Innovazione infrastrutturale per l'erogazione di servizi applicativi su x86. daniele ferrario, cisco festival ict 2013

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Innovazione infrastru/urale per l’erogazione di servizi applica6vi su x86 daniele ferrario data center solu6ons sales, Cisco

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•  x86: un po’ di storia

•  confronto con i sistemi proprietari

•  trend evolu6vi dei sistemi x86

•  archite/ura Cisco Unified Compu6ng


motore Diesel, 1906 motore Diesel, 2010

ciclo Diesel


Intel 8086, 1978 Intel Xeon, 2013

archite/ura x86


•  x86 è un’archite/ura rilasciata alla fine degli anni ’70 da Intel

•  l’8086, il capos6pite, è antenato delle recen6 CPU intel mul6core

•  questa archite/ura è fra le tecnologie più longeve ed affermate del mercato IT, ed ha superato tempi e mode


•  tecnologia valida ed affidabile

•  ampia adozione di mercato

•  spazio per la compe6zione e per merca6 adiacen6 (ISV, periferiche, assemblatori, rivenditori, etc.)

•  ecosistema “open”








•  archite/ure proprietarie RISC

•  elevate prestazioni, parallelismo, par6zionamento, affidabilità, ges6one centralizzata

•  eleva6ssima integrazione con il sistema opera6vo •  scalabilità ver6cale e specificità

• meno apertura verso l’ecosistema per OS, periferiche, e so[ware disponibili

•  cos6 eleva6 (capex + opex)



C.A. Mack, IEEE Fellow -‐ Fi[y Years of Moore's Law

IEEE Transac6ons on Semiconductor Manufacturing, 2011

“ 


•  fino a metà degli anni 2000, era la dimensione dei transistor a limitare la frequenza massima di clock delle CPU

•  per aumentare le prestazioni, è risultato più conveniente e sicuro miniaturizzare più CPU sullo stesso chip piu/osto che alzarne la frequenza

•  il mondo x86 inizia ad avere seriamente a che fare con il parallelismo, con la scalabilità orizzontale, e con paradigmi di calcolo distribuito 6pici storicamente del mondo proprietario

2006 circa processo a 65nm

single core

mul6 core


Processo (applicazione)

Server (cluster)

Virtual machine (cluster virtuali)

QPI / PCIe bus

Ethernet/Fibre channel switching


L. A. Barros and U. Hôlzle, "The datacenter as a computer: An introducBon to the design of warehouse-‐scale machines", Synthesis Lectures on Computer Architecture 4(1): pp. 1-‐118, 2009.


•  By 2017, 65% of applica6ons running on Unix in 2012 will have been migrated to x86 (primarily on Linux)

•  Linux growth con6nues to accelerate, as ERP and DBMS users migrate from Unix to Linux. Linux becomes the primary development plaTorm. Unix growth declines steeply

•  ERP scale-‐out architectures on x86 will rise from a 10% ra6o in 2005 to 80% in 2017 for applica6on and database management system (DBMS) online transac6on processing (OLTP) workloads, making ERP/x86 standard.

•  The heaviest migra6on from HP-‐Unix/Itanium is expected for 2014-‐2015

Courtesy of Gartner April 2012: The Future of Unix: Hazy and Overcast, So Reach for the Umbrella h/p://www.gartner.com/id=1991422


•  migrazione sul mondo x86 di applicazioni business criBcal ad elevate prestazioni

•  architeZure applica6ve distribuite – clustering, calcolo parallelo, in-‐memory compu6ng

•  processori mulB-‐core e virtualizzazione richiedono elevate capacità al server – 10GbE (40/100G?)

mul6-‐core CPU virtualizzazione biz cri6cal app x86

x86




•  trend evoluBvi dei sistemi x86



CPU GHz/Cores

RAM GB, latency, density

Storage TB, IOPs, latency

Fabric Gbps/latency/protocol/hop count/port density/oversubscrip6on


Legacy Storage •  Bolt-‐on flash to old architectures

•  Expensive & inefficient

•  Entering Flash Market Slowly

•  Deep Penetra6on in Enterprise

•  Relega6ng Pla/er to Lower Tier

•  So[ware Eco-‐System

Server-‐Side Flash •  For extreme IOPS workloads

•  Expensive niche solu6on Card •  Hypervisor is Vmware Mostly

•  Compute Power used (drivers)

•  Applica6on Specific •  So[ware Appliance Lock-‐in

All-‐Flash Arrays •  For very high IOPS workloads •  Useful for a All workloads

•  Disrup6ve to Big Boxes (EMC)

•  Adding Enterprise Features Fast

•  Distance from Compute (latency)

•  Creates Management Silos

•  Legacy Player 18 months behind

Hybrid Storage •  Intelligent use of flash storage

•  Balance performance & cost

•  For a broad set of workloads

•  Pointless but Cheap

• Management Silos

•  Legacy Players also have Tiered Arrays

•  Easily to understand like Data Domain products


AnalyBcs Algoritmi per estrarre intuizioni, suggerimen2 e azioni dai da2 grezzi

•  Software •  Casi d’impiego verticali •  Utilizzare lo stack di

Dati

•  Dati non strutturati o semi strutturati

•  Processing parallelo e distribuito

•  Scale out •  Commodity hw, OS sw

Big Data Tecnologie in evoluzione per la ges2one economica dei da2 non

stru7ura2 in modo non convenzionale

Volume Velocità Varietà Valore

•  Relazionali o object data modeling

•  Consistenza & completezza

•  Scale up •  Enterprise hw, sw

proprietari

Data Management Tradizionale Banca da2 e file system per la ges2one

coerente di da2 stru7ura2

Datacenter Video Collab / Web

Mobile Network Healthcare Financial Insurance Public Sector

IoT


•  le prestazioni dell’applica6vo dipendono sempre di più da capacità e latenza di rete

•  inves6men6 in IOPs su flash all’interno dei server, vanno evita6 colli di bouglia all’esterno

•  applicaBon server distribui6 su distanze metro/geo per HA

•  perdite di paccheu, congesBone ed errori trasmissivi, anche se recupera6 (TCP/IP), deteriorano tempi di risposta complessivi


virtualizzazione

Bpologia

protocollo

fisico -‐

fisico

fisico -‐

virtuale

virtuale -‐

virtuale

ethernet 1/10G

fibre channel 2/4/8G

FCoE

iSCSI

App-‐A

App-‐B

App-‐C


•  distribuzione della potenza di calcolo a chi la richiede effeuvamente

•  potenza di calcolo più facilmente distribuibile (cloud)

•  risorse sfru/ate meglio (virtuailzzazione)

•  parallelismo e rela6va maggiore affidabilità

•  riduzione dei cos6 (archite/ura industry standard, compe6zione)

•  ecosistema per ges6one, orchestrazione, automazione


•  proliferazione dei pun6 di ges6one, compu6ng e fabric

•  maggiore difficoltà di troubleshoo6ng

•  necessità di proge/azione più oculata

•  molteplicità di fornitori





•  architeZura Cisco Unified CompuBng


-‐  mul6hop -‐  latenza -‐  oversubscrip6on -‐  protocolli -‐  loop

-‐  semplicità -‐  predicibilità -‐  scalabilità -‐  assenza di loop


-‐  semplicità -‐  predicibilità -‐  scalabilità -‐  assenza di loop

CPU e RAM ad ogni nodo

+ Sistema integrato di ges6one per:

-‐ rete mul6protocollo (Eth/FC) -‐ configurazione sistemi -‐ ges6one dell’interconnessione -‐ API aperte per controllo di terze par6


•  ges6one centralizzata e integrata – rete, storage, compu6ng

•  consolidamento cablaggi (FCoE)

•  profili di calcolo interamente defini6 via so[ware – simile alle VM

•  clonazione/migrazione/creazione di server fisici come per le VM

•  Virtualizzazione della rete

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•  Singola interfaccia di management per più di 160 server (blade o rackmount) •  Accesso amministrazione basato su ruoli (calcolo, LAN, SAN) •  No single point of failure •  Integrazione con sistemi di gestione di terze parti

SAN B

SAN A LAN Server

SAN Network

Mgmt


•  La configurazione di un server è svincolata dal server fisico stesso

•  Sfru/ando boot da SAN/LAN è possibile spostare/clonare i server fisici

•  Ambien6 di test, ges6one dei picchi, semplificazione del DR

Server Name:: SAP-BW UUID: 56 4d cd 3f 59 5b 61… MAC: 08:00:69:02:01:FC WWN: 5080020000075740 Boot Order: SAN, LAN

SAN LAN

Chassis-1/Blade-1

Chassis-9/Blade-5


•  CNA: so[ware-‐defined number of adapters shown to the OS (Eth+FC)

•  Delegates switching to external network hardware -‐> improved efficiency

•  Support for VM-‐Direct path with Vmo6on (vSphere 5)

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C7000 without fabric consolida6on Cisco UCS

Thank you. Thank you.

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LAB – Cisco UCS demo


10 GbE

FC 8G

FCoE 10G

5x Blade servers

UCS 6148

Nexus 5548

EMC VNX 5300 FC/FCoE/10GbE


•  Simulazione fault e migrazione un sistema opera6vo bare-‐metal

•  Creazione ex-‐novo di un server ESXi

•  Ripris6no di un profilo salvato in precedenza

Technology

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