệu chính là trái tim của hệ thống Công nghệ Thông tin. Mọi hoạt động đều gắn liền với Trung tâm dữ liệu, từ các ứng dụng nghiệp vụ, môi trường làm việc cộng tác đến các ứng dụng tương tác. Trong vòng hơn một thập kỷ qua, sự phát triển của Internet và các công nghệ phát triển ứng dụng dựa trên nền tảng Web làm cho Trung tâm dữ liệu mang tâm chiến lược hơn bao giờ hết.

Các nhà quản lý Trung tâm dữ liệu đang phải đương đầu với những thách thức nhằm đạt được những mục đích trên. Hầu hết các trung tâm dữ liệu đã và đang phát triển rất nhanh chóng để đáp ứng được sự bùng nổ, phát triển về kinh tế, về quy mô tổ chức của các doanh nghiệp. Hậu quả là các ứng dụng thường được phát triển một các độc lập, riêng lẻ, dẫn đến việc sử dụng không hiệu quả, tạo ra các các ốc đảo rời rạc về mặt cơ sở hạ tầng. Mỗi ốc đảo cơ sở hạ tầng được thiết kế thiên về việc phục vụ một ứng dụng nhất định, chính vì vậy một Trung tâm dữ liệu điển hình thường hỗ trợ một tập hợp các hệ điều hành, các hệ thống máy chủ, và các hệ thống lưu trữ khác nhau. Cơ sở hạ tầng hỗn tạp, hỗ trợ các ốc đảo ứng dụng khác nhau, dẫn đến những khó khăn rất lớn khi có yêu cầu thay đổi, hoặc mở rộng Trung tâm dữ liệu cũng như rất tốn kém trong việc quản lý, tích hợp, đảm bảo an ninh và thực hiện sao lưu dự phòng. Hình ảnh của chung của Trung tâm dữ liệu hiện tại như hình C.2.2.1 dưới đây.

Theo ước tính, 70% ngân sách Công nghệ thông tin dành cho việc duy trì môi trường ứng dụng hiện tại. Chính vì vậy các doanh nghiệp cần phải cải thiện hiệu quả hoạt động, vận hành, tối ưu hóa việc sử dụng các nguồn lực của Trung tâm dữ liệu, nhằm dành nhiều ngân sách hơn cho các dự án Công nghệ thông tin mang tính đột phá, giúp cho doanh nghiệp tạo ra doanh thu cao hơn nữa. Thêm nữa, các nhà quản trị Trung tâm dữ liệu cần có một cơ sở hạ tầng kiên cường, có khả năng bảo vệ các dịch vụ và ứng dụng của Trung tâm dữ liệu chống lại các cuộc tấn công về an ninh cũng như sự đình trệ, gián đoạn phục vụ.

Một trong những mục tiêu hết sức quan trọng của Trung tâm dữ liệu là có được một cơ sở hạ tầng thống nhất, có khả năng phối kết hợp chặt chẽ các công nghệ ứng dụng, công nghệ mạng, công nghệ lưu trữ và công nghệ tính toán, là các công nghệ mà đang ngày càng phát triển, cải thiện. Bên cạnh đó cơ sở hạ tầng Trung tâm dữ liệu cần phải tăng cường sức mạnh của hệ thống Công nghệ thông tin, cho phép hỗ trợ ngày càng tốt hơn nữa quá trình hoạt động kinh doanh đang thay đổi.

Để đáp ứng được những mục tiêu quan trọng trên, việc ứng dụng các công nghệ tập trung hóa và ảo hóa vào Trung tâm dữ liệu cho phép chuyển đổi các nguồn lực tính toán cũng như lưu trữ từ các hệ thống rời rạc, cô lập sang thành một trung tâm dịch vụ (service-centric). Khi đó Trung tâm dữ liệu sẽ trở thành một trung tâm tập trung các nguồn lực có thể chia sẻ, bao gồm các thành phần chuẩn hóa, có khả năng tập hợp, phân lớp, cung cấp và truy xuất thông qua một hệ thống mạng thông minh

 

Sự phát triển của xu hướng tập trung hóa và ảo hóa các nguồn lực tại Trung tâm dữ liệu yêu cầu một nền tảng mạng có khả năng đảm bảo an ninh, an toàn, đảm bảo tính kiên cường, và có khả năng mở rộng cao cho Trung tâm dữ liệu.

Cơ sở hạ tầng mạng là một kết cấu cung cấp truy cập an toàn cho người dùng đầu cuối tới các dịch vụ của Trung tâm dữ liệu, và là cơ sở hạ tầng cho việc phát triển, kết nối, và tập trung các thành phần chia sẻ của Trung tâm dữ liệu khi cần, bao gồm các ứng dụng, các hệ thống máy chủ, các thiết bị, và các hệ thống lưu trữ. Một hệ thống mạng Trung tâm dữ liệu được xây dựng và lập kế hoạch tốt cung cấp khả năng bảo vệ sự toàn vẹn của dữ liệu và dịch vụ, tối ưu hóa các ứng dụng về mặt hiệu năng và độ sẵn sàng, cho phép đáp ứng một cách nhanh chóng những yêu cầu thay đổi về mặt thị trường, về mức độ ưu tiên trong kinh doanh, và về sự phát triển công nghệ.

Kiến trúc mạng định hướng dịch vụ (SONA – Service Oriented Network Architecture) của Cisco đưa ra nền tảng định hướng cho các doanh nghiệp nhằm phát triển một hệ thống mạng thông tin thông minh (IIN – Intelligent Information Network), cho phép tối ưu hóa các ứng dụng, các nguồn lực và các quy trình kinh doanh. Kiến trúc mạng định hướng dịch vụ của Cisco (SONA) dựa trên một nguyên tắc cơ bản, đó là bằng việc đầu tư một cách đúng đắn vào hệ thống mạng, một doanh nghiệp có thể tăng năng suất, hiệu quả hoạt động, đảm bảo sự vững vàng và ổn định trong kinh doanh, giảm thiểu chi phí và cải thiện mối liên kết, hiệu chỉnh giữa hệ thống Công nghệ thông tin với mức độ ưu tiên của công việc kinh doanh. Điều này hoàn toàn đúng và hết sức rõ ràng đối với Trung tâm dữ liệu.

Kiến trúc mạng Trung tâm dữ liệu của Cisco (DCNA – Data Center Network Architecture), dựa trên nền tảng Kiến trúc mạng định hướng dịch vụ (SONA), cung cấp cho doanh nghiệp khả năng tập trung hóa, đảm bảo tính liên tục trong hoạt động kinh doanh, đồng thời cho phép hỗ trợ các kiến trúc và công nghệ đang phát triển như kiến trúc định hướng dịch vụ, công nghệ ảo hóa, công nghệ tính toán theo yêu cầu (On-demand Computing), với phương thức tiếp cận theo Kiến trúc. Phương thức tiếp cận theo Kiến trúc cho cho phép các nhà quản trị Trung tâm dữ liệu thực hiện việc xây dựng, triển khai các công nghệ phần mềm, các công nghệ lưu trữ và các công nghệ tính toán một cách linh động, mềm dẻo sao cho cho phù hợp nhất và hỗ trợ tốt nhất các mục tiêu kinh doanh của doanh nghiệp mình.

Bằng việc đề xuất các kiến trúc tham chiếu đã được kiểm nghiệm và công nhận, những mô hình thiết kế thực tế đã được chứng minh, và những mẫu cấu hình chung cũng như cấu hình dành riêng, Cisco giúp các nhà quản trị Công nghệ thông tin tiếp cận với mô hình kiến trúc Trung tâm dữ liệu với sự rủi ro ít nhất, giảm thiểu thời gian và chi phí đầu tư của doanh nghiệp.

Kiến trúc mạng Trung tâm dữ liệu (DCNA) của Cisco cung cấp nền tảng có khả năng mở rộng, cho phép các Trung tâm dữ liệu có thể áp dung và triển khai các công nghệ và hệ thống truyền thống cũng như các công nghệ và hệ thống mới, đang phát triển mạnh. Các công nghệ đó bao gồm:

i) Ứng dụng đa lớp (N-tier Appplications): đảm bảo an ninh cho các khu vực mạng, hỗ trợ các môi trường ứng dụng hai lớp, ba lớp và nhiều hơn nữa bằng việc áp dụng các công nghệ, kỹ thuật nhằm tối ưu hóa độ sẵn sàng của các ứng dụng và độ hiệu dụng của các hệ thống máy chủ cũng như các hệ thống lưu trữ.

ii) Các ứng dụng Web (Web Applications): các công nghệ tối ưu hóa hệ thống máy chủ (Server Optimization) và tăng tốc ứng dụng (Application Acceleration), bao gồm cả các ứng dụng HTML, cung cấp khả năng mở rộng cho hệ thống và cung cấp các ứng dụng đến người dùng cho dù họ ở bất kỳ đâu.

iii) Máy chủ dạng phiến (Blade Servers): kiến trúc Trung tâm dữ liệu cho phép giảm thiểu các rủi ro liên quan đến việc triển khai các máy chủ dạng phiến bằng việc cung cấp nền tảng mạng thông minh, tích hợp công nghệ Ethernet và công nghệ chuyển mạch Infiniband (công nghệ kết nối I/O tốc độ cao) cùng với hướng dẫn triển khai, cho phép tối ưu hóa độ sẵn sàng, độ an toàn và hiệu năng của máy chủ dạng phiến.

iv) Clustering, High-Performance Computing và tính toán mạng lưới (Grid): các giải pháp chuyển mạch lưu trữ, chuyển mạch máy chủ, chuyển mạch dữ liệu năng lực cao, cho dù dựa trên bất kỳ công nghệ nào như công nghệ Ethernet, Infiniband hay Fiber Channel, đều cho phép các ứng dụng có yêu cầu năng lực xử lý cao, yêu cầu cao về dữ liệu và các thiết bị vào ra (I/O) sử dụng các kiến trúc tính toán phân tán và kiến trúc lưu trữ này.

v) Kiến trúc định hướng dịch vụ (SOA – Service Oriented Architecture) và các dịch vụ Web: Kiến trúc mạng Trung tâm dữ liệu (DCNA) tạo điều kiện thuận tiện cho việc triển khai một cách nhanh chóng, an toàn và tin cậy Kiến trúc định hướng dịch vụ SOA bằng việc cho phép triển khai cơ sỏ hạ tầng một cách an toàn, linh hoạt và dễ mở rộng, và tăng cường khả năng tích hợp các ứng dụng với các dịch vụ dựa trên thông điệp (message-based service).

vi) Tính toán dựa trên nền tảng Mainframe (Mainframe Computing): Cisco đề xuất một giải pháp toàn diện về mặt công nghệ hỗ trợ giao thức dành cho Mainframe như SNA (Systems Network Architecture), SNA-to-IP, FICON, GDPS và các dịch vụ cơ bản của Mainframe.