Гибридная ИТ-инфраструктура для высоконагруженных систем

HighLoad-инфраструктура способна в короткий промежуток времени обрабатывать значительные объемы данных, обеспечивая высокий уровень отказоустойчивости. Нагрузка на такие системы чаще всего растет волнообразно, но иногда – экстремально быстро. Наглядные примеры – период распродаж, предпраздничный ажиотаж на маркетплейсах и в онлайн-магазинах, а также всплеск трафика на платформах доставки медиаконтента.

О том, какие подходы помогают компаниям поддерживать вычислительные мощности и обеспечивать бесперебойную работу приложений и систем в моменты пиковых нагрузок, рассказывает эксперт по облачным решениям К2Тех Павел Горюнов.

Варианты построения ИТ-инфраструктуры для HighLoad-систем

Публичное облако может служить бустером для резкого наращивания вычислительных ресурсов по запросу. Некоторые провайдеры закладывают в свои решения автоскейлинг – механизм, который автоматически масштабирует ресурсы в зависимости от настроек мониторинга и уровня загрузки инфраструктуры. Это позволяет оперативно запускать дополнительные виртуальные машины, контейнеры или базы данных и также быстро их сворачивать, когда пиковая нагрузка спадает. Такой сценарий возможен, если система адаптирована к масштабированию в публичное или частное облако. Также возможен вариант с построением гибридной облачной модели, когда основная, статичная часть системы размещается в частном облаке (собственном контуре), а дополнительная мощность привлекается за счет ресурсов публичного облака.

Банки и финансовые организации, которые не могут размещать бизнес-критичные HighLoad-системы в публичном облаке, применяют традиционный подход, сформировавшийся еще до появления облачных моделей: они резервируют собственные вычислительные мощности. Такие организации тщательно ведут мониторинг нагрузки, анализируют потребление ресурсов и выявляют ключевые факторы роста, чтобы заранее подготовиться ко дню Х и обеспечить стабильную работу системы.

Маркетплейсы, как и большая часть ритейла, чаще всего используют арендованные серверы для базовых нагрузок, дополняя их Kubernetes либо полноценным частным облаком. Также распространена гибридная модель, при которой компания комбинирует собственное оборудование с ресурсами публичных облаков, чтобы выдерживать пиковые нагрузки и обеспечивать отказоустойчивость.

Дополнительно применяется мультиоблачный подход – использование нескольких публичных облаков от разных провайдеров. Он снижает зависимость от одного поставщика, но требует более сложного управления и интеграции. В целом ритейл активно использует публичные облака для масштабирования и роста высоконагруженных систем и приложений.

Подводные камни: что учесть при создании гибридных моделей

При создании гибридной инфраструктуры, которая подразумевает комбинирование локального оборудования и облачных ресурсов, либо при использовании мультиоблачной модели, компаниям следует принимать во внимание технические и организационные моменты.

Вам также может быть интересен материал Компас CIO:

Зоопарк в ИТ-багаже: как российские компании трансформируют архитектуру

Эксперты крупнейших компаний делятся опытом трансформации ИТ-архитектуры в условиях импортозамещения. В материале: практические подходы к выбору отечественных решений, критерии приоритизации систем, баланс между микросервисами и микромонолитами, стратегии управления интеграцией компонентов. Особое внимание уделено унификации ИТ-ландшафта и снижению сложности поддержки гибридных систем различных классов.

Совместимость компонентов ИТ-инфраструктуры

Если задействованы облачные ресурсы от различных провайдеров, важно учитывать их различия в характеристиках серверов: производительность, типоразмеры, коэффициенты переподписки, сетевые возможности, SLA, механизмы автоматизации и инструменты управления.

Часто при переходе на мультиоблако или гибрид компании снижают зависимость от PaaS и SaaS-решений облачных операторов, фокусируясь на базовых вычислительных ресурсах – ядрах, памяти, дисках, – и механизмах автоматизации (Terraform, Ansible), чтобы описать приложения и системы как код (Infrastructure as Code, IaC). В стратегии IaC используется автоматизация, но чаще встречается Terraform, который должен хорошо работать с платформами облачных провайдеров. И это только один из аспектов, которые необходимо учитывать при использовании различных облачных решений для ИТ-систем.

Управление

В случае, если гибрид строится на базе локальной инфраструктуры и публичного облака, важно предусмотреть единые инструменты управления и контроля, чтобы, разместив часть систем во внешнем облаке, сохранить контроль над безопасностью и потреблением ресурсов.

При построении облачной гибридной модели стоит учитывать три аспекта управления:

• Доступы. Важно выстроить единую политику доступа и ролевую модель с учетом различий в механизмах, которые встречаются у провайдеров. Чаще всего в публичных облаках используется своя модель управления идентификацией и контролем доступа (Identity and Access Management, IAM), и она может отличаться по логике работы от других облаков.
• Базовый функционал и возможности. Даже на уровне базового IaaS набор инструментов варьируется от провайдера к провайдеру. Поэтому следует определить минимальный перечень сервисов, необходимый для единого управления инфраструктурой.
• Автоматизация и механизмы взаимодействия. Необходимо заранее предусмотреть способы взаимодействия с облачной инфраструктурой оператора при помощи средств автоматизации (API, команды управления, Terraform-провайдеры, Ansible, консольные клиенты (например, S3cmd), отдельные библиотеки и т.д.).

Организация

Эффективное построение HighLoad-системы невозможно без кросс-командного взаимодействия и коммуникации между разработчиками системы и инфраструктурной командой. Понимание потребностей системы и того, как она может и должна работать, делает построение инфраструктуры под нее если не проще, то точно эффективнее. Разработчик системы чаще всего не решает задачи по обеспечению ИТ-инфраструктуры и не занимается выбором облачных провайдеров или облачной модели (частная/гибридная/публичная). При этом специалисты по ИТ-инфраструктуре могут не разбираться в тонкостях работы системы. Отсутствие конструктивного диалога между сторонами может привести к тому, что система окажется неработоспособной. Не менее важно с самого начала подключить команду сопровождения. Это позволит заранее учесть эксплуатационные нюансы, обеспечить стабильность HighLoad-системы и оптимизировать использование ресурсов.

Заключение

На уровне компании выбор модели потребления облачных ресурсов (частное/гибридное/мультиоблако) во многом зависит от политики безопасности и экономических факторов. Для построения HighLoad-систем оптимальным решением часто становится гибридная схема: статичную часть нагрузки берут на себя частное облако или on-premise инфраструктура, а публичное облако подключается в периоды пиковых нагрузок.

Важно не только выбрать подходящую модель, но грамотно управлять разными источниками ресурсов, балансируя их преимущества и ограничения гибридного подхода. Это ключевой фактор для эффективной работы не только высоконагруженных, но и любых масштабируемых ИТ-систем.