Hiperescala

O que é hiperescala?

Hiperescala refere-se à arquitetura de hardware e software usada para criar sistemas de computação altamente adaptáveis com uma grande quantidade de servidores conectados em rede. A definição fornecida pela IDC inclui um limite mínimo de 5000 servidores em uma área de ocupação de 929 m² ou maior. 

O escalonamento horizontal responde à demanda rapidamente implantando ou ativando mais servidores, enquanto o escalonamento vertical aumenta a potência, a velocidade e a largura de banda do hardware existente. A alta capacidade da tecnologia de hiperescala é adequada para computação em nuvem e aplicativos de big data. A rede definida por software (SDN) é outro ingrediente essencial, juntamente com o balanceamento de carga especializado para direcionar o tráfego entre servidores e clientes. 

Recursos de hiperescala

• Como funciona a hiperescala?
  As soluções de hiperescala otimizam a eficiência do hardware com matrizes de servidores massivas e processos de computação projetados para promover flexibilidade e escalabilidade. O balanceador de carga monitora continuamente a carga de trabalho e a capacidade de cada servidor para que novas solicitações sejam encaminhadas adequadamente. A inteligência artificial (AI) pode ser aplicada a processos de armazenamento em hiperescala, balanceamento de carga e transmissão de fibra óptica para otimizar o desempenho e desligar equipamentos ociosos ou subutilizados.
• Benefícios da hiperescala
  O tamanho associado à arquitetura de hiperescala oferece benefícios, incluindo resfriamento eficiente e distribuição de energia, cargas de trabalho equilibradas entre servidores e redundância integrada. Esses atributos também facilitam armazenamento, localização e backup de grandes volumes de dados. Para empresas clientes, aproveitar os serviços de provedores de hiperescala pode ser mais econômico do que comprar e manter seus próprios servidores, com menos risco de períodos de inatividade. Isso pode reduzir significativamente as demandas de tempo para o pessoal interno de TI.
• Desafios da hiperescala
  As economias de escala que a tecnologia de hiperescala oferece também podem gerar desafios. Altos volumes de tráfego e fluxos complexos podem dificultar o monitoramento de dados em tempo real. A visibilidade do tráfego externo também pode ser complicada pela velocidade e quantidade de fibra e conexões. As questões de segurança são intensificadas, uma vez que a concentração de dados aumenta o impacto de qualquer violação. A automação e o aprendizado de máquina (ML) são duas das ferramentas usadas para melhorar a capacidade de observação e a segurança para provedores de hiperescala.

Modelos de hiperescala

A capacidade de combinar precisamente a alocação de memória, armazenamento e computação de energia com os requisitos de serviço em constante mudança é uma característica que diferencia a hiperescala dos modelos tradicionais de data center. A tecnologia de máquina virtual (VM) permite que os aplicativos de software sejam rapidamente deslocados de um local físico para outro. Outros recursos predominantes incluem servidores de alta densidade, nodes paralelos para melhorar a redundância e monitoramento contínuo. Como nenhuma configuração de arquitetura ou servidor é ideal, novos modelos estão sendo desenvolvidos para atender às necessidades em evolução do operador, provedor de serviços e cliente.

• O que é nuvem em hiperescala?
  A internet e a computação em nuvem remodelaram a forma de acesso dos aplicativos e do armazenamento de dados pelos usuários. Ao transferir essas funções de servidores locais para data centers remotos gerenciados por grandes provedores de serviços em nuvem (CSP), as empresas podem aumentar a infraestrutura sob demanda sem afetar as operações internas. Os provedores de nuvem em hiperescala adicionam um nível superdimensionado de capacidade e elasticidade do data center às ofertas tradicionais de nuvem como, por exemplo, software como serviço (SaaS), infraestrutura como serviço (IaaS) e análise de dados.
• Computação em hiperescala vs. nuvem
  Embora os termos às vezes sejam usados de forma intercambiável, as implantações em nuvem nem sempre alcançam proporções tão grandes, e os data centers em hiperescala podem suportar muito mais do que a computação em nuvem. As nuvens públicas usadas para fornecer recursos a vários clientes pela internet (nuvem como serviço) muitas vezes se enquadram na definição de hiperescala, embora as implantações de nuvem privada possam ser relativamente pequenas. Quando um data center corporativo idealizado para atender às suas necessidades específicas de computação e armazenamento incorpora alto volume de servidor e recursos avançados, o resultado é a hiperescala empresarial.
• Provedores de nuvem em hiperescala
  Os provedores de nuvem em hiperescala investem bastante em infraestrutura e propriedade intelectual (IP) para atender às necessidades do cliente. A interoperabilidade torna-se importante à medida que os clientes procuram portabilidade entre plataformas padronizadas. Os dados do Synergy Research Group mostram que os três maiores participantes – Amazon Web Services (AWS), Microsoft e Google – são responsáveis por mais da metade de todas as instalações. Esses três provedores também estão liderando os esforços de planejamento e desenvolvimento para data centers de ponta em hiperescala necessários para atender aos requisitos em evolução de 5G e IoT.
• Colocação de hiperescala
  A colocação permite que uma empresa alugue parte de um data center existente em vez de construir um novo. A colocação em hiperescala pode criar sinergias úteis quando os mercados relacionados, como fornecedores de varejo e atacado, estão sob o mesmo teto. Os custos gerais de energia, resfriamento e comunicação são reduzidos para cada inquilino, enquanto o tempo de atividade, a segurança e a escalabilidade melhoram de forma drástica. As empresas de hiperescala também podem melhorar sua eficiência e lucratividade alugando capacidade excedente para os inquilinos.
• Arquitetura de hiperescala
  Sem definição para arquitetura de hiperescala, as características comuns são capacidade de armazenamento nível petabyte (ou maior), camada de software discreta executando balanceamento de carga e transferência de dados, redundância integrada e hardware de servidor de commodity. Ao contrário dos servidores usados por pequenos data centers privados, os servidores de hiperescala normalmente usam racks mais largos e são projetados para uma reconfiguração mais fácil. Essa combinação de recursos remove efetivamente a inteligência do hardware, confiando em software e automação avançados para gerenciar o armazenamento de dados e dimensionar aplicativos rapidamente.
• Hiperescala vs. hiperconvergente
  Ao contrário da arquitetura de hiperescala que separa a computação das funções de armazenamento e rede, a arquitetura hiperconvergente integra tais componentes em soluções modulares pré-embaladas. Com elementos definidos por software criados em um ambiente virtual, os três componentes de um bloco de construção hiperconvergente não podem ser separados. A arquitetura hiperconvergente facilita a expansão ou redução rápida por meio de um único ponto de contato. Os benefícios adicionais incluem recursos de compactação, criptografia e redundância.

Conectividade em hiperescala

À medida que os modelos de hiperescala são mais distribuídos, as estratégias de edge computing e multinuvem são cada vez mais comuns. A conectividade deve ser garantida para conexões físicas dentro do data center, bem como para os links de fibra de alta velocidade que integram perfeitamente locais de hiperescala.

• As interconexões de data centers (DCIs) são usadas para conectar data centers em escala massiva entre si, bem como centros inteligentes de edge computing em todo o mundo. 
• O teste de conexão DCI facilita a instalação, verificando rapidamente a taxa de transferência e identificando com precisão as fontes de latência ou outros problemas.
• A modulação PAM4 e a correção direta de erros (FEC) adicionam complexidade às conexões 400-800G Ethernet DCI ultrarrápidas. 

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Inspeção automatizada do conector MPO em segundos, teste simultâneo de várias portas 400G ou 800G e ativação/monitoramento de serviço virtual são alguns dos recursos de teste que acompanham a evolução da arquitetura de interconexão de hiperescala.

Práticas de teste de hiperescala

Muitas práticas de teste de hiperescala para conexões de fibra, desempenho de rede e qualidade de serviço permanecem consistentes com os testes convencionais de data center, apenas em uma escala significativamente maior. A confiabilidade do tempo de atividade torna-se mais importante, mesmo à medida que a complexidade dos testes aumenta. As DCIs operando perto da capacidade total devem ser testadas e monitoradas consistentemente para verificar o rendimento e encontrar possíveis problemas antes que ocorra uma falha. Soluções automatizadas de monitoramento devem ser usadas para minimizar as demandas de recursos.

A personalização de hardware e software de data center torna a interoperabilidade essencial para soluções de teste premium. Isso inclui ferramentas de teste que suportam APIs abertas para acomodar a diversidade de hiperescala. Interfaces comuns como PCIe e MPO, que permitem alta densidade e capacidade, cresceram em popularidade e exigem soluções para testá-las e gerenciá-las com eficiência.

• Testadores de rate de erro de bits como o MAP-2100 foram desenvolvidos especificamente para ambientes em que há escassez de profissionais para realizar testes de rede. 
• As soluções de monitoramento de rede destinadas ao ecossistema de hiperescala podem lançar testes de monitoramento de desempenho de grande escala de forma flexível a partir de vários pontos de acesso físicos ou virtuais.
• As práticas recomendadas de teste definidas para elementos como MPO e cordões multifibras podem ser aplicadas em uma escala massiva nas implantações.

Soluções de hiperescala

Novas instalações de data center continuam a adicionar tamanho, complexidade e densidade. Soluções de teste e produtos originalmente desenvolvidos para outras aplicações de fibra de alta capacidade também podem ser usados para verificar e manter o desempenho de hiperescala.

• Inspeção de fibra: o alto volume de conexões de fibra dentro e entre data centers requer ferramentas de inspeção de fibra confiáveis e eficientes. Uma única partícula, defeito ou final de fibra contaminada pode levar à perda de inserção e comprometimento do desempenho da rede. As melhores ferramentas de inspeção de fibra para aplicações de hiperescala incluem fatores de forma compactos, rotinas de inspeção automatizadas e compatibilidade com conectores multifibra. 

  
• Monitoramento de fibras ópticas: o aumento da fibra óptica no mercado de data center em hiperescala tornou o monitoramento de fibras ópticas uma tarefa difícil, mas essencial. Ferramentas versáteis de teste para continuidade, medição de perda óptica, medição de potência óptica e OTDR são essenciais. Isso se aplica a todas as fases das atividades de construção, ativação e troubleshooting. Sistemas automatizados de monitoramento de fibras ópticas, como o sistema de teste remoto de fibra (RFTS) ONMSi, podem fornecer monitoramento de fibra escalável e centralizado com alertas imediatos.

  
• MPO: os conectores push on multifibra (MPO) já foram usados principalmente para cabos tronco densos. Hoje, as restrições de densidade de hiperescala levaram à rápida adoção de MPO para conexões de painel de patch, servidor e switch. O teste e a inspeção de fibra podem ser acelerados por meio de soluções de teste MPO dedicadas com resultados de passa/falha automatizados.

  
• Transporte de alta velocidade – 400G e 800G: tecnologias emergentes como IoT e 5G com demandas de alta largura de banda tornaram padrões Ethernet de alta velocidade de ponta, como 400G e 800G, essenciais para soluções de hiperescala. Ferramentas de teste escaláveis e automatizadas podem realizar testes avançados de rate de erro e taxa de transferência para verificar o desempenho. Os fluxos de trabalho de ativação de serviço padrão do mercado Y.1564 e RFC 2544 também avaliam latência, jitter e perda de quadros em altas velocidades.

  
• Teste virtual: instrumentos de teste portáteis que antes exigiam um técnico de rede no local agora podem ser operados virtualmente por meio do agente de teste Fusion para reduzir os requisitos de recursos. A plataforma Fusion baseada em software pode ser usada para monitorar redes e verificar SLAs. Tarefas de ativação Ethernet, como testes de throughput de TCP RFC 6349, também podem ser iniciadas e executadas virtualmente.

  
• Redes 5G: redes 5G distribuídas e desagregadas trazem mais demanda por soluções de hiperescala e testes virtuais de funcionalidade, aplicativos e segurança de rede. A solução TeraVM é uma ferramenta valiosa para validar funções de rede física e virtual e emular milhões de fluxos de aplicativos exclusivos para avaliar a QoE geral. Saiba mais sobre nossas soluções completas de teste e validação RANtoCore™. 

  
• Observabilidade: o conceito de observabilidade está relacionado com o alcance de níveis mais profundos de percepção da rede, o que leva a níveis mais altos de desempenho e confiabilidade. A plataforma Observer da VIAVI utiliza fontes de dados de rede valiosas para produzir painéis flexíveis e intuitivos e insights acionáveis. Isso resulta em resolução mais rápida de problemas, melhor escalabilidade e entrega otimizada de serviços. Saiba mais sobre a gestão e segurança de desempenho

  

O que oferecemos

As diversas ofertas de produtos de teste da VIAVI abrangem todos os aspectos e fases da construção, ativação e manutenção em hiperescala. Ao longo da transição para data centers e edge computing maiores e mais densos, a inspeção do conector de fibra fixou-se como uma parte essencial da estratégia geral de teste.

• Certificação: a rápida expansão da utilização do conector MPO torna o FiberChek Sidewinder uma solução ideal para a certificação automatizada da face final multifibra. Os conjuntos de teste de perda óptica (OLTS) projetados especificamente para a interface MPO, como o SmartClass Fiber MPOLx, também tornam a certificação de fibra Tier 1 mais fácil e confiável.

• Teste de alta velocidade: o teste da rede de transporte óptico (OTN) e a ativação do serviço Ethernet devem ser realizados de forma rápida e precisa para suportar a conectividade de alta velocidade da hiperescala:
  • O MTS-5800 100G é um instrumento de teste 100G de porta dupla, robusto e compacto, líder do mercado para testes de fibra, ativação de serviço e troubleshooting. Esta ferramenta versátil pode ser usada para aplicações metro/core, bem como para testes de DCI.
  • O MTS-5800 suporta consistência de operações com métodos e procedimentos repetíveis.
  • O versátil OneAdvisor-1000, habilitado para nuvem, leva os testes de alta velocidade para o próximo nível com cobertura total de rate e protocolo, conectividade nativa PAM4 e testes de ativação de serviço para 400G, bem como tecnologias legadas.

• Multifibra completo: a arquitetura de hiperescala cria uma configuração ideal para testes de OTDR automatizados por meio de conexões MPO. O módulo de comutação MPO multifibra é uma solução completa para ambientes de fibra de alta densidade e dominados por MPO. Quando usadas em conjunto com a plataforma de teste MTS, as fibras podem ser caracterizadas por OTDR sem a necessidade de cabos de fan-out/break-out demorados. Fluxos de trabalho de teste automatizados para certificação podem ser realizados para até 12 fibras simultaneamente.

• Testes automatizados: a automação de processos de teste (TPA) reduz os tempos de construção em hiperescala, processos de teste manuais e horas de treinamento. A automação permite um rendimento eficiente e testes de BER entre data centers em hiperescala, bem como a verificação de ponta a ponta de cortes complexos de rede 5G.

  • O conjunto de teste de perda óptica SmartClass Fiber MPOLx leva a TPA à certificação de fibra Tier 1 com conectividade MPO nativa, fluxos de trabalho automatizados e visibilidade total de ambas as extremidades do link. Resultados completos de teste 12 fibras disponibilizados em menos de 6 segundos.
  • O medidor portátil de fibra óptica Optimeter torna a opção de “sem teste” irrelevante, completando a certificação de enlace de fibra totalmente automatizada com um toque em menos de um minuto.

  

  
  
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• Monitoramento de fibras ópticas remoto e autônomo: soluções avançadas de teste remoto são ideais para configurações de nuvem de hiperescala não tripulada e escalável. Com o monitoramento de fibras ópticas eventos detectados, incluindo degradação, derivação de fibra ou invasões, são rapidamente convertidos em alertas, protegendo contratos de SLA e tempo de atividade de DCI. O sistema de teste remoto de fibra (RFTS) ONMSi realiza “sweeps” contínuas com OTDR para detectar e prever com precisão a degradação da fibra em toda a rede. OpEx de data center em hiperescala, MTTR e tempo de inatividade da rede são drasticamente reduzidos.

• Observabilidade e validação: Os mesmos avanços em aprendizado de máquina (ML), inteligência artificial (AI) e virtualização de função de rede (NFV) para computação em nuvem e edge computing em hiperescala para 5G estão impulsionando soluções avançadas de teste em hiperescala.
  • A plataforma Observer vai além do monitoramento tradicional, convertendo de forma inteligente dados de fluxo enriquecidos e detalhes de conversa de tráfego em avaliações de saúde em tempo real e pontuação valiosa da experiência do usuário final.

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  • O dispositivo de software flexível TeraVM é ideal para validar funções de rede virtualizada. Os principais segmentos de rede, incluindo acesso, backhaul de rede móvel e segurança, podem ser totalmente validados no laboratório, data center ou nuvem.

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