Storage Scale-out enterprise: como expandir capacidade e desempenho

Índice:

• O que define uma arquitetura scale-out
• Componentes e funcionamento em produção
• Expansão de capacidade sem interrupção
• Aumento de desempenho em paralelo
• Workloads ideais para o modelo distribuído
• Gestão e governança do cluster
• Planejando a evolução da infraestrutura

A infraestrutura de armazenamento tradicional frequentemente atinge um teto de desempenho que limita o crescimento de aplicações críticas.

Esse gargalo força paradas para upgrades complexos e resulta em disputas de I/O que afetam a operação do negócio.

A necessidade de expandir capacidade e performance de forma previsível muda a conversa sobre a arquitetura de storage.

Modelos de expansão horizontal surgem como resposta técnica para crescer sem ciclos de substituição disruptiva.

O que define uma arquitetura scale-out

Uma arquitetura de armazenamento scale-out permite que a infraestrutura cresça pela adição de nós independentes a um cluster, expandindo de forma linear e simultânea a capacidade de armazenamento, o poder de processamento, a memória e a conectividade de rede, o que elimina os gargalos de desempenho típicos do modelo scale-up, onde apenas discos são adicionados a um par fixo de controladoras.

A diferença fundamental está no método de crescimento. O modelo scale-up verticaliza o sistema, e cada novo disco aumenta a carga sobre as mesmas controladoras.

Eventualmente, essas controladoras atingem seu limite de processamento e se tornam um ponto único de contenção.

A abordagem scale-out, por outro lado, distribui a carga. Cada novo nó adicionado ao cluster traz seus próprios recursos computacionais.

Isso significa que o desempenho agregado do sistema aumenta junto com a capacidade. O administrador de infraestrutura não precisa mais prever o limite máximo de um sistema em três ou cinco anos.

Essa estrutura evita o ciclo caro e arriscado do "forklift upgrade". A expansão se torna uma operação incremental e planejada, sem a necessidade de migrar dados para uma plataforma totalmente nova.

Componentes e funcionamento em produção

A base de um sistema scale-out Infortrend é o nó de armazenamento. Cada nó é uma unidade autônoma que inclui processadores, memória, interfaces de rede e um conjunto de discos.

Esses nós se comunicam através de uma rede interna de alta velocidade. Essa interconexão é dedicada e otimizada para baixa latência, essencial para a coesão do cluster.

Um software de sistema de arquivos distribuído unifica todos os nós em um único pool de armazenamento. Para as aplicações e os usuários, o cluster aparece como um único e grande volume de dados.

Quando um analista grava um arquivo, o sistema o divide e distribui os blocos de dados de forma inteligente entre vários nós. Essa paralelização é o que garante o alto throughput.

Uma requisição de leitura também é servida por múltiplos nós em paralelo. O sistema recompõe o arquivo e o entrega ao solicitante com latência reduzida.

Expansão de capacidade sem interrupção

O processo de expansão em um cluster scale-out Infortrend é projetado para ser transparente. A equipe de TI do datacenter adiciona um novo nó fisicamente ao rack e o conecta à rede do cluster.

O software do cluster detecta automaticamente o novo hardware. Em seguida, ele o integra ao pool de recursos existente.

Uma vez integrado, o sistema inicia um processo de rebalanceamento de dados. Essa rotina redistribui uma parte dos dados existentes para o novo nó, de forma gradual e em segundo plano.

A operação ocorre sem impacto perceptível para os usuários ou aplicações. Os serviços continuam disponíveis durante todo o processo.

Isso representa uma vantagem operacional imensa. A infraestrutura de armazenamento cresce conforme a demanda do negócio, não em saltos bruscos e disruptivos.

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Aumento de desempenho em paralelo

Em uma arquitetura scale-out, desempenho e capacidade caminham juntos. A adição de um nó não apenas aumenta o espaço disponível para armazenamento de dados.

Cada novo appliance Infortrend contribui com seu próprio poder de CPU e memória cache para o cluster. Isso eleva o teto de IOPS e throughput de todo o sistema.

O time de virtualização, por exemplo, observa uma redução na latência dos datastores. A concorrência de I/O entre múltiplas máquinas virtuais diminui porque há mais recursos para atender às requisições.

Da mesma forma, uma equipe de pós-produção que trabalha com vídeo em 4K ou 8K obtém ganhos diretos. O tempo de renderização e transferência de arquivos grandes é reduzido.

Esse crescimento de performance é previsível. O arquiteto de infraestrutura consegue planejar a expansão para suportar novas aplicações com maior segurança.

Workloads ideais para o modelo distribuído

A arquitetura scale-out se destaca em ambientes com alta demanda por I/O paralelo e crescimento contínuo de dados. Ambientes de computação de alto desempenho (HPC) são um caso clássico.

Nesses cenários, aplicações de simulação e modelagem financeira leem e gravam grandes volumes de dados simultaneamente, e o desempenho do storage é um fator crítico.

O setor de mídia e entretenimento também se beneficia enormemente. Estúdios de edição de vídeo e redes de distribuição de conteúdo precisam de throughput massivo e sustentado.

Grandes projetos de virtualização e VDI geram um padrão de I/O aleatório e intenso. Um cluster scale-out absorve esses picos e evita a degradação do serviço para os usuários.

Repositórios centralizados de backup e arquivamento ativo são outra aplicação forte. O sistema precisa ingerir dados de múltiplos servidores rapidamente e, ao mesmo tempo, permitir restaurações ágeis.

Gestão e governança do cluster

Apesar da complexidade interna, a gestão de um cluster scale-out Infortrend é centralizada. O administrador de sistemas utiliza uma única interface para gerenciar todo o ambiente.

Essa visão unificada simplifica radicalmente a operação. A criação de volumes, a configuração de snapshots e o monitoramento de saúde são feitos para o cluster como um todo.

A infraestrutura elimina a necessidade de gerenciar dezenas de sistemas de armazenamento isolados. Isso reduz a chance de erro humano e desalinhamento de políticas.

Para controle de acesso, o sistema se integra a serviços de diretório corporativos. A autenticação via Active Directory ou LDAP garante que as permissões de arquivos sejam consistentes e auditáveis.

Essa camada de governança centralizada é essencial. Ela mantém a segurança e a conformidade mesmo com o crescimento acelerado do volume de dados.

Planejando a evolução da infraestrutura

Adotar uma arquitetura scale-out é uma decisão estratégica. Ela alinha a evolução da infraestrutura de armazenamento ao ritmo de crescimento do negócio.

O modelo remove a fricção operacional e financeira dos ciclos de substituição de hardware. O investimento em storage se torna mais granular e justificado pela demanda real.

Analisar as necessidades de desempenho e capacidade com uma visão de longo prazo é fundamental. Nossos especialistas na Storage House ajudam a desenhar a arquitetura correta para cada desafio.