Un datacenter personale e virtualizzato con E4 VSTONE

Uno dei temi che da alcuni anni a questa parte stanno caratterizzando il mondo dei datacenter, e in generale delle soluzioni server, riguarda la virtualizzazione. Con questo termine si intende un pacchetto di tecnologie, tanto hardware quanto software, che permettono di utilizzare un determinato numero di server per eseguire un numero di servizi sensibilmente superiore a quello dei server fisici a disposizione.

In passato si è sempre utilizzato un approccio, nella definizione dei server presenti in un centro di calcolo, che prevedeva un singolo server responsabile dell'erogazione di uno specifico servizio. Ad esempio, un server dedicato alla gestione della posta elettronica, oppure uno per le code di stampa in un affollato ufficio. Le caratteristiche tecniche dello specifico server, in termini di processore, dotazione di memoria, storage e connettività oltre che di sistema operativo e applicativi è sempre stata studiata in funzione delle necessità dello specifico servizio erogato.

Approcciare in questo modo la divisione dei vari servizi richiesti in un data center permette di ben identificare quale server sia responsabile di uno specifico servizio, ma non porta ad un utilizzo ottimale delle risorse complessivamente a disposizione. Se, ad esempio, il server utilizzato per la gestione della posta elettronica vanta un tasso di occupazione medio del 15% con picchi che raggiungono il 40% ben si capisce come buona parte delle risorse di calcolo a disposizione non vengano sfruttate.

Considerando come in una sala dati i costi sono direttamente dipendenti dal consumo dei server e dal numero di macchine presenti, ben si capisce come sia necessario ridurre al minimo il numero di sistemi presenti per beneficiare di un vantaggio economico nel costo di affitto degli spazi. Non solo: avere un server che viene utilizzato per la maggior parte della propria potenza di elaborazione, lasciando un margine di sicurezza per la gestione di eventuali picchi, è preferibile all'avere lo stesso carico ripartito su diversi server sia per l'inferiore consumo complessivo sia per il costo legato all'acquisto delle macchine.

La regola da seguire, pertanto, è molto semplice: utilizzare il minor numero possibile di server e fare in modo che quelli presenti vengano sfruttati per tutte le risorse di calcolo che mettono a disposizione in modo continuativo. Con un approccio che prevedeva di dedicare un server ad ogni servizio fornito questa logica trova difficilmente riscontro pratico, se non per un ridotto numero di server e di servizi. E' per risolvere questo tipo di esigenza, migliorando l'efficienza complessiva del centro di calcolo, che sono state implementate le tecniche di virtualizzazione.

Preso un datacenter con 10 server, attraverso le tecniche di virtualizzazione è possibile far eseguire a questo parco macchine un numero ben più elevato di servizi. Ogni server fisico gestisce un numero superiore a 1 di server virtuali, quindi di installazioni complete di sistema operativo sulle quali vengono veicolati differenti tipologie di servizi. Nell'esempio precedente, quindi, la gestione della posta elettronica verrà svolta da un server virtuale, installato su un server fisico accanto ad altri server virtuali il cui numero è funzione delle risorse di calcolo complessivamente a disposizione e del tipo di servizi siano stati installati sui server virtuali.

In termini tecnici si parla di operazioni di consolidamento: attraverso tecniche di virtualizzazione i servizi indipendenti tra di loro installati su più server fisici vengono tutti trasferiti su un numero più ridotto di server, sino al caso limite di un solo server fisico che ha installate in server virtuali tutti i servizi gestiti in precedenza dai vari server fisici presenti.

L'evoluzione tecnologica da lato hardware, con la disponibilità di quantitativi di memoria fisica sempre più ampi e di processori che integrano un numero di core sempre più elevato, ha portato in modo pressoché naturale allo studio di tecniche software che permettano di utilizzare più istallazioni di sistema operativo in parallelo, sfruttando un unico hardware sottostante. Anche per questo motivo Intel e AMD hanno integrato, nei propri processori per sistemi server, specifiche funzionalità che migliorano la gestione di virtual machines con l'obiettivo di migliorarne le prestazioni complessive oltre che di estenderne la sicurezza.

Sulla carta sembra tutto semplice e intuitivo: una volta ben definite le specifiche tecniche dei server da utilizzare in ambiente virtualizzato basta installare le varie istanze di sistema operativo e mandare in esecuzionei vari servizi, facendo in modo che ad ogni server virtuale siano assegnate risorse hardware adeguate in funzione del tipo di lavoro che dovrà svolgere così da non ostacolare a sua volta l'esecuzione degli altri server virtuali installati. Sulla carta tutto chiaro, ma all'atto pratico non così intuitivo come può sembrare.

Quali server fisici scegliere per i propri servizi? Quali sono i componenti più importanti tra memoria, processore e storage? Che tipo di software installare per gestire al meglio le differenti virtual machine? Una risposta univoca non può essere data in quanto sono troppe le variabili in gioco. Quello che i fornitori devono quindi provvedere è una proposta che sia da un lato ridiga, così da assicurare compatibilità e stabilità operativa, e allo stesso tempo flessibile in funzione delle specifiche esigenze del cliente. E' a questo obiettivo che ha lavorato E4, azienda italiana da circa un decennio impegnata nel settore dei datacenter, sviluppando E4 VSTONE.

In cosa consiste E4 VSTONE? Questa soluzione, raccontata in poche parole, raccoglie all'interno di un singolo rack o di più rack affiancati tra di loro tutta l'infrastruttura richiesta all'interno di un data center. In un rack E4 VSTONE trovano quindi posto i server, scelti in funzione del tipo di elaborazione che dovrà venir svolta, lo storage per i server, switch, firewall e infrastruttura di rete fino a tutto quello che deve essere messo a disposizione per alimentare l'infrastruttura, comprese anche soluzioni di backup che intervengono in caso di interruzione dell'alimentazione. Quello che dev'essere fornito in sede di installazione sono i due componenti esterni fondamentali a qualsiasi soluzione di calcolo: alimentazione da un lato e connettività dall'altro, oltre ad un ambiente con temperatura controllata.

Alla base di E4 VSTONE troviamo ovviamente le tecniche di virtualizzazione: sono queste che permettono da un lato di fornire con un rack E4 VSTONE un elevato numero di servizi in parallelo, dall'altro di poter collegare tra di loro più rack dello stesso tipo così da estendere le potenzialità offerte dalle proprie risorse di calcolo. La struttura è quindi fornita già in partenza di compatibilità con vmware vSphere5, Microsoft Hyper-V e Citrix XenServer, ferma restando la possibilità per il cliente di verificare specifiche tipologie di applicazioni che devono essere eseguite.

Quali componenti vengono integrati? La scelta è funzione del tipo di destinazione d'uso del sistema, e quindi delle specifiche esigenze dell'azienda nel quale il sistema VSTONE verrà installato, avendo accesso a quelli che sono i principali produttori di componentistica in ambito server.

L'idea di E4 è quindi sulla carta molto semplice: fornire in un singolo kit, in questo caso un armadio rack o una serie di armadi collegati tra di loro, tutti i componenti necessari per gestire le necessità di elaborazione interne all'azienda, sviluppando un proprio datacenter specializzato sulla realtà e sulle necessità aziendali. La configurazione di un data center, piccolo o grande che sia, è frutto ovviamente del lavoro di esperienza di chi progetta e installa l'infrastruttura ma di fatto è generato dal collage di quelle che possiamo definire commodity. I server x86 rack sono uno standard di mercato, con configurazioni hardware che possono essere molto differenti tra di loro ma che di fatto sono uno standard; lo stesso può essere detto dello storage locale o condiviso, oltre che di switch, firewall e infrastruttura di rete.

Per quale motivo un cliente dovrebbe pertanto preferire una soluzione completa, fornita di fatto "chiavi in mano" come E4 VSTONE al posto di procedere internamente alla configurazione del proprio centro di calcolo? Una risposta viene da quella che è stato il feedback ottenuto da E4 in questi anni nel rapporto con i propri clienti per i quali sono state sviluppate soluzioni in cluster di differente complessità. L'esperienza maturata porta a ritenere che in un ambiente di cluster se le cose possono andar male, cioè se sorgono problemi di stabilità operativa in uno o più componenti, queste lo faranno. Se il cluster è frutto di un collegamento tra componenti differenti senza test approfonditi è ipotizzabile che un inconveniente possa sorgere con relativa facilità.

Sono inoltre pochi gli utenti che possono permettersi i lunghi tempi di messa in funzione di un cluster, richiesti per la configurazione e le operazioni di calibrazione dei differenti componenti. Se in ambito accademico i tempi richiesti sono corti, in ambiente di azienda tendono ad essere pari a zero: nel momento in cui l'acquisto di una nuova infrastruttura viene deliberato questa deve essere messa in funzione nel più breve tempo possibile.

Il valore aggiunto fornito da E4 con questa soluzione è quindi legato proprio al testing interno di ogni sistema VSTONE che viene proposto, fatto di un'attenta verifica della compatibilità degli strumenti tra di loro oltre che del corretto bilanciamento tra esigenze specifiche del cliente e costo d'acquisto. VSTONE, inoltre, utilizza per sua natura un approccio open: le tecniche di virtualizzazione permettono infatti di aggiornare rapidamente il sistema in uno o più dei suoi componenti, così da incrementarne le prestazioni velocistiche o la flessibilità d'uso. Un esempio pratico è legato ai dispositivi di alimentazione supplementare: un rack VSTONE può venir ampliato con gruppi di continuità dimensionati specificamente sulle richieste dei vari componenti presenti nell'armadio.

Nell'intervista che qui proponiamo Bruno Generali, Sales Manager Enterpise E4, delina in un incontro con clienti, operatori di settore e stampa alcuni degli elementi tecnici alla base di VSTONE rimarcando come questa proposta bilanci prestazioni e flessibilità d'uso con la massima semplificazione, lato cliente, del processo di installazione e configurazione del proprio personale centro di calcolo.

VSTONE, in sintesi, rappresenta un interessante tentativo di fornire in un singolo prodotto quello che può venir offerto in un datacenter. La risorsa di calcolo, necessariamente limitata quanto a dimensioni complessive ad alcuni armadi rack, può essere integrata nell'azienda qualora sia presente un ambiente adatto per climatizzazione, connettività e alimentazione. Un tradizionale datacenter è l'ambiente preferibile nel momento in cui le risorse di elaborazione siano tali da richiedere la presenza di un elevato numero di server, sparpagliati tra vari armadi rack. Se la necessità è invece più circoscritta, pur con molto hardware in gioco, VSTONE può offrire una soluzione di fatto a scatola chiusa, con la flessibilità necessaria per gli upgrade futuri e la garanzia di tutte le verifiche di compatibilità e stabilità svolte internamente da E4.