Overstock.com – экономический эффект виртуализации

Ужесточение требований к доступности, производительности и масштабируемости среды хранения данных, а также необходимость ее упрощения были обусловлены действием нескольких факторов. Рост бизнеса и появление более строгих требований регулирующих органов в отношении защиты и сохранения данных привели к увеличению периодов, в течение которых Overstock.com должна сохранять данные и обеспечивать возможность их извлечения. Кроме того, компания осознала, что для надежной и эффективной поддержки расширяющегося спектра операций и удовлетворения требований приложений необходимо обеспечить возможность практически неограниченного увеличения объемов среды хранения.

Задачи проекта

Overstock.com стремится обслуживать клиентов на максимально высоком уровне, а также обеспечивать эффективность внутренних операций. Учитывая значительный ежегодный рост объемов данных, компания определила задачи, выполнение которых должно было привести к повышению уровня обслуживания и улучшению доступа к информации при одновременной ликвидации неэффективных операций и сокращении расходов.

Упрощение среды хранения данных посредством виртуализации

Один из путей к существенному сокращению операционных расходов заключается в упрощении среды хранения за счет виртуализации ее ресурсов, позволяющей управлять средой как единым пулом. Применяя технологию виртуализации на основе контроллера, можно объединить внутренние и внешние СХД в единую среду, что способствует повышению загрузки ресурсов и обеспечивает возможность их совместного использования.

Достижение оптимального соотношения между уровнями среды хранения данных и потребностями бизнеса

Степень важности различных данных для организации не одинакова. Кроме того, значение одной и той же информации может изменяться на протяжении ее жизненного цикла. Классифицируя данные, исходя из специфических уровней обслуживания, а затем сопоставляя их с соответствующими уровнями среды хранения данных, организации могут оптимизировать ИТ-инфраструктуру и затраты.

Упрощение миграции данных

Выбирая решение для модернизации среды, Overstock.com в том числе стремилась обеспечить уменьшение рисков, связанных с миграцией данных. Ранее компания осуществляла миграцию с помощью средств, работающих на основе хостов и способных лишь локально перемещать данные между приложением и хост-системой. Это делало процедуру миграции весьма громоздкой, требовало прекращения работы приложений – приводило к нарушению бизнес-операций. Таким образом, основным приоритетом для Overstock.com стало внедрение механизма, который позволил бы избежать остановки бизнес-процессов и осуществлять миграцию незаметно для пользователей. Кроме того, компания хотела стандартизировать, автоматизировать и упростить процедуры миграции для всех внутренних и внешних СХД, виртуализируемых на основе платформы Hitachi Universal Storage Platform V (USP V).

Сокращение операционных расходов

ИТ-департамент Overstock.com рассматривается как место возникновения затрат – подразделение, увеличивающее общие расходы компании. Поэтому он должен работать с максимальной эффективностью и рентабельностью. Изучая способы уменьшения совокупной стоимости владения в рамках ИТ-департамента, специалисты Overstock.com пришли к выводу, что внедрение предлагаемых Hitachi Data Systems технологий позволит значительно сократить время и средства, необходимые для управления средой.

Сокращение капитальных расходов

Перед Overstock.com стояла задача обеспечить одновременное сокращение капитальных расходов и удовлетворение потребностей расширяющегося бизнеса. Предполагалось, что развертывание новой архитектуры приведет к высвобождению емкости и уменьшению дискового пространства, которое выделено и не используется. Анализ результатов по истечении первого года продемонстрировал изменение потребности в покупке новых дисков.

Теперь при необходимости приобретения дополнительной емкости ИТ-департамент намного легче обосновывает свой запрос, поскольку наглядно видно, что имеющиеся ресурсы среды хранения данных не просто выделены, а реально используются. Таким образом, модернизация способствовала повышению общей окупаемости инвестиций – показателя, имеющего большое значение для руководства ИТ-департамента.

Виртуализация среды хранения данных

Виртуализация среды хранения данных предполагает консолидацию систем разных производителей в единый пул, управление которым осущес-твляется через унифицированный интерфейс. Несмотря на широкое распространение в отрасли, термин «виртуализация» неоднозначен, это связано с наличием нескольких технологий виртуализации. Некоторые решения предполагают введение новых уровней сложности управления или привязку к системам одного производителя и поддерживают не все типы серверов в гетерогенной среде.

Решение Hitachi – виртуализация на основе контроллера

В отличие от решений, в которых реализованы механизмы виртуализации на основе сервера или SAN, платформы Hitachi осуществляют полнофункциональную виртуализацию на основе контроллера, обеспечивая поддержку всех компонентов гетерогенной среды хранения данных. Это позволяет управлять всем центром обработки данных как единой виртуальной СХД, через общий интерфейс. В результате управление виртуализацией и многоуровневым хранением данных на внутренних и внешних СХД, в том числе на мейнфреймах, осуществляется через контроллер хранения данных Hitachi. Платформа USP V обеспечивает консолидацию как NAS, так и SAN, и использует единый набор инструментов с графическим интерфейсом для безопасной миграции, конфигурирования, автоматизации, мониторинга и эксплуатации ресурсов среды хранения данных. Платформы Hitachi могут управлять виртуализированной средой, совокупная емкость которой достигает 32 Пбайт.

Виртуализированная архитектура

«Ядром» центра обработки данных Overstock.com является  USP V. Пул хранения данных компании включает в себя виртуализированные внутренние и внешние СХД. Платформы обеспечивают виртуализацию внешних СХД, производительность, мобильность данных и предоставляют (размещенные на внешних хостах) инструменты конфигурирования ресурсов, способствующие гибкому выделению емкости, мониторингу и перемещению данных между уровнями.

Центр обработки данных включает решение Hitachi – кластер NAS, который функционирует как бездисковый файловый сервер, характеризующийся высокой масштабируемостью и подключающийся к виртуализированному пулу хранения данных. При этом кластеры установлены на каждом объекте. Эти шлюзы обеспечивают доступность данных для большого количества различных серверов и приложений и используются для их консолидации вне систем USP V.

«Виртуализация внешних СХД позволила Overstock.com упростить весь процесс модернизации технологий. Миграции, которые обычно занимали более пяти часов, теперь осуществляются менее чем за 30 минут», – комментирует Картер Ли, вице-президент по технологиям Overstock.com.

Многоуровневая инфраструктура

Архитектура Hitachi обеспечивает интеллектуальное перемещение данных по уровням хранения, позволяя классифицировать их, исходя из целевых уровней обслуживания бизнес-приложений, и без нарушения работы перемещать на соответствующие уровни хранилища. В гетерогенной многоплатформенной среде возможно образование «узких мест» и неэффективное использование ресурсов хранения. Это приводит к замедлению или даже нарушению бизнес-процессов. Использование уровней способствует повышению доступности приложений и эффективному управлению ресурсами.

В инфраструктуре среды хранения данных выделены три уровня:

1. Диски Fibre Channel (15 тыс. об./мин)
2. Диски Fibre Channel или SAS (10 тыс. об./мин)
3. SATA

Использование многоуровневой среды хранения данных позволяет администраторам гибко определять, как и где будет храниться корпоративная информация.  

Конфигурирование и предоставление ресурсов с помощью Hitachi Dynamic Provisioning

Программный продукт Hitachi Dynamic Provisioning осуществляет «тонкое» конфигурирование, предоставляя виртуальную емкость из пула хранения данных. Он позволяет избавиться от непроизводительных издержек и сократить расходы на администрирование, а также способствует повышению доступности приложений за счет уменьшения длительности простоев, связанных с конфигурированием ресурсов. DP позволяет выделять большие объемы виртуального дискового хранилища и предоставлять приложениям дополнительные ресурсы, обеспечивая поддержку планового и непланового роста. Когда приложению действительно требуется дополнительная физическая емкость, Overstock.com может выделить ее из общего пула без нарушения работы.

Использование решения позволило компании ликвидировать расходы, сопровождающие практику выделения томов приложениям на постоянной основе. Прежний подход заключался в предоставлении каждому приложению избыточной емкости для того, чтобы избежать неблагоприятных последствий постепенного выделения дополнительной емкости в соответствии с текущими потребностями. DP тоже позволяет предоставлять избыточную емкость, однако это осуществляется путем ее конфигурирования в общем пуле хранения данных. Администраторы могут выделять приложению большой объем виртуального дискового хранилища, а физическую емкость предоставлять лишь в объеме, необходимом для выполнения текущих задач.

Анализ экономических последствий

Используемая HDS методика «Экономика хранения данных» представляет собой набор методологий, решений и способов планирования, обеспечивающих применение финансовых и экономических принципов к технологиям хранения данных. Компании Overstock.com были представлены принципы экономической оценки и определения затрат, позволяющие получить количественно измеримые доказательства эффективности новой архитектуры. Такой подход будет применяться и для оценки дальнейших улучшений ИТ-среды.

Замена архитектуры, представляющей собой набор статических уровней хранения данных, на архитектуру с виртуализированными системами и томами позволила Overstock.com значительно сократить стоимость единицы емкости и уменьшить потребность в физических ресурсах, необходимых для выполнения текущих и будущих требований. Исходная совокупная стоимость владения ресурсами среды хранения данных была определена по состоянию на декабрь 2007 г. (старая архитектура). Полученный показатель использовался для сравнения при оценке дальнейших изменений архитектуры.

Для определения стоимости единицы емкости детализированные показатели затрат были суммированы и разделены на емкость, доступную для использования. Компания выделила 14 отдельных категорий затрат, относящихся к трем основным группам:

1. Капитализируемые затраты:
   • амортизация аппаратного обеспечения;
   • расходы на ПО и амортизация;
   • обслуживание аппаратного обеспечения;
   • сопровождение программного обеспечения.
2. Затраты на ИТ-инфраструктуру:
   • на оплату труда администраторов среды хранения данных;
   • на помещения центра обработки данных;
   • на электроснабжение и охлаждение;
   • на инфраструктуру SAN;
   • на инфраструктуру восстановления после аварий (каналы);
   • на инфраструктуру NAS;
   • на конфигурирование, риски для бизнеса;
   • на миграцию.
3. Затраты, связанныесрисками:
   • для серверов и бизнеса в процессе миграции;
   • при восстановлении после аварий.

Со временем, благодаря повышению окупаемости активов, оптимизации трудозатрат и эффективному перемещению данных по уровням хранения, Overstock.com отметила явное улучшение показателей затрат на инфраструктуру и ее качественных характеристик.

Изменение скорости и стоимости роста

Как уже упоминалось, ежегодный темп роста объемов данных Overstock.com превышал 40%. Внедрение новой архитектуры в условиях повышенного давления на ИТ-бюджеты привело к раздвоению графика, что отражено на рис. 1. Во-первых, за счет высвобождения неиспользуемых ресурсов и перехода на «тонко» конфигурируемые тома уменьшилась общая потребность в емкости. Во-вторых, динамическое выделение уровней способствовало снижению стоимости роста.

Рис. 1. Изменение потребности в емкости вследствие перехода на новую архитектуру

Уменьшение стоимости роста

Как уже говорилось, виртуализированная многоуровневая архитектура Hitachi позволяет перемещать данные между уровнями без нарушения работы. Эту функцию Overstock.com начала использовать на ранней стадии для миграции более старых томов данных на более низкие уровни. За последние два года скорость увеличения 1-го уровня значительно изменилась, а удовлетворение потребности в росте среды решалось в основном за счет 2-го и 3-го уровней. Совокупный эффект поддержки роста с помощью трех уровней и изменения потребности в новых ресурсах позволил Overstock.com значительно сократить капитальные расходы (см. рис. 2).

Рис. 2. Уменьшение стоимости роста среды хранения данных (показан четырехлетний интервал)

Снижение стоимости единицы емкости

За первый год после перехода на новую архитектуру средняя стоимость единицы емкости (Гбайт/год) среды хранения данных уменьшилась на 43%. В течение второго года уменьшение этого показателя составило 37%.

Качественные преимущества для Overstock.com

Упрощение миграции данных при модернизации технологий

Использование Hitachi Tiered Storage Manager для виртуализации внутренних и внешних ресурсов хранения данных позволило значительно уменьшить риски и трудозатраты при обновлении среды.

Высвобождение емкости и повышение загрузки ресурсов

Степень загрузки ресурсов виртуализированной, «тонко» конфигурируемой среды составляет 80% и более. Виртуализация старых СХД привела к высвобождению емкости, которую можно использовать для новых проектов.

Упрощение конфигурирования и вывода на рынок новых приложений

Планирование и реализация внедрения новых приложений требуют большого объема работ по конфигурированию и выделению ресурсов среды хранения данных, способных обеспечить необходимые характеристики производительности и доступности. В ходе планирования приложениям предоставляется избыточная емкость, чтобы предотвратить нарушение их работы в будущем, при плано-вом или неплановом росте. Использование DP позволило Overstock.com значительно уменьшить этот этап, а в некоторых случаях – и совсем устранить его.

Соответствие между уровнями хранения данных и потребностями бизнеса

Решения Hitachi позволили Overstock.com осуществлять мониторинг производительности ключевых приложений и перемещать данные (без нарушения работы) на более высокий или низкий уровень, согласно с требованиями бизнеса.

Повышение эффективности операций

До внедрения DP администраторы среды хранения данных Overstock.com тратили значительное время на мониторинг производительности каждого приложения с целью определения «горячих точек». Их выявление требует перемещения данных на другие системы. Предоставляемая DP функция распределения данных по всем дискам в рамках одного пула позволяет избежать появления «горячих точек» и направить силы администраторов на выполнение других заданий. Ранее «узкие места» выявлялись несколько раз в квартал, и на их ликвидацию уходило 40–50 рабочих часов. Использование DP позволяет сэкономить это время. Кроме того, возможность управления ресурсами среды хранения данных как единым пулом способствует повышению эффективности операций. Операция конфигурирования и предоставления ресурсов, ранее занимавшая два–три часа, теперь выполняется менее чем за 30 минут.

Рис. 3. Изменение стоимости единицы емкости в сравнении с ежегодным ростом

«Hitachi Data Systems удалось быстро упростить процедуру конфигурирования и предоставления ресурсов среды хранения данных, осуществляемую без нарушения работы приложений. Использование технологий виртуализации позволило нам освободить до 50% емкости в некоторых массивах, уменьшить длительность конфигурирования на 25% и повысить степень загрузки ресурсов более чем на 30%. Виртуализация, динамическое конфигурирование и многоуровневое хранение данных, обеспечиваемые решением Hitachi, способствовали сокращению капитальных и операционных расходов и повышению окупаемости инвестиций в среду хранения данных», – резюмирует Картер Ли, вице-президент по технологиям Overstock.com.