Схематичное строение современных ИТ и структур элементарных частиц похожи. Для понимания этого нужно вспомнить про классическое «сеть есть компьютер», про «трех китов», составляющих рельеф современного ИТ-ландшафта, и чуть ближе познакомиться с субатомной физикой, точнее, вспомнить про теорию кварков.

В детали новейшей физики мы погружаться не будем, ограничимся рамочным рассмотрением, для понимания которого достаточно знаний в объеме средней школы, а про ИТ поговорим чуть подробней. Но начнем все же с того, что вспомним о наличии субатомной физики, которая изучает составляющие атомов, а также идет глубже, рассматривая компоненты, из которых состоят элементы атомных ядер.

Про мелкое, но важное

Элементарные частицы бывают разные, причем не все они «элементарны» при ближайшем рассмотрении. Вы знаете, что легкие элементарные частицы — лептоны, к которым относят, например, электроны — бесструктурные. Мы предполагаем, что это минимальные «кирпичики», из которых построена Вселенная. С более тяжелыми элементарными частицами ситуация иная — барионы (тяжелые частицы) и мезоны (занимающие промежуточное положение) обладают внутренней структурой, то есть построены из более мелких компонент. Составляющие барионов и мезонов открыли довольно давно и назвали кварки. Кварки неплохо исследовали, их признали неделимыми, но в свободном состоянии они не встречаются — в отличие от тех же электронов — а существуют только в составе других частиц: в барионах по три кварка, в мезонах — по два. Заметим, что существование кварков подтверждено экспериментально. Вычисления и эксперименты, проведенные полвека назад, очень интересны, но для нас важно именно доказательство существования кварковой структуры.

Поведение кварков кажется очень странным на первый взгляд. Они не существуют поодиночке, только парами. «Вырвать» один кварк из «триплета», составляющего барион, можно, — вопрос лишь в энергиях — но после этого мы получим опять барион (кварков внутри по-прежнему будет три), а выбитый кварк улетит в составе новорожденного мезона (то есть частицы с двумя кварками внутри). Взаимодействие частиц высоких энергий рождает новые частицы, тут ничего удивительного нет, но кварки при этом ведут себя чуть странно.

Дело не в самих кварках, а в связях, удерживающие их в составе единой системы. В данном случае связи заметно отличаются от других известных, например, удерживающих в составе единой системы ядро атома и его электронные оболочки. Если электромагнитные поля «размазаны» по пространству (тоже в школе проходили!), то поля, обеспечивающие сильные взаимодействия между кварками, образно говоря, представляют собой тесно скрученные «канаты», которые обычно называют струнами. Можно представить систему и чуть иначе: внутри протонов-нейтронов есть струны, которые оканчиваются кварками! И тогда все станет понятно с поведением кварков: мы же не можем оторвать конец струны, правда? После любого воздействия у струны обязательно появится другой конец с кварком, да и оторванный фрагмент тоже будет струной с парой оконечностей-кварков! Все ровно так, как мы видели выше в экспериментах с барионами и мезонами!

Посмотрим на инфраструктуру корпоративного ИТ

Помните «сеть есть компьютер»? Согласитесь, что это прямая аналогия со струнами! Как элементарные частицы можно рассматривать как совокупность связей, к которым «приложены» элементы (кварки), точно так же современную ИТ-инфраструктуру можно рассматривать как сеть, к которой «прилажены» некоторые элементы (где данные хранят и обрабатывают).

Конечно, сравнение несколько условно — объекты в ИТ крупные и никак не могут быть рассмотрены как квантовые, да и обладают сложной внутренней структурой, которая к тому же эволюционирует, о чем мы поговорим ниже. В случае с ИТ «элементы» не являются «точечными», но еще обычно бывают пространственно-распределены — если хотите, даже «размазаны» по пространствам, которые могут быть размером с город или страну, а то и с континент. Будет точнее говорить не про элементы, а про типы элементов. Но, согласитесь, сходство с кварками все же есть, и оно достаточно интересное. Есть и другие забавные параллели: например, внутри большинства корпораций (барионов) элементов обычно три, а менее крупные СМБ (мезоны) могут обойтись двумя.

Заметим, что «кварки» в корпоративных инфраструктурах могут существовать, как минимум, парами. Вряд ли можно представить себе ландшафт, состоящий только из ЦОДа или только из EDGE, да и корпоративная инфраструктура, включающая только локальные вычислительные ресурсы, в современных условиях уже нежизнеспособна.

Что составляет корпоративные ландшафты

Современную инфраструктуру можно рассматривать как совокупность сетей — локальных, VAN, туннелей через Интернет и т. д. — на «оконечностях» которых расположены элементы для обработки/хранения данных: локальные вычислительные ресурсы, ЦОДы или EDGE.

В данном случае «струны», соединяющие компоненты, являются элементами со сложной внутренней структурой — иногда это просто соединительные кабели, иногда сложные системы, включающие в себя даже спутниковую связь как элементы для соединения с филиалами в труднодоступных локациях или как резервные каналы. Конечно, на разорванном участке сети элементы не образуются автоматически. Но, согласитесь, фрагмент, ведущий «в никуда», нарушает гармонию, а поэтому должен быть или удален — например, физически свернуть кабели или больше не арендовать данную линию связи у провайдера — или получить на оконечности свой «кварк».

Сейчас бурно развиваются все три типа «кварков», с точки зрения инфраструктур они равноценны. Может показаться, что вычисления стремительно уходят в ЦОДы — причем в разных формах: от традиционных клиент-серверных систем, которые все еще работают, до «облачных» вычислений и решений по виртуализации — а локальные вычисления превращаются в legacy, но это не так.

Сегодня самую лучшую динамику демонстрируют именно локальные девайсы: сегмент устройств за 2021-й прибавит 14% в денежном выражении год-к-году, по прогнозам Gartner. А сегменту ЦОДов в то же время пророчат рост только на 7,7%. Такие пропорции выразительно показывают рост требований к вычислительным мощностям в «кварке», находящемся на стороне клиента. Про EDGE было бы тоже очень интересно поговорить — там высокая динамика, происходит много любопытного, а местами и концептуального — но о граничных вычислениях и происходящих в этом «кварке» саб-трендах поговорим в следующий раз.

Немного истории

Со времени формирования мира ИТ в современном понимании — можно назвать это моментом «Большого взрыва» в ИТ — структура примерно так и выглядела, хотя и не настолько рафинированно. Про те времена сейчас говорят и пишут очень много, осознание истории — как формирования современного ИТ в восьмидесятые, так и формирование современного мира в эпоху «Большого взрыва» — требует осознания и имеет далеко не только теоретический интерес, а во многом важно для практического понимания ситуации в ряде задач!

Например, небольшие вычислительные машины на промышленных или исследовательских площадках размещали, чтобы не прокладывать линии связи до вычислительных центров с мощными компьютерными системами, занимавшими несколько комнат, а то и несколько этажей — но в те времена это не было трендом и тогда это не называли EDGE. Сегодня граничные вычисления тоже могут быть очень разными — от обработки данных встроенными специализированными компьютерами (например, в smart-камерах систем видеонаблюдения) до стойки с несколькими серверами, помещенной в антивандальный «шкаф» и обслуживающей, например, вычислительные задачи производственного цеха.

Локальные вычисления появились в начале восьмидесятых, когда начался бум ПК. Если вспомним историю, то в те времена одним из мощных драйверов для сегмента ПК были именно корпоративные продажи, но специфические — чтобы не бегать в вычислительный центр, сотрудники покупали ПК и пользовались ими на рабочих местах для обработки данных, подготовки документов и т. д. Как видите, концепция BYOD имеет очень давнюю историю! От современных локальных вычислений та ситуация отличалась радикально — те компьютеры еще не были соединены в сеть. Сегодня локальные устройства тоже могут быть различными: десктопы/моноблоки, ноутбуки/трансформеры, смартфоны/"таблетки" — на всем этом зоопарке можно читать почту и готовить документы, а во многих случаях получать весь нужный доступ к ресурсам корпоративной инфраструктуры (или почти весь).

Древние ВЦ выглядели весьма похожими на современные ЦОДы: компьютеры высокой мощности, собранные в соответствующим образом оборудованные помещения — с кондиционерами, звукопоглощающими панелями на стенах и потолке, кабельными инфраструктурами под фальш-полами и т. д. Но все же данное сравнение хромает еще сильнее, чем наша картина с «кварковыми» параллелями. Современные дата-центры имеют смысл только при наличии связей-«струн», без связи с другими компонентами корпоративной инфраструктуры они будут бессмысленны, с распечатками и даже с носителями информации к ним/от них не набегаешься. Заметим, что ЦОДы могут сегодня существовать в разных вариациях: это может быть традиционный центр обработки данных, размещенный в отдельном здании за закрытым охраняемым периметром, это может быть привычная серверная, наконец, ЦОД может быть виртуальным — такой вариант тоже существует и становится все более популярным.

Как видно, наши «кварки» тоже развиваются! Это не позволяет рассматривать их как бесструктурные «кирпичи мироздания» современного ИТ, но делает более интересными для детального рассмотрения и дальнейшего познания ситуации.

За пределами нашей схемы

Рассмотренная нами схема забавна, она позволяет лучше понять современный ИТ-мир, но кроме нее есть масса деталей. Они тоже важны для понимания происходящего, но их рассмотрение оставим на самостоятельное изучение.

Вы спросите: а где тут, предположим, виртуализация? Это хороший вопрос, так как ответ на него позволяет понять, что хотя виртуализация и является одним из драйверов ИТ, но не относится к базовой, к «элементарной» инфраструктуре, и живет она, распределенная между ее элементами — ресурсами в ЦОДах и локальными вычислительными системами, которые соединены «струнами» телекома. На вопросы о том, «где живет» на кварковой структуре в современных условиях инфобезопасность — тоже один из драйверов современного мира — найдите ответ самостоятельно.

Партнеры юбилейного номера


Версия для печати (без изображений)