Wat is Fabric Computing?

Fabric computing is een architecturale benadering van computing die een dynamische, flexEen schaalbare omgeving waarin resources zoals reken-, opslag- en netwerkfuncties worden geïntegreerd en beheerd als één uniform systeem.

Fabric computing is een geavanceerd architectonisch paradigma dat verschillende bronnen met elkaar verbindt, zoals processors, geheugen, mediaopslag en netwerken componenten, in een samenhangend, flexschaalbaar en bruikbaar systeem.

In tegenstelling tot traditionele computerarchitecturen, waar deze bronnen vaak in silo's zijn ondergebracht en onafhankelijk van elkaar werken, creëert fabric computing een geïntegreerd netwerk of "fabric" van bronnen die dynamisch kunnen worden toegewezen en opnieuw kunnen worden toegewezen indien nodig. Deze onderlinge verbinding maakt het mogelijk dat bronnen efficiënt worden gepoold en gedeeld over verschillende workloads en toepassingen, waardoor optimale prestaties mogelijk zijn, verminderd latencyen grotere schaalbaarheid.

Voorbeelden van Fabric Computing

Voorbeelden van fabric computing zijn te vinden in diverse geavanceerde computeromgevingen en technologieën die gebruikmaken van de onderling verbonden, flexmogelijke aard van deze architectuur:

Cisco Unified Computing System (UCS). Cisco's UCS is een data center architectuur die computing-, netwerk- en opslagbronnen integreert in een samenhangend systeem. Het maakt gebruik van een fabric interconnect die dynamische toewijzing van bronnen mogelijk maakt, wat efficiënt beheer en schaalbaarheid mogelijk maakt in cloud en data center omgevingen.
HPE-synergie. Hewlett Packard Enterprise (HPE) Synergy is een samenstelbaar infrastructuurplatform dat de principes van fabric computing belichaamt. Het maakt het mogelijk om IT-bronnen dynamisch samen te stellen en opnieuw samen te stellen om te voldoen aan specifieke workloadvereisten, waardoor een flexschaalbare omgeving die computing, opslag en netwerken integreert.
Intel Rack Schaal Ontwerp (RSD). Intel's RSD is een voorbeeld van fabric computing waarbij de infrastructuur is opgesplitst in pools van reken-, opslag- en netwerkbronnen. Deze bronnen kunnen dynamisch worden geconfigureerd en beheerd via een snelle interconnect, wat efficiënt gebruik van bronnen en schaalbaarheid in grote data centers.
VMware NSX. Het NSX-platform van VMware voor netwerkvirtualisatie creëert een netwerkstructuur die het onderliggende fysieke netwerk abstraheert tot een flexible, software-defined network. Deze fabric maakt dynamische provisioning en beheer van netwerkbronnen mogelijk, en ondersteunt de snelle implementatie van applicaties en services in gevirtualiseerde omgevingen.
Microsoft Azure. Microsoft's cloud platform, Azure, maakt gebruik van een fabric controller om de onderliggende infrastructuur te beheren. Deze controller coördineert resources in de Azure data centers, ervoor zorgen dat computer-, opslag- en netwerkbronnen efficiënt worden toegewezen om te voldoen aan de eisen van verschillende toepassingen en services.

Belangrijkste componenten van Fabric Computing

De belangrijkste componenten van fabric computing werken samen om ervoor te zorgen dat bronnen dynamisch kunnen worden toegewezen en geoptimaliseerd om te voldoen aan de eisen van verschillende workloads en toepassingen:

Rekenknooppunten. Rekenknooppunten zijn de individuele verwerkingseenheden binnen de infrastructuur, die doorgaans bestaan uit: CPUs, GPU's, of andere gespecialiseerde processors. Deze knooppunten leveren de ruwe rekenkracht die nodig is om taken uit te voeren en applicaties te draaien. In een fabric computing-omgeving zijn rekenknooppunten met elkaar verbonden, waardoor ze dynamisch kunnen worden gepoold en toegewezen op basis van workloadvereisten.
Opslagbronnen. Opslagbronnen in een fabric computing-architectuur omvatten verschillende vormen van gegevensopslag, zoals harde schijven, SSD's en netwerkverbonden opslag (NAS). Deze bronnen zijn geïntegreerd in de fabric, waardoor gegevens kunnen worden opgeslagen, opgehaald en beheerd in het hele systeem. De fabric-architectuur maakt het mogelijk om opslag te desaggregeren en toe te wijzen aan verschillende workloads indien nodig, waardoor flexibiliteit en efficiëntie.
Netwerkweefsel. De netwerkfabric is de snelle verbinding die rekenknooppunten, opslag en andere bronnen binnen de fabric computing-omgeving verbindt. Dit onderdeel is cruciaal voor het garanderen van communicatie met lage latentie en snelle gegevensoverdracht tussen verschillende delen van het systeem. De netwerkfabric omvat vaak technologieën zoals InfiniBand of hogesnelheidsinternet. Ethernet, die de bandbreedte en betrouwbaarheid die nodig zijn voor fabric computing.
Stoffen verbinden. Stoffen verbindingen zijn de hardware of softwaregebaseerde verbindingen die de compute-, storage- en netwerkcomponenten met elkaar verbinden. Deze interconnects maken de naadloze integratie van resources mogelijk, waardoor ze als een uniform systeem kunnen worden beheerd. Fabric-interconnects ondersteunen vaak protocollen en standaarden die communicatie en resource-sharing over de fabric vergemakkelijken.
Softwaregedefinieerde infrastructuur (SDI). Software-defined infrastructure (SDI) is een cruciaal onderdeel van fabric computing dat de abstractie, het beheer en de orkestratie van resources via software mogelijk maakt. SDI ontkoppelt de hardware van het controlevlak, waardoor beheerders op programmatische wijze reken-, opslag- en netwerkresources kunnen beheren. Dit onderdeel biedt de automatisering en flexnoodzakelijk voor dynamische toewijzing van middelen en snelle opschaling.
Management- en orkestratielaag. De management- en orkestratielaag is verantwoordelijk voor het coördineren van de verschillende componenten van de fabric. Deze laag bevat tools en software die het resourcegebruik monitoren, resources toewijzen aan verschillende workloads en ervoor zorgen dat de fabric efficiënt werkt. Het verwerkt ook taken zoals taakverdeling, fouttolerantie en schaalbaarheid, waardoor er een centraal controlepunt ontstaat voor de gehele fabric computing-omgeving.
Virtualisatietechnologieën. Virtualisatietechnologieën spelen een belangrijke rol in fabric computing door fysieke bronnen te abstraheren in virtuele instanties. Hierdoor kunnen meerdere workloads dezelfde fysieke hardware delen, waardoor het gebruik van bronnen wordt verbeterd en meer flexToewijzing van resources. Virtualisatietechnologieën kunnen worden toegepast op reken-, opslag- en netwerkresources binnen de fabric, ter ondersteuning van de creatie van virtuele machines, virtuele opslagpools en virtuele netwerken.
Beveiligingsframework. Een robuust beveiligingsframework is essentieel in een fabric computing-omgeving om gegevens, applicaties en resources te beschermen. Dit onderdeel omvat encryptie, authenticatie, toegangscontrole en monitoringmechanismen die de beveiliging van de fabric garanderen. Het beveiligingsframework moet over alle componenten worden geïntegreerd om de integriteit en vertrouwelijkheid van het systeem te behouden.
Schaalbaarheidsmechanismen. Schaalbaarheidsmechanismen in fabric computing stellen het systeem in staat om te groeien en zich aan te passen aan toenemende workloads en datavolumes. Deze mechanismen omvatten technologieën en processen die de naadloze toevoeging van nieuwe rekenknooppunten, opslag en netwerkbronnen aan de fabric mogelijk maken. Schaalbaarheid is een fundamenteel kenmerk van fabric computing, dat ervoor zorgt dat het systeem groeiende eisen aankan zonder prestatievermindering.
Interoperabiliteitsnormen. Interoperabiliteit standaarden zorgen ervoor dat verschillende componenten en technologieën binnen de stof naadloos kunnen samenwerken. Deze standaarden omvatten protocollen, APIs, en frameworks die communicatie en resource-sharing over de fabric heen vergemakkelijken. Interoperabiliteit is cruciaal in een fabric computing-omgeving, waar resources van verschillende leveranciers of platforms mogelijk geïntegreerd moeten worden in één samenhangend systeem.

Gebruiksscenario's voor Fabric Computing

Fabric computing, met zijn flexschaalbare architectuur, is zeer geschikt voor een verscheidenheid aan use cases in verschillende industrieën en computeromgevingen. Hieronder staan enkele van de primaire use cases waarbij fabric computing aanzienlijke voordelen oplevert.

Cloud Computergebruik en virtualisatie

In cloud omgevingen, biedt fabric computing de basis voor de dynamische toewijzing van resources over meerdere tenants en applicaties. Door compute-, storage- en netwerkresources te bundelen in een uniforme fabric, cloud dienstverleners kan infrastructuur efficiënt beheren en schalen om aan de fluctuerende vraag te voldoen. Dit resulteert in een verbeterd gebruik van hulpbronnen, lagere bedrijfskostenen de mogelijkheid om meer te bieden flexbetaalbare servicemodellen aan klanten.

High Performance Computing (HPC)

Hoogwaardige computing omgevingen vereisen enorme rekenkracht en snelle gegevensoverdrachtssnelheden om complexe simulaties, wetenschappelijk onderzoek en grootschalige gegevensverwerking te verwerken. De onderling verbonden architectuur van Fabric computing stelt HPC-systemen in staat om werklasten efficiënt te verdelen over talrijke rekenknooppunten en opslagbronnen, waardoor de latentie wordt verminderd en de algehele systeemprestaties worden verbeterd. Dit maakt het ideaal voor gebruik in gebieden zoals klimaatmodellering, genomisch onderzoek en financiële simulaties.

Big Data Analytics

Big data analytics omvat het verwerken en analyseren van grote hoeveelheden data in realtime om bruikbare inzichten te verkrijgen. Fabric computing ondersteunt big data-platforms door de benodigde reken- en opslagbronnen te bieden in een flexschaalbare manier. De architectuur zorgt voor de naadloze integratie van dataverwerkingsframeworks zoals Hadoop en Spark, waardoor organisaties grote datasets kunnen verwerken, realtime analyses kunnen uitvoeren en hun activiteiten kunnen opschalen naarmate de datavolumes toenemen.

EdgeComputing

Edge computing houdt in dat gegevens dichter bij de plaats worden verwerkt waar ze worden gegenereerd, zoals IoT-apparaten of op afstand werkende sensoren, in plaats van uitsluitend te vertrouwen op gecentraliseerde cloud data centers. Fabric computing kan worden uitgebreid naar de edge door reken- en opslagbronnen te verdelen over verschillende locaties, waardoor realtime gegevensverwerking mogelijk wordt en de noodzaak om gegevens terug te sturen naar gecentraliseerde data centers. Dit is vooral handig in toepassingen zoals autonome voertuigen, industriële IoTen slimme steden.

Software-gedefinieerd Data Centers (SDDC)

Softwaregedefinieerd data centers maken gebruik van fabric computing om alle aspecten van data center infrastructuur, inclusief computing, opslag en netwerken. Dit zorgt voor efficiënter resourcebeheer en automatisering, waardoor data centers om snel te kunnen reageren op veranderende werklasten en de prestaties te optimaliseren.

Enterprise IT-infrastructuur

In IT-omgevingen van bedrijven kan fabric computing een flexbare en schaalbare infrastructuur die een breed scala aan zakelijke toepassingen ondersteunt. Door compute, storage en netwerken te integreren in een uniforme structuur, kunnen ondernemingen dynamisch bronnen toewijzen aan verschillende afdelingen of projecten, wat de efficiëntie verbetert en de kosten verlaagt. Dit is met name voordelig in omgevingen waar IT diverse workloads moet ondersteunen, zoals databanken, ERP-systemen en klantgerichte applicaties.

Noodherstel en bedrijfscontinuïteit

Fabric computing verbetert disaster recovery en business continuïteitsstrategieën door snelle resource reallocation en failover-mogelijkheden mogelijk te maken. In het geval van een systeemstoring of data center uitval, kunnen resources binnen de fabric snel worden geherconfigureerd om de operaties te behouden, downtime te minimaliseren en bedrijfscontinuïteit te garanderen. De mogelijkheid om resources dynamisch te schalen ondersteunt ook backup en replicatieprocessen, waardoor het eenvoudiger wordt om gegevens en services te herstellen na een incident.

Kunstmatige intelligentie en machinaal leren (AI/ML)

AI en ML workloads vereisen vaak aanzienlijke rekenkracht en snelle toegang tot grote datasets. Fabric computing ondersteunt deze workloads door de benodigde infrastructuur te bieden om modellen efficiënt te trainen en te implementeren. De fabric-architectuur maakt het mogelijk om AI/ML-taken te verdelen over meerdere rekenknooppunten, wat parallelle verwerking en snellere trainingstijden mogelijk maakt. Bovendien flexDe schaalbaarheid van fabric computing maakt het eenvoudiger om resources te schalen naarmate de complexiteit van AI/ML-modellen toeneemt.

Telecommunicatie en 5G-netwerken

In de telecommunicatie, met name met de uitrol van 5G-netwerken, speelt fabric computing een sleutelrol bij het beheren van de gedistribueerde infrastructuur die nodig is om communicatie met hoge snelheid en lage latentie te ondersteunen. De fabric-architectuur stelt telco's in staat om netwerkfuncties te virtualiseren en de bronnen die nodig zijn om 5G-services te ondersteunen, efficiënt te beheren. Dit omvat het verwerken van de dynamische toewijzing van bronnen aan de edge, het beheren van netwerksegmenten en het verzekeren van hoge beschikbaarheid en betrouwbaarheid.

Media en Entertainment

De media- en entertainmentindustrie, met name op het gebied van videostreaming, rendering en contentlevering, profiteert van het vermogen van fabric computing om grootschalige, krachtige workloads te verwerken. Fabric computing maakt realtime verwerking en distributie van mediacontent mogelijk, en ondersteunt taken als livestreaming, videotranscodering en rendering van visuele effecten. De schaalbaarheid van de architectuur zorgt ervoor dat mediabedrijven piekvraag aankunnen zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit of prestaties.

Het belang van Fabric Computing

Fabric computing is cruciaal in moderne computeromgevingen vanwege het vermogen om resources te integreren en dynamisch te beheren in compute-, storage- en netwerkdomeinen. Deze architectuur stelt organisaties in staat om resourcegebruik te optimaliseren, schaalbaarheid te verbeteren en latentie te verminderen, waardoor het ideaal is voor het verwerken van complexe, data-intensieve workloads in cloud computing, high-performance computing en big data-analyse. Door een flexFabric computing is een betrouwbare en onderling verbonden infrastructuur die snelle implementatie en schaalbaarheid van applicaties ondersteunt, de efficiëntie verbetert en de flexibiliteit biedt die nodig is om te reageren op veranderende zakelijke eisen. Daarmee is het een fundamentele technologie voor de toekomst van IT-infrastructuur.

Voordelen en nadelen van Fabric Computing

Fabric computing biedt een scala aan voordelen die het een krachtige oplossing maken voor moderne IT-infrastructuur, maar het brengt ook bepaalde uitdagingen met zich mee. In dit gedeelte worden de belangrijkste voordelen van fabric computing onderzocht, zoals verbeterde schaalbaarheid en resource-optimalisatie, naast mogelijke nadelen zoals complexiteit en kosten, en wordt een evenwichtig beeld gegeven van de impact ervan op verschillende computeromgevingen.

Voordelen

Fabric computing presenteert een transformatieve benadering van IT-infrastructuur, met talrijke voordelen die voldoen aan de eisen van moderne computeromgevingen. Hieronder staan enkele van de belangrijkste voordelen die fabric computing tot een aantrekkelijke keuze voor organisaties maken:

Schaalbaarheid. Fabric computing maakt naadloze schaalbaarheid mogelijk door bronnen dynamisch toe te voegen of opnieuw toe te wijzen indien nodig. Dit flexbaarheid is cruciaal voor omgevingen die te maken hebben met fluctuerende werklasten, zoals cloud computergebruik en big data-analyses, waarbij de mogelijkheid om snel op te schalen of af te schalen zorgt voor optimale prestaties en optimaal gebruik van middelen.
Optimalisatie van hulpbronnen. Een van de belangrijkste voordelen van fabric computing is het vermogen om resourcegebruik te optimaliseren. Door compute-, storage- en netwerkresources te bundelen in een uniform systeem, zorgt fabric computing ervoor dat resources efficiënt worden toegewezen op basis van vraag.
Verbeterde prestatie. De snelle interconnects en het dynamische resource management van Fabric computing leiden tot verbeterde prestaties in de gehele infrastructuur. De architectuur minimaliseert latentie en maximaliseert de datadoorvoer, waardoor het ideaal is voor high-performance computing (HPC), realtime analytics en andere prestatiegevoelige toepassingen.
Flexibiliteit. Dé flexDe mogelijkheid van fabric computing stelt organisaties in staat hun IT-infrastructuur snel aan te passen aan veranderende bedrijfsbehoeften. Resources kunnen on the fly opnieuw worden geconfigureerd en toegewezen, waardoor IT-afdelingen een breed scala aan applicaties en workloads kunnen ondersteunen zonder dat er uitgebreide hardwarewijzigingen of herconfiguratie nodig zijn.
Hoge beschikbaarheid en betrouwbaarheid. Fabric computing ondersteunt hoge beschikbaarheid en betrouwbaarheid door het mogelijk maken overtollig resourcetoewijzing en failovermogelijkheden. In het geval van hardwarestoringen of netwerkproblemen kan het systeem automatisch resources opnieuw toewijzen, waardoor uitvaltijd en het verzekeren van continue werking. Dit is met name belangrijk voor missiekritieke applicaties waarbij uptime essentieel is.
Vereenvoudigd beheer. Ondanks de complexiteit van de onderliggende architectuur, vereenvoudigt fabric computing het beheer via software-defined infrastructure (SDI) en automatisering. Gecentraliseerde beheertools stellen beheerders in staat om resources in de fabric te monitoren en te beheren, routinetaken te automatiseren en snel te reageren op problemen, waardoor de belasting van IT-personeel wordt verminderd en de algehele efficiëntie wordt verbeterd.
Verbeterde beveiliging. Fabric computing verbetert de beveiliging door meer gedetailleerde controle te bieden over toewijzing en toegang van bronnen. Beveiligingsbeleid wordt afgedwongen op meerdere lagen van de infrastructuur, waaronder de compute-, storage- en netwerkcomponenten, en helpt gegevens en applicaties te beschermen tegen ongeautoriseerde toegang en mogelijke inbreuken.
Kost efficiëntie. Hoewel de initiële investering in fabric computing-infrastructuur hoog is, kan de kostenefficiëntie op de lange termijn aanzienlijk zijn. Organisaties realiseren in de loop van de tijd aanzienlijke besparingen op operationele kosten door het optimaliseren van resourcegebruik, het verminderen van hardwareredundantie en het mogelijk maken van beter beheer van IT-middelen. Het vermogen om resources naar behoefte te schalen, helpt ook overprovisioning te voorkomen, wat verder bijdraagt aan kostenbesparingen.

Nadelen

Hoewel fabric computing aanzienlijke voordelen biedt, brengt het ook enkele uitdagingen met zich mee waar organisaties rekening mee moeten houden bij het adopteren van deze architectuur. Hieronder staan de belangrijkste nadelen van fabric computing:

Prestatieoverhead. Hoewel fabric computing is ontworpen om prestaties te optimaliseren, kunnen de abstractie- en virtualisatielagen die nodig zijn voor de werking ervan prestatieoverhead introduceren, wat zich manifesteert als latentie of verminderde doorvoer. Dit is een probleem, met name in omgevingen met extreem hoge prestatievereisten, zoals high-frequency trading of realtime dataverwerking.
Complexiteit van de implementatie. Fabric computing architecturen zijn inherent complex en omvatten de integratie van verschillende componenten in een uniform systeem. Het opzetten en configureren van deze componenten vereist gespecialiseerde kennis en expertise, waardoor de initiële implementatie uitdagend en tijdrovend is. De complexiteit strekt zich ook uit tot doorlopend beheer, aangezien het onderhouden van de fabric en het verzekeren dat deze efficiënt werkt, aanzienlijke middelen en technische vaardigheden vereist.
Hoge initiële kosten. De implementatie van een fabric computing-omgeving vereist vaak een aanzienlijke investering vooraf in zowel hardware als software. Organisaties moeten mogelijk high-performance interconnects, geavanceerde rekenknooppunten en robuuste opslagoplossingen aanschaffen en investeren in softwaregedefinieerde infrastructuur en beheertools. Deze kosten kunnen prohibitief zijn voor kleinere organisaties of organisaties met beperkte IT-budgetten.
Hogere managementkosten. Ondanks de voordelen op het gebied van schaalbaarheid en flexibility, verhoogt fabric computing de beheeroverhead voor IT-teams. De dynamische aard van de architectuur vereist constante monitoring en optimalisatie om ervoor te zorgen dat resources effectief worden toegewezen. Bovendien kan de complexiteit van het systeem leiden tot problemen bij het oplossen van problemen.
Mogelijke leveranciersafhankelijkheid. Veel fabric computing-oplossingen zijn gekoppeld aan specifieke leveranciers, met name wanneer er propriëtaire technologieën of protocollen bij betrokken zijn. Dit kan leiden tot vendor lock-inwaarbij een organisatie afhankelijk wordt van één leverancier voor zowel hardware- als softwareondersteuning.
Beveiligingsproblemen. De onderlinge verbondenheid van fabric computing introduceert extra beveiligingsuitdagingen. Met bronnen en data die door een uniforme fabric stromen, aanvalsoppervlak is groter, waardoor het systeem mogelijk wordt blootgesteld aan een breder scala aan bedreigingen. Om robuuste beveiliging te garanderen in alle componenten van de fabric zijn uitgebreide en vaak complexe beveiligingsmaatregelen nodig.