Azure Stack HCI: introduzione alla soluzione

L’utilizzo di infrastrutture hyper-converged negli ultimi anni ha subito un forte incremento e le stime provenienti da fonti autorevoli riportano che nei prossimi 12-18 mesi l’investimento in soluzioni di questo tipo saranno tra gli quelli più significativi per la modernizzazione dei datacenter, per circa il 54% delle organizzazioni. Con l’arrivo di Windows Server 2019, Microsoft ha introdotto la soluzione Azure Stack HCI, che consente l’esecuzione di macchine virtuali ed una facile connessione ad Azure con una infrastruttura hyper-converged (HCI). In questo articolo vengono riportate le principali caratteristiche della soluzione e le relative potenzialità.

La tendenza che si sta affermando è il passaggio da una tradizionale infrastruttura “three tier”, composta da switch di rete, appliance, sistemi fisici con a bordo hypervisor, storage fabric e SAN, verso infrastrutture hyper-converged (HCI), dove vengono rimossi diversi componenti hardware, sostituti dalla “magia” del software, in grado di unire i layer di elaborazione, storage e rete in un’unica soluzione.

Figura 1 – “Three Tier” Infrastructure vs Hyper-Converged Infrastructure (HCI)

Tutto ciò è reso possibile dal nuovo sistema operativo Windows Server 2019, che consente di utilizzare Hyper-V, un ormai solido e affidabile hypervisor, insieme alle soluzioni di Software Defined Storage e Software Defined Networking. A questo viene aggiunto Windows Admin Center, che consente di gestire totalmente e da interfaccia grafica l’ambiente hyper-converged. Il tutto viene implementato su hardware appositamente validato dai vari vendor.

Figura 2 – Azure Stack HCI Solution overview

Il posizionamento della soluzione Azure Stack HCI è il seguente, affiancato ad Azure ed Azure Stack, ma con scopi ben precisi e distinti.

Figura 3 – Azure Family

Azure Stack HCI è una evoluzione della soluzione Windows Server Software-Defined (WSSD) disponibile in passato con Windows Server 2016. Azure Stack HCI è stato inserito nella famiglia di Azure in quanto condivide le stesse tecnologie software-defined utilizzate anche da Azure Stack.

Azure Stack HCI consente l’esecuzione di applicazioni virtualizzate nell’ambiente on-premises, su hardware testato e validato in modo specifico. Per poter ottenere la certificazione l’hardware è sottoposto a rigorosi test di validazione, che garantiscono l’affidabilità e la stabilità della soluzione. Per consultare le differenti soluzioni Azure Stack HCI dei vari vendor hardware è possibile accedere a questa pagina.

Figura 4 – Azure Stack HCI solutions hardware partners

Un corretto dimensionamento dell’hardware è fondamentale per ottenere i risultati attesi in termini di performance e stabilità, pertanto è opportuno utilizzare sempre soluzioni hardware validate in modo specifico e non utilizzare componenti hardware assemblati a piacimento. Tale condizione è indispensabile anche per ottenere una soluzione Azure Stack HCI totalmente supportata.

Grazie all’utilizzo e al supporto delle più moderne innovazioni introdotte nei dispositivi hardware, Azure Stack HCI consente di raggiungere performance molto elevate, tanto da raggiungere un importante record di IOPS (ben 13.798.674) tra le piattaforme hyper-converged, raddoppiando le performance massime che erano state raggiunte con Windows Server 2016.

Figura 5 – Innovazioni hardware supportate da Azure Stack HCI

La soluzione hyper-converged con Windows Server 2016 vedeva un grosso limite dato dal fatto che la configurazione e la gestione dell’ambiente doveva essere fatta prevalentemente da riga di comando.

Grazie all’introduzione di Windows Admin Center si ha la possibilità di gestire e controllare totalmente l’ambiente hyper-converged da interfaccia web. Inoltre, molti vendor delle soluzioni hardware mettono a disposizione delle estensioni di Windows Admin Center per arricchire le funzionalità di management.

Nel seguente video viene mostrata la gestione di un ambiente hyper-converged da Windows Admin Center:

In ambito software-defined storage, la tecnologia Storage Space Direct consente di usufruire di molte funzionalità, che la rendono una soluzione completa, affidabile e sicura.

Figura 6 – Funzionalità in ambito software-defined storage

In Windows Server 2019 sono stati fatti importanti miglioramenti in ambito deduplica e compressione del dato che consentono di avere un quantitativo superiore di spazio storage utilizzabile.

Figura 7 – Possibili risparmi di spazio disco utilizzando deduplica e compressione

L’abilitazione avviene in modo molto semplice direttamente da Windows Admin Center.

Figura 8 – Abilitazione deduplica e compressione da Windows Admin Center

Azure Stack HCI può essere utilizzato per ambienti più piccoli con due nodi e può scalare fino ad un massimo di 16 nodi.

Figura 9 – Scalabilità della soluzione

In presenza di cluster composti esattamente da due nodi Windows Server 2019 è possibile utilizzare la Nested resiliency, una nuova funzionalità di Storage Spaces Direct, introdotta in Windows Server 2019, che consente di sostenere più fault hardware allo stesso momento senza perdere l’accesso allo storage.

Figura 10 – Fault hardware sostenuti

Utilizzando questa funzionalità si avrà a disposizione una capacità inferiore rispetto a un classico two-way mirror, ma si ottiene una maggiore affidabilità, fondamentale per infrastrutture hyper-converged, superando il limite presente nelle precedenti versioni di Windows Server in presenza di ambienti cluster composti da soli due nodi. La nested resiliency mette insieme due nuove opzioni in ambito resiliency, implementate in software e senza la necessità di hardware specifico:

  • Nested two-way mirror: in ogni server viene utilizzato localmente un two-way mirror, e una ulteriore resiliency viene garantita da un two-way mirror tra i due server. Di fatto si tratta di un four-way mirror, dove sono presenti due copie per del dato per ogni server.
  • Nested mirror-accelerated parity: viene combinato il two-way mirror, precedentemente descritto, con la nested parity.

Figura 11 – Nested two-way mirror + Nested mirror-accelerated parity

Azure Stack HCI consente di collegare le risorse on-premises al public cloud Azure per estendere il set di funzionalità, approccio totalmente differente da Azure Stack, che permette di adottare i servizi Azure on-premises, ottenendo una experience totalmente consistente al cloud pubblico, ma con risorse che risiedono nel proprio datacenter.

Figura 12 – Approccio ibrido: Azure Stack vs Azure Stack HCI

La possibilità di connettere Azure Stack HCI con i servizi Azure per ottenere una soluzione hyper-converged ibrida è un importante valore aggiunto che la differenzia fortemente da altri competitor. Anche in questo caso l’integrazione può essere fatta direttamente da Windows Admin Center per usufruire dei seguenti servizi Azure:

  • Azure Site Recovery per implementare scenari di disaster recovery.
  • Azure Monitor per tenere sotto controllo, in modo centralizzato, quello che avviene a livello applicativo, sulla rete e nella propria infrastruttura hyper-converged, con l’esecuzione di analisi avanzate tramite l’intelligenza artificiale.
  • Cloud Witness per utilizzare lo storage account di Azure come quorum del cluster.
  • Azure Backup per una protezione offsite della propria infrastruttura.
  • Azure Update Management per fare un assessment degli aggiornamenti mancanti e procedere con la relativa distribuzione, sia per macchine Windows che per sistemi Linux, indipendentemente dalla loro location, Azure oppure on-premises.
  • Azure Network Adapter per collegare facilmente le risorse on-premises con le VMs in Azure tramite una VPN point-to-site.
  • Azure Security Center per il monitoraggio e il rilevamento sulle macchine virtuali delle minacce di security.

Figura 13 – Integrazione Azure hybrid services da Windows Admin Center

Conclusioni

Microsoft ha effettuato importanti investimenti per evolvere, migliorare e rendere maggiormente affidabile e performante la propria proposizione per scenari hyper-converged. Azure Stack HCI risulta ora una soluzione matura, che supera i limiti della precedente soluzione Windows Server Software-Defined (WSSD) ed ingloba tutto il necessario per realizzare una ambiente hyper-converged in un unico prodotto ed in un’unica licenza: Windows Server 2019. La possibilità di collegare remotamente Azure Stack HCI ai vari servizi Azure la rendono inoltre una soluzione ancora più completa e funzionale.