Oracle Private Cloud Appliance X10 – Nền tảng Private Cloud mạnh mẽ cho doanh nghiệp

Trong bối cảnh các doanh nghiệp ngày càng yêu cầu cao về hiệu năng, bảo mật và khả năng kiểm soát dữ liệu, việc triển khai mô hình cloud ngay tại trung tâm dữ liệu (on-premises) đang trở thành xu hướng tất yếu. Oracle Private Cloud Appliance X10 (PCA X10) ra đời nhằm giải quyết chính bài toán này – mang toàn bộ trải nghiệm của Oracle Cloud Infrastructure (OCI) về ngay trong trung tâm dữ liệu của khách hàng.

Tổng quan về Oracle Private Cloud Appliance X10

Oracle Private Cloud Appliance X10 là một hệ thống engineered system dạng rack-scale, tích hợp sẵn compute, storage và networking theo tiêu chuẩn của OCI, cho phép triển khai nhanh chóng các ứng dụng cloud-native ngay tại chỗ (on-premises).

Điểm nổi bật của PCA X10 là khả năng:

• Triển khai môi trường cloud độc lập với public cloud (OCI disconnected)
• Phát triển ứng dụng một lần, triển khai linh hoạt on-premises hoặc cloud
• Tích hợp chặt chẽ với các hệ thống như Exadata hoặc Oracle Database Appliance

Điều này giúp doanh nghiệp vừa tận dụng được lợi ích của cloud, vừa đảm bảo data residency và các yêu cầu về bảo mật nghiêm ngặt.

 Kiến trúc tổng thể – Thiết kế cho hiệu năng và tính sẵn sàng cao

PCA X10 được thiết kế theo kiến trúc tương tự OCI, bao gồm:

• 3 Fault Domains (FD) giúp tăng khả năng chịu lỗi
• Không có Single Point of Failure (SPOF)
• Tách biệt tài nguyên quản trị và tài nguyên workload

Ngoài ra, hệ thống hỗ trợ tới 8 tenancy độc lập, giúp phân tách tài nguyên giữa các đơn vị hoặc môi trường (Dev/Test/Prod).

 Thành phần phần cứng chính của PCA X10

Một hệ thống PCA X10 tiêu chuẩn bao gồm:

• 3 Management Nodes
• Tối thiểu 3 Compute Nodes
• 2 storage head Oracle ZFS ZS9-2
• Các storage tray (capacity / performance)
• 4 switch 100GbE + 1 management switch

Ngoài ra còn có lựa chọn Flex Bays - cho phép mở rộng linh hoạt đến 2 compute node, 2 khay đĩa SSD hoặc 1 khay đĩa HDD.

Management Nodes – Trái tim điều khiển hệ thống

Phần mềm quản lý của Private Cloud Appliance, được gọi là “Service Enclave”, bao gồm control plane và phần mềm điều khiển, chạy trên ba management node chuyên dụng. Một nguyên tắc thiết kế của Private Cloud Appliance X10 là đảm bảo sự tách biệt giữa tài nguyên hệ thống và tài nguyên của khách hàng. Việc tách các management node khỏi các compute node của khách hàng giúp tăng cường độ ổn định, bảo mật, đồng thời đảm bảo rằng workload của khách hàng và các tiến trình hạ tầng không cạnh tranh tài nguyên với nhau. Ngoài ra, điều này còn giúp mang lại hiệu năng ổn định, có thể dự đoán và lặp lại cho các workload của khách hàng.

Các management node được tổ chức thành một cụm (cluster) nhằm cung cấp tính sẵn sàng cao (high availability) và cho phép thực hiện nâng cấp rolling mà không gây gián đoạn (zero-downtime). Các management node là giống hệt nhau, do đó mỗi node có thể đảm nhiệm các phần khác nhau của dịch vụ quản lý và vẫn tiếp tục hoạt động ngay cả khi một node không khả dụng do bảo trì hoặc gặp sự cố.

Compute Nodes – Sức mạnh xử lý vượt trội

Các compute node cung cấp năng lực xử lý để chạy các compute instance (máy ảo) và được gọi là “Compute Enclave”. Private Cloud Appliance X10 có cấu hình từ 3 đến 12 compute node, sử dụng bộ vi xử lý AMD EPYC™ thế hệ thứ 4, cung cấp tối đa 184 OCPUs cho mỗi compute node. Khách hàng có thể mở rộng từ 552 OCPUs đến 2208 OCPUs trong một rack, và có thể mở rộng lên tới 6624 OCPUs trong cấu hình nhiều rack.

Một đặc điểm thiết kế của Private Cloud Appliance là tự động cấu hình compute node, giúp giảm công sức vận hành và rút ngắn thời gian đưa hệ thống vào sử dụng (time-to-value). Mỗi compute node sẽ được tự động gán vào một trong ba Fault Domain (FD) nhằm tăng khả năng chịu lỗi cho ứng dụng.

Hệ thống hỗ trợ nâng cấp rolling không downtime (zero-downtime) đối với compute node, với điều kiện phải có đủ tài nguyên dự phòng để tạm thời đưa một số node ra khỏi hoạt động. Các instance ứng dụng sẽ được di chuyển tạm thời khỏi compute node đang ở chế độ bảo trì trong suốt thời gian bảo trì, và sẽ được chuyển lại sau khi quá trình hoàn tất và node sẵn sàng hoạt động trở lại.

Các compute node chạy hypervisor KVM, mỗi instance được cấp phát tài nguyên RAM và OCPUs riêng biệt, giúp tránh hiện tượng “noisy neighbor” có thể ảnh hưởng đến hiệu năng.

Storage – Linh hoạt giữa dung lượng và hiệu năng

Tài nguyên lưu trữ chính là Oracle ZS9-2 Storage Appliance, một hệ thống lưu trữ hiệu năng cao được phát triển dựa trên dòng sản phẩm ZFS, cung cấp khả năng truy cập lưu trữ đa giao thức trong một cụm có tính sẵn sàng cao. Dung lượng của ZS9-2 được sử dụng cho object storage, image của máy ảo, và block storage của khách hàng. Hệ thống cũng hỗ trợ sẵn các tính năng như replication, cloning và mã hóa (encryption).

Thiết bị ZS9-2 bao gồm hai controller, mỗi controller được trang bị hai bộ vi xử lý Intel Xeon 24 core và 1TB RAM. Tương tự như management node và compute node, ZS9-2 sử dụng mô hình cluster để loại bỏ điểm lỗi đơn (single point of failure) và cho phép bảo trì, nâng cấp mà không cần downtime. Các controller chịu trách nhiệm điều khiển truy cập đến các khay đĩa SSD và HDD, thông qua các giao thức iSCSI, NFS và SMB.

Cấu hình lưu trữ mặc định bao gồm một khay đĩa HDD, cung cấp hơn 150TB dung lượng khả dụng sau khi tính đến mirroring, checksum và RAID. Một hệ thống Private Cloud Appliance có thể lắp đặt từ 1 đến 20 storage tray dung lượng cao, mỗi tray bao gồm 20 ổ đĩa 22TB cấu hình RAID, kèm theo các bộ tăng tốc cache đọc/ghi sử dụng SSD. Tổng dung lượng lưu trữ có thể mở rộng lên đến hơn 3.65PB.

Ngoài ra, có thể tùy chọn cấu hình từ 1 đến 20 khay đĩa SSD, mỗi tray gồm 20 ổ SSD SAS 7.68TB và 2 SSD tăng tốc ghi. Các tầng lưu trữ khác nhau (dung lượng cao và hiệu năng cao) có thể được kết hợp để tối ưu giữa dung lượng tổng thể và hiệu năng IOPS.

Bên cạnh đó, mỗi compute node đều được trang bị ổ đĩa SATA cục bộ để khởi động hệ điều hành, trong khi các management node sử dụng ổ NVMe SSD.

Network – Hiệu năng cao, thiết kế theo chuẩn cloud

Kiến trúc mạng của Private Cloud Appliance X10 được xây dựng dựa trên các dịch vụ mạng của OCI. Các mạng L3, Virtual Cloud Network (VCN) và subnet hoạt động trên hạ tầng vật lý tốc độ cao, với sự tách biệt giữa data plane và management network. Tương tự như compute và storage, hệ thống mạng cũng áp dụng các nguyên tắc thiết kế về cô lập (isolation) và dự phòng vật lý (physical redundancy).

Kết nối data plane được xây dựng dựa trên các switch 100Gbps dự phòng, theo mô hình hai lớp tương tự leaf-spine topology. Các switch leaf kết nối các thành phần phần cứng trong rack, trong khi các switch spine đóng vai trò xương sống của hệ thống mạng và cung cấp đường đi cho lưu lượng ra bên ngoài. Mỗi leaf switch được kết nối với tất cả các spine switch, và các spine switch cũng được kết nối với nhau. Lợi ích chính của mô hình này là khả năng chịu lỗi cao, dễ mở rộng và tối ưu hóa đường truyền.

Private Cloud Appliance X10 cung cấp đầy đủ các dịch vụ mạng như:

• Mạng ảo L2/L3
• IPv4
• Load Balancer
• Firewall
• NAT
• DHCP và DNS
• Local Peering
• Dynamic Routing Gateway (DRG – router ảo)
• Security Lists và Security Groups

Lưu lượng North/South sử dụng OVN Distributed Gateways, cho phép chuyển lưu lượng từ các mạng overlay (VCN) xuống mạng underlay và tiếp tục đi qua các uplink trên spine switch ra data center. Trong khi đó, lưu lượng nội bộ East/West được truyền qua các tunnel trên một mạng underlay duy nhất.

Kết luận

Oracle Private Cloud Appliance X10 là giải pháp lý tưởng cho các doanh nghiệp muốn:

• Triển khai cloud on-premises
• Đảm bảo các quy tắc về bảo mật dữ liệu
• Tận dụng sức mạnh của OCI nhưng không cần kết nào vào internet

Với kiến trúc hiện đại, khả năng mở rộng linh hoạt và hiệu năng cao, PCA X10 không chỉ là một hệ thống hạ tầng – mà là nền tảng cloud hoàn chỉnh trong data center của bạn.

Tài liệu tham khảo:

· Oracle datasheet. (2024) .“Oracle Private Cloud Appliance X10 Datasheet”

https://www.oracle.com/a/ocom/docs/private-cloud-appliance-x10-datasheet.pdf?utm_source=chatgpt.com

· Oracle blog. (2023). Saurabh Baijal và Tanmay Dhuri - “Announcing Oracle Private Cloud Appliance X10”

https://blogs.oracle.com/oracle-systems/announcing-oracle-private-cloud-appliance-x10