Virtualizzazione di ambienti aziendali all'edge con Red Hat OpenShift a due nodi e InfoScale di Arctera

Dagli uffici remoti agli stabilimenti, le organizzazioni stanno estendendo le proprie capacità di virtualizzazione ai luoghi in cui vengono generati e utilizzati i dati, aprendo nuove opportunità di innovazione ed efficienza. Questo passaggio all'edge comporta una serie di sfide uniche, in particolare per l'esecuzione di carichi di lavoro virtualizzati. Come garantire alle macchine virtuali (VM) all'edge lo stesso livello di resilienza, prestazioni e semplicità dei datacenter centrali? La risposta sta in un'efficace combinazione di tecnologie: il nuovo OpenShift a due nodi di Red Hat con architettura arbiter e InfoScale for Kubernetes di Arctera.

Questo articolo illustra in che modo questa soluzione può aiutare a soddisfare le esigenze specifiche della virtualizzazione all'edge, consentendo alle organizzazioni di distribuire le VM di livello enterprise con maggiore sicurezza, anche negli ambienti con risorse limitate. 

Sfide della virtualizzazione all'edge

Il passaggio alle VM all'edge è dovuto alla necessità di modernizzare le applicazioni esistenti, consolidare l'infrastruttura nei siti remoti e fornire servizi a bassa latenza più vicini agli utenti finali. Portando le VM all'edge, le organizzazioni possono ridurre la dipendenza dai datacenter centralizzati, ridurre al minimo il consumo di larghezza di banda della WAN e offrire all’utente un’esperienza migliore. Tuttavia, gli ambienti edge sono spesso caratterizzati da un'infrastruttura limitata, da una connettività di rete inaffidabile e da una mancanza di personale IT in sede. Questi vincoli possono rendere difficile il deployment e la gestione delle piattaforme di virtualizzazione tradizionali, che in genere richiedono un'infrastruttura robusta e resiliente. 

Le organizzazioni che utilizzano OpenShift Virtualization, una funzionalità di OpenShift che consente di eseguire container e carichi di lavoro delle VM su un'unica piattaforma, risentono maggiormente di queste sfide. Sebbene OpenShift offra una base efficace per l'esecuzione delle VM insieme alle applicazioni containerizzate, la sua architettura standard richiede un minimo di tre nodi master. Spesso, a causa dell'hardware limitato che in genere si trova nelle posizioni all'edge, questo processo richiede un utilizzo eccessivo delle risorse. Ciò ha portato a una crescente domanda di soluzioni compatte e convenienti in grado di offrire le potenzialità di OpenShift Virtualization senza aumentare l'infrastruttura all'edge.

Il nuovo OpenShift a due nodi di Red Hat con architettura arbiter

Riconoscendo questa esigenza, Red Hat ha introdotto OpenShift a due nodi con architettura arbiter, che ora è generalmente disponibile in OpenShift 4.20. Questa topologia innovativa, progettata specificamente per i deployment all'edge e negli uffici remoti, offre un'alternativa compatta ed economica al cluster standard a tre nodi. L'architettura OpenShift a due nodi è costituita da due nodi del piano di controllo che eseguono i carichi di lavoro delle VM e da un nodo con arbitro leggero aggiuntivo. Il ruolo principale del nodo arbitro è quello di mantenere un quorum etcd, prevenendo scenari split-brain nell’eventualità di errore di un nodo. Non esegue alcuna VM o componente del piano di controllo, ma è il modo in cui OpenShift a due nodi con arbitro offre la stessa resilienza e alta disponibilità di una normale istanza di cluster compatto a tre nodi.

L'architettura arbiter di OpenShift a due nodi rappresenta un significativo passo avanti per OpenShift Virtualization all'edge, poiché fornisce il necessario equilibrio tra footprint e resilienza. Tuttavia, uno dei componenti più importanti è lo storage condiviso di livello enterprise. Senza un livello di storage condiviso, le VM in esecuzione su OpenShift Virtualization sono vincolate allo storage locale dei singoli nodi, limitandone la mobilità e la resilienza. 

La migrazione in tempo reale, una funzionalità fondamentale della virtualizzazione aziendale, è impossibile senza lo storage condiviso. È qui che entra in gioco InfoScale for Kubernetes di Arctera.

Resilienza di InfoScale: VM su OpenShift a due nodi con arbitro 

InfoScale è una piattaforma leader per lo storage permanente e i servizi di dati di livello enterprise ed è pensata appositamente per affrontare le sfide legate allo storage degli ambienti virtualizzati eseguiti su Kubernetes. In combinazione con OpenShift a due nodi con architettura arbiter, InfoScale offre una soluzione completa per la virtualizzazione dell'edge di livello enterprise. 

InfoScale for Kubernetes si integra perfettamente con OpenShift Virtualization, fornendo un set completo di servizi di dati che migliorano le funzionalità native della piattaforma. Le funzionalità principali della virtualizzazione includono: 

• Storage condiviso per le VM: InfoScale crea un pool di storage condiviso da uno storage locale o esterno, consentendo la migrazione in tempo reale delle VM tra i nodi, senza alcuna interruzione del servizio. Supporta le modalità di accesso ReadWriteOnce (RWO) e ReadWriteMany (RWX) senza fare affidamento su protocolli esterni come NFS, che spesso non sono adatti agli ambienti edge.
• Alta disponibilità per gli ambienti virtuali: con meccanismi di integrità dei dati integrati e supporto per le decisioni basate sul quorum, InfoScale garantisce l'alta disponibilità delle macchine virtuali, anche in un OpenShift a due nodi con cluster arbiter. Le VM possono essere ripristinate automaticamente sul nodo restante in caso di errore.
• Ripristino di emergenza per le VM: InfoScale offre una replica continua a livello di blocco tra cluster, consentendo un ripristino di emergenza affidabile per i deployment di virtualizzazione all'edge. È possibile eseguire il failover delle VM su un sito remoto con una perdita di dati minima.
• Gestione unificata: InfoScale è completamente integrato con il ciclo di vita dell'operatore OpenShift, semplificando il deployment e la gestione dello storage per le VM.
• Storage ottimizzato per i carichi di lavoro virtuali: InfoScale consente di creare più classi di storage con caratteristiche prestazionali diverse, ottimizzando i costi e le prestazioni dello storage per i diversi tipi di VM. 

Sinergia delle architetture: OpenShift a due nodi con arbitro e InfoScale per OpenShift Virtualization 

L'architettura combinata di OpenShift a due nodi con arbitro e InfoScale for Kubernetes crea una piattaforma potente e resiliente per la virtualizzazione dell'edge.

OpenShift a due nodi con architettura arbiter fornisce l'infrastruttura con footprint minimo, mentre InfoScale offre il livello di storage di livello enterprise che abilita funzionalità di virtualizzazione critiche come la migrazione in tempo reale, l'alta disponibilità e il ripristino di emergenza. Questa sinergia consente alle organizzazioni di distribuire una VM di importanza critica all'edge con lo stesso livello di sicurezza dei datacenter principali. 

Al livello più alto, OpenShift Virtualization gestisce i pod delle VM che ospitano le VM. Queste VM si connettono allo storage tramite l'interfaccia di storage per container (CSI) InfoScale, che funge da ponte tra gli ambienti virtuali e l'infrastruttura di storage alla base. Il livello di gestione di InfoScale for Kubernetes fornisce l'intelligenza e l'orchestrazione necessarie per le operazioni di storage avanzate, tra cui la migrazione in tempo reale, gli snapshot e la replica. Questo livello gestisce più back end di storage, dalle unità ad alte prestazioni per le macchine virtuali di produzione allo storage su disco rigido per le VM di sviluppo e test. 

Nuove possibilità: scenari di utilizzo della virtualizzazione all'edge 

La combinazione di OpenShift a due nodi con arbitro e InfoScale for Kubernetes offre un'ampia gamma di possibilità per ottimizzare l'infrastruttura di virtualizzazione dell'edge. Ecco tre interessanti scenari di utilizzo che dimostrano il potenziale di questa soluzione integrata. 

Scenario di utilizzo 1: migrazione in tempo reale per le VM degli uffici remoti 

Per le organizzazioni con più sedi remote che eseguono VM di importanza strategica, garantire la disponibilità continua è fondamentale. La soluzione InfoScale e OpenShift a due nodi con arbitro consente una migrazione in tempo reale più lineare delle VM tra i due nodi del piano di controllo senza tempi di fermo. Questa funzionalità è essenziale per eseguire la manutenzione, bilanciare i carichi di lavoro delle VM o eseguire il ripristino da problemi hardware. Con lo storage condiviso di InfoScale, puoi eseguire la migrazione delle VM on demand o automaticamente in base all'utilizzo delle risorse, garantendo prestazioni ottimali per gli utenti degli uffici remoti. 

Scenario di utilizzo 2: ottimizzazione dello storage ad alte prestazioni per i carichi di lavoro enterprise nelle VM.  

Le applicazioni aziendali eseguite all'interno di macchine virtuali, come i database Oracle, PostgreSQL, SAP HANA e altri carichi di lavoro di importanza critica, richiedono prestazioni di storage specifiche per funzionare in modo efficiente. Le piattaforme di virtualizzazione tradizionali offrono spesso un approccio allo storage universale, costringendo gli amministratori a scendere a compromessi tra prestazioni e costi. InfoScale for Kubernetes aggiorna questo scenario, consentendo di creare più classi di storage con layout di volume e strategie di ottimizzazione diversi, ognuna personalizzata in base ai requisiti specifici dei carichi di lavoro in esecuzione nelle macchine virtuali. Ad esempio, puoi creare una classe di storage con striping ad alte prestazioni, con unità di striping di dimensioni ottimizzate per i database Oracle in esecuzione nelle VM, in modo da ottenere il massimo throughput di I/O per l'elaborazione delle transazioni. Allo stesso tempo, puoi eseguire il provisioning di una classe di storage con mirroring per le VM PostgreSQL, che privilegia la protezione dei dati e le prestazioni di lettura. Per le macchine virtuali SAP HANA, puoi configurare un layout stripe mirror che combina i vantaggi in termini di prestazioni dello striping con la resilienza del mirroring. Questo livello di personalizzazione, tradizionalmente disponibile solo negli storage array di livello enterprise, è ora accessibile direttamente in OpenShift Virtualization tramite le funzionalità avanzate di gestione dei volumi di InfoScale. Abbinando le prestazioni dello storage ai requisiti dei carichi di lavoro, è possibile garantire che le applicazioni aziendali eseguite nelle macchine virtuali all'edge offrano lo stesso livello di prestazioni del datacenter centrale. 

Scenario di utilizzo 3: ripristino di emergenza per macchine virtuali all’edge 

Il ripristino di emergenza (disaster recovery, DR) viene spesso trascurato nelle posizioni all'edge della rete, a causa della complessità e del costo delle soluzioni di DR tradizionali. Tuttavia, le macchine virtuali in esecuzione negli uffici remoti e nei siti all'edge possono essere fondamentali tanto quanto quelle nei datacenter centrali. La soluzione InfoScale e OpenShift a due nodi con arbitro offre una strategia di ripristino di emergenza container native completa per la virtualizzazione dell'edge. La replica continua a livello di blocco di InfoScale consente di replicare lo storage delle macchine virtuali tra i siti edge o dall'edge ai datacenter centrali, garantendo la continuità operativa in caso di guasto del sito.

A differenza delle soluzioni di DR tradizionali che richiedono una configurazione complessa e un intervento manuale, la replica di InfoScale è completamente integrata con OpenShift Virtualization, consentendo il failover e il failback automatizzati delle macchine virtuali. Ciò significa che puoi proteggere le tue macchine virtuali edge critiche con lo stesso livello di sofisticatezza delle VM del datacenter, ma con una frazione del sovraccarico operativo. Che si tratti di proteggere le macchine virtuali in un impianto di produzione remoto, in una sede di vendita al dettaglio o in una filiale, InfoScale garantisce che l'infrastruttura virtuale possa essere ripristinata in modo rapido e affidabile da qualsiasi scenario di emergenza. 

Conclusione: il futuro della virtualizzazione aziendale all'edge è arrivato 

L'edge aziendale non costituisce più un mercato di nicchia. È un componente fondamentale del panorama IT moderno. Mentre le organizzazioni continuano a superare sfide con la virtualizzazione all'edge, cresce la necessità di una piattaforma robusta, resiliente ed efficiente per l'esecuzione delle macchine virtuali. La combinazione di OpenShift a due nodi con un'architettura arbiter e InfoScale for Kubernetes di Arctera offre una soluzione efficace e completa per la virtualizzazione aziendale all'edge. 

Prendendo il meglio dalle due realtà, una topologia dell'infrastruttura compatta e conveniente e una piattaforma di servizi di dati e storage di livello enterprise, questa soluzione integrata consente alle organizzazioni di distribuire macchine virtuali di importanza critica all'edge in tutta sicurezza. È giunto il momento di accogliere un nuovo concetto di virtualizzazione dell'edge aziendale, e questo vale per gli amministratori di OpenShift Virtualization che desiderano estendere l'infrastruttura virtuale alle posizioni remote, per i leader IT che hanno la necessità di valutare strategie di virtualizzazione all'edge o per gli architetti cloud alle prese con la progettazione di nuovi ambienti virtuali distribuiti. Visita la pagina Red Hat porta l'open source all'edge per saperne di più.