Tốc độ mạng nhanh hơn thúc đẩy thế hệ trung tâm dữ liệu tiếp theo

Tốc độ mạng như vậy được thiết lập để kích hoạt nhiều khả năng công nghệ mới. Các doanh nghiệp không đủ khả năng sẽ bị tụt lại, vì họ phải tính đến việc bắt kịp với các công nghệ mới được áp dụng rộng rãi do bối cảnh thị trường cạnh tranh. Do đó, trọng tâm của các doanh nghiệp đã trở nên rõ ràng và tập trung; nhằm liên tục đáp ứng nhu cầu của khách hàng với các dịch vụ kỹ thuật số sinh lợi và thúc đẩy các doanh nghiệp đi trước để đạt được lợi thế cạnh tranh.

Để phù hợp với xu hướng này, các doanh nghiệp đã bắt đầu tối ưu hóa và thiết kế lại trung tâm dữ liệu của họ để xử lý một lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi số lượng thiết bị tiêu dùng ngày càng tăng. Rõ ràng là các doanh nghiệp chuyển đổi trung tâm dữ liệu để giải quyết nhu cầu nâng cấp. Một quá trình chuyển đổi sẽ liên quan đến việc sử dụng:

• Các chức năng mạng ảo (VNFS), thay thế phần cứng máy chủ bằng các gói dựa trên phần mềm cho công việc cụ thể nhằm ảo hóa chức năng mạng (NFV)
• Mạng được điều khiển bằng phần mềm (SDN) để giành quyền kiểm soát trung tâm của mạng bằng cách sử dụng tập hợp giao diện  lõi sẽ cho phép quản trị viên xác định các hoạt động mạng và chính sách bảo mật
• Phối hợp liền mạch giữa một số thành phần mạng bằng ONAP, ETSI OSM, Cloudify
• Khối lượng công việc (VM và Container) và quản lý trung tâm dữ liệu bằng cách triển khai OpenStack, Azure Stack, Amazon S3, CloudStack và Kubernetes. Các Container đang được áp dụng rộng rãi do các tính năng như khởi tạo nhanh hơn, tích hợp, nhân rộng bảo mật và dễ quản lý

Điều tiếp theo sẽ phá vỡ trung tâm dữ liệu là việc áp dụng điện toán ranh giới. Điện toán ranh giới sẽ đưa một trung tâm dữ liệu nhỏ đến gần nơi dữ liệu được tạo ra bởi các thiết bị như điện thoại thông minh, dụng cụ công nghiệp và các thiết bị IoT khác. Điều này sẽ tạo thêm nhiều điểm cuối trước khi dữ liệu được thu thập bởi trung tâm dữ liệu trung tâm. Nhưng lợi thế là tính toán tối đa sẽ được thực hiện ở rìa sẽ giúp giảm tải cho tài nguyên truyền mạng. Thêm vào đó, cấu trúc siêu hộ tụ có thể được sử dụng tại các nút cạnh để mang lại sự đơn giản hóa trong trung tâm dữ liệu mini cần thiết.

Điện toán ranh giới di động (MEC), một dự án cốt lõi được duy trì bởi ETSI, đã xuất hiện như một mô hình điện toán ranh giới được các nhà khai thác viễn thông theo dõi. ETSI đang duy trì và làm việc trên các sáng kiến ​​để cải thiện việc cung cấp các chức năng mạng cốt lõi bằng MEC, cũng như hướng dẫn các nhà cung cấp dịch vụ.

Bên cạnh thuật toán ranh giới, công nghệ phân chia mạng là một thuật toán mới được giới thiệu trong công nghệ 5G, sẽ có tác động đến cách các trung tâm dữ liệu được thiết kế cho các cơ sở cụ thể và dành riêng cho các trường hợp cụ thể như IoT công nghiệp, giao thông, hậu cần và sân thể thao.

Hiệu suất trung tâm dữ liệu cho mạng tốc độ cao

Trong thời đại chuyển đổi này, một lượng lớn dữ liệu sẽ chuyển giữa các thiết bị và trung tâm dữ liệu cũng như giữa các trung tâm dữ liệu. Vì độ trễ thấp và băng thông cao được yêu cầu bởi các trường hợp sử dụng mới, nên điều quan trọng là phải đạt được mức hiệu suất cao hơn từ trung tâm dữ liệu. Không thể đạt được hiệu suất tối ưu như vậy với các kỹ thuật cũ và bằng cách bổ sung thêm dung lượng cho các trung tâm dữ liệu.

Với các cơn “sóng thần” của dữ liệu vào những năm gần đây, các nhà cung cấp công nghệ trung tâm dữ liệu đã đưa ra các phát minh mới và củng cố các cộng đồng mới được hình thành để giải quyết các vấn đề về hiệu suất được đưa ra bởi các loại khối lượng công việc khác nhau. Một trong những kỹ thuật đã được sử dụng đáng kể trong các trung tâm dữ liệu thời đại mới là giảm tải một số tác vụ CPU cho các bộ chuyển mạch và bộ định tuyến kết nối mạng hoặc máy chủ. Hãy lấy ví dụ về thẻ giao diện mạng (NIC), khi được sử dụng để kết nối máy chủ với các thành phần mạng của trung tâm dữ liệu, đã trở thành SmartNIC, từ đó giảm tải các tác vụ xử lý mà CPU hệ thống thường xử lý. SmartNIC có thể thực hiện các chức năng chuyên sâu về mạng như mã hóa, giải mã, tường lửa, TCP/ IP và xử lý HTTP.

Công ty phân tích Futorium đã thực hiện một cuộc khảo sát về Hiệu quả Mạng Trung tâm Dữ liệu với các chuyên gia CNTT về nhận thức và quan điểm của họ về các trung tâm dữ liệu và mạng. Ngoài các tài nguyên và khối lượng công việc ảo hóa, để xử lý dữ liệu hiệu quả cho các mạng tốc độ cao, việc sử dụng SmartNIC và các kỹ thuật giảm tải xử lý đã nổi lên như là mối quan tâm hàng đầu của các chuyên gia CNTT. Điều này cho thấy các doanh nghiệp đang phụ thuộc nhiều hơn vào các kỹ thuật thông minh có thể tiết kiệm chi phí, cùng với các cải tiến hiệu suất trung tâm dữ liệu đáng chú ý cho các mạng có tốc độ nhanh hơn.

Bộ tăng tốc tải trọng công việc, như GPU, GPU và SmartNIC được sử dụng rộng rãi trong các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp và siêu thị hiện tại để cải thiện hiệu suất xử lý dữ liệu. Các máy gia tốc này kết nối với CPU để xử lý dữ liệu nhanh hơn và yêu cầu độ trễ thấp hơn nhiều để truyền dữ liệu qua lại từ máy chủ CPU.

Gần đây nhất, để giải quyết các yêu cầu về tốc độ cao và độ trễ thấp hơn giữa các bộ tăng tốc tải trọng công việc và CPU, Intel, cùng với các công ty bao gồm Alibaba, Dell EMC, Cisco, Facebook, Google, HPE và Huawei, đã hình thành một công nghệ kết nối có tên Compute Express Link (CXL) nhằm cải thiện hiệu suất và loại bỏ các tắc nghẽn trong khối lượng công việc đòi hỏi tính toán cho CPU và máy gia tốc được xây dựng có mục đích. CXL được tập trung để tạo ra kết nối tốc độ cao, độ trễ thấp giữa CPU và bộ tăng tốc tải trọng công việc, cũng như duy trì sự kết hợp bộ nhớ giữa không gian bộ nhớ CPU và bộ nhớ trên các thiết bị đính kèm. Điều này cho phép chia sẻ tài nguyên để có hiệu suất cao hơn, giảm độ phức tạp của phần mềm và chi phí hệ thống thấp hơn.

NVMe là một giao diện khác được giới thiệu bởi cộng đồng NVM Express. Nó là một giao thức giao diện lưu trữ được sử dụng để tăng quyền truy cập vào SSD trong máy chủ. NVMe có thể giảm thiểu chu kỳ CPU từ các ứng dụng và xử lý khối lượng công việc khổng lồ với các số lượng cơ sở hạ tầng ít hơn. NVMe đã nổi lên như một công nghệ lưu trữ quan trọng và có tác động lớn đến các doanh nghiệp, nơi đang xử lý một lượng lớn dữ liệu được tạo ra bởi các phân tích thời gian thực và các ứng dụng mới nổi.

Tự động hóa và AI

Các mạng 5G Agile sẽ dẫn đến sự tăng trưởng của các nút thuật toán biên trong kiến ​​trúc mạng để xử lý dữ liệu gần hơn với các điểm cuối. Các nút biên, hoặc trung tâm dữ liệu nhỏ sẽ đồng bộ hóa với một trung tâm dữ liệu trung tâm cũng như được kết nối với nhau.

Đối với các nhà khai thác, các nút biên sẽ thường xuyên cần triển khai đầu tiên, sau đó là cấu hình, bảo trì và nâng cấp phần mềm. Trong trường hợp phân chia hệ thống mạng, có thể cần phải cài đặt hoặc cập nhật các VNF cho các tác vụ cụ thể cho các thiết bị nhưng không thể làm điều này bằng tay. Tại thời điểm hiện nay, tự động hóa đã được áp dụng ở những nơi các nhà khai thác cần lấy bảng điều khiển trung tâm tại trung tâm dữ liệu để thiết kế và triển khai cấu hình cho các nút biên.

Các doanh nghiệp công nghệ đang áp dụng hoặc triển khai AI và học máy ở cấp ứng dụng để cho phép tự động phản hồi - ví dụ: sử dụng chatbot trên trang web. Phần lớn AI được áp dụng cho một không gian dữ liệu khổng lồ, để tạo ra những hiểu biết sâu sắc từ các hệ thống dựa trên AI tự học. Các loại khả năng tự động này sẽ được yêu cầu bởi trung tâm dữ liệu.

Các hệ thống AI sẽ được sử dụng để giám sát các hoạt động của máy chủ để theo dõi các hoạt động nhằm tự điều chỉnh cho các nhu cầu đột ngột về khả năng tính toán hoặc lưu trữ, cũng như tự phục hồi từ sự cố và kiểm tra hoạt động từ đầu đến cuối. Các doanh nghiệp công nghệ đã bắt đầu cung cấp các giải pháp cho từng trường hợp sử dụng này; ví dụ, một cơ sở hạ tầng tích hợp dựa trên AI do Dell EMC Isilon và NVIDIA DGX-1 cung cấp để tự điều chỉnh ở cấp trung tâm dữ liệu.

Kết luận

Kiến trúc và công nghệ mới đang được giới thiệu cùng với cuộc cách mạng trong hệ thống mạng. Hầu hết các cơ sở hạ tầng này đã trở thành trung tâm phần mềm như là một phản ứng bắt buộc với số lượng thiết bị ngày càng tăng và băng thông cao hơn. Cung cấp độ trễ thấp hơn - lên tới 10 micro giây - là một thách thức mới cho các nhà khai thác để kích hoạt các công nghệ mới trên thị trường. Để điều này xảy ra, các trung tâm dữ liệu cần phải bổ sung cho mạng băng thông rộng cao hơn. Nó sẽ tạo thành cơ sở cho sự đổi mới kỹ thuật số tiếp theo xảy ra.