Pendahuluan: HCI Architecture Bukan Sekadar Menggabungkan Server dan Storage
Hyperconverged Infrastructure (HCI) sering dipahami secara sederhana sebagai teknologi yang menggabungkan compute, storage, dan networking ke dalam satu cluster.
Namun, membangun HCI architecture yang tepat tidak berhenti pada memilih jumlah node dan kapasitas storage.
Pertanyaan yang lebih penting adalah:
Bagaimana merancang arsitektur HCI yang mampu memenuhi kebutuhan workload saat ini, tetap resilient ketika terjadi failure, dan dapat berkembang selama 3–5 tahun tanpa menghasilkan infrastruktur yang overprovisioned atau sulit dikelola?
Jawabannya membutuhkan pendekatan architecture-first.
Sebuah HCI cluster harus dirancang berdasarkan kombinasi:
-
Workload requirement
-
Compute requirement
-
Storage capacity
-
Storage performance
-
Network architecture
-
Data protection
-
High availability
-
Failure domain
-
Scalability
-
Security
-
Operational requirements
-
Growth projection
Dengan kata lain:
Workload → Requirements → Architecture → Node Configuration → Growth
bukan sebaliknya.
Apa Itu HCI Architecture?
HCI architecture adalah desain infrastruktur yang mengintegrasikan resource compute, storage, networking, virtualization, dan management ke dalam sebuah cluster terdistribusi.
Dalam traditional infrastructure, komponen tersebut biasanya dipisahkan:
Traditional Infrastructure
Compute
│
├── Server
│
└── Hypervisor
Storage
│
└── SAN / NAS
Network
│
└── Switch
Management
│
└── Multiple Management Systems
HCI mengubah pendekatan tersebut menjadi arsitektur yang lebih terintegrasi:
HCI Architecture
┌─────────────────────┐
│ HCI Management │
└──────────┬──────────┘
│
┌─────────────┴─────────────┐
│ HCI Cluster │
│ │
│ Node 1 │ Node 2 │ Node 3 │
│ │ │ │
│ Compute │ Compute│Compute │
│ Storage │Storage │Storage │
│ Network │Network │Network │
└─────────┴────────┴────────┘
Setiap node berkontribusi terhadap resource cluster, sementara software-defined architecture mengelola resource tersebut sebagai satu infrastructure pool.
Mengapa HCI Architecture Harus Dirancang dari Workload?
Kesalahan umum dalam implementasi HCI adalah memulai dari pertanyaan:
"Berapa node HCI yang harus dibeli?"
Pertanyaan tersebut seharusnya muncul setelah workload dianalisis.
Mulailah dengan:
1. Apa workload yang akan dijalankan?
Contohnya:
-
Virtual machine
-
Database
-
ERP
-
VDI
-
File services
-
Application server
-
Backup workload
-
AI/analytics workload
2. Berapa resource yang dibutuhkan?
Analisis:
-
vCPU
-
RAM
-
Storage capacity
-
IOPS
-
Throughput
-
Latency
-
Network bandwidth
3. Bagaimana workload tersebut berkembang?
Forecast:
-
VM growth
-
Data growth
-
User growth
-
Application growth
-
New workloads
Dari sinilah arsitektur HCI mulai terbentuk.
Komponen Utama HCI Architecture
Secara umum, HCI architecture dapat dibagi menjadi beberapa layer.
┌───────────────────────────────────┐
│ Applications │
├───────────────────────────────────┤
│ Virtual Machines │
├───────────────────────────────────┤
│ Hypervisor / Compute │
├───────────────────────────────────┤
│ Distributed Storage Layer │
├───────────────────────────────────┤
│ Network / Data Fabric │
├───────────────────────────────────┤
│ Physical HCI Nodes │
└───────────────────────────────────┘
Setiap layer memiliki peran berbeda dan harus dirancang sebagai bagian dari satu sistem.
Compute Architecture
Compute merupakan salah satu fondasi HCI.
Sizing compute tidak cukup hanya berdasarkan jumlah VM.
Perhitungkan:
-
vCPU requirement
-
Physical CPU core
-
CPU generation
-
CPU utilization
-
Memory-to-core ratio
-
NUMA architecture
-
Oversubscription
-
Peak workload
-
Future growth
Misalnya, sebuah environment memiliki:
100 VM × rata-rata 4 vCPU
maka logical requirement adalah:
400 vCPU
Tetapi 400 vCPU tidak otomatis berarti organisasi membutuhkan 400 physical CPU cores.
Hypervisor memungkinkan CPU oversubscription, tetapi tingkat oversubscription harus disesuaikan dengan workload.
Database dan latency-sensitive application, misalnya, dapat memiliki kebutuhan CPU yang berbeda dibandingkan general-purpose VM.
Karena itu:
Compute sizing = Capacity + Performance + Growth
Memory Architecture
Memory sering menjadi resource yang membatasi pertumbuhan HCI sebelum CPU atau storage.
Perhitungan harus mempertimbangkan:
-
VM allocated memory
-
Actual memory utilization
-
Hypervisor overhead
-
HCI services
-
Memory reservation
-
Memory overcommitment
-
Future workload
Contoh:
Jika total VM membutuhkan:
800 GB RAM
dan HCI platform membutuhkan resource tambahan untuk management serta distributed services, maka node harus memiliki kapasitas lebih besar dari sekadar 800 GB.
Tambahkan juga headroom untuk failure scenario.
Pertanyaan penting:
Jika satu node gagal, apakah node yang tersisa masih memiliki RAM yang cukup untuk menjalankan seluruh workload?
Inilah perbedaan antara resource sizing dan architecture sizing.
Distributed Storage Architecture
Storage pada HCI berbeda dengan storage array tradisional.
Pada traditional architecture:
Server → SAN → Storage Array
Pada HCI:
Node 1 ─┐
Node 2 ─┼── Distributed Storage Pool
Node 3 ─┤
Node 4 ─┘
Storage dari setiap node dikonsolidasikan menjadi distributed datastore.
Karena itu, architecture harus memperhitungkan:
-
Raw capacity
-
Usable capacity
-
Data protection
-
Replication
-
Erasure Coding
-
Deduplication
-
Compression
-
IOPS
-
Throughput
-
Latency
-
Rebuild capacity
-
Storage growth
Usable Capacity Bukan Raw Capacity
Salah satu kesalahan paling umum dalam HCI architecture adalah menganggap:
Raw Capacity = Usable Capacity
Padahal:
Raw Capacity
↓
Data protection
↓
Platform overhead
↓
Deduplication & compression
↓
Reserved capacity
↓
Failure/rebuild headroom
↓
Usable Capacity
Misalnya cluster memiliki 100 TB raw capacity.
Setelah protection policy, overhead, efficiency, dan operational reserve diperhitungkan, kapasitas yang dapat digunakan workload dapat jauh lebih kecil.
Karena itu, architecture harus dirancang berdasarkan usable capacity, bukan sekadar jumlah TB yang terpasang.
Replication vs Erasure Coding
Data protection merupakan bagian penting dari HCI architecture.
Dua pendekatan yang umum digunakan adalah:
Replication
Data disimpan dalam beberapa copy.
Keuntungannya adalah architecture yang relatif sederhana dan predictable.
Trade-off-nya adalah kebutuhan physical storage yang lebih besar.
Erasure Coding
Data dan parity didistribusikan ke beberapa node.
Pendekatan ini dapat meningkatkan storage efficiency, tetapi memiliki persyaratan dan trade-off tertentu terkait cluster configuration, performance, rebuild, dan failure domains.
Karena itu, pemilihan protection policy harus mempertimbangkan:
-
Availability requirement
-
Capacity efficiency
-
Performance
-
Number of nodes
-
Failure tolerance
-
Rebuild behavior
-
Workload characteristics
Protection policy adalah bagian dari architecture, bukan konfigurasi yang dipikirkan setelah cluster dibeli.
Network Architecture
Network adalah salah satu komponen paling kritis dalam HCI.
Berbeda dengan traditional virtualization, HCI menggunakan network untuk berbagai aktivitas internal, termasuk:
-
VM traffic
-
Storage traffic
-
Replication
-
Management
-
Cluster communication
-
Rebuild
-
Resynchronization
-
Backup
Karena itu, network architecture harus mempertimbangkan:
Bandwidth
Apakah link cukup untuk normal operation dan peak activity?
Latency
Apakah latency memenuhi requirement distributed storage?
Redundancy
Apakah failure satu link atau switch akan mengganggu cluster?
Segmentation
Apakah management, storage, VM, dan backup traffic perlu dipisahkan secara logical atau physical?
Network Redundancy
HCI architecture sebaiknya tidak bergantung pada satu network path.
Contoh sederhana:
Network Fabric
/ \
Switch A Switch B
/ \ / \
Node1 Node2 Node3 Node4
Dengan redundant paths, failure pada salah satu component tidak langsung menyebabkan kehilangan connectivity seluruh cluster.
Namun, topology yang tepat tetap bergantung pada HCI platform, switch architecture, NIC configuration, dan availability requirement.
High Availability dan Failure Domain
HCI architecture harus dirancang dengan pertanyaan:
Apa yang terjadi ketika sesuatu gagal?
Failure scenario dapat mencakup:
-
Disk failure
-
NIC failure
-
Network switch failure
-
Node failure
-
Power failure
-
Rack failure
-
Availability-zone failure
Semakin tinggi availability requirement, semakin penting failure domain menjadi bagian dari architecture.
Contohnya:
Rack A Rack B
┌─────────┐ ┌─────────┐
│ Node 1 │ │ Node 3 │
│ Node 2 │ │ Node 4 │
└─────────┘ └─────────┘
\ /
└──── Network ──────┘
Jika seluruh node berada pada satu rack, sebuah rack-level incident dapat memengaruhi seluruh cluster.
Dengan fault-domain-aware design, workload dapat didistribusikan agar resilience lebih tinggi.
Node Sizing: Balanced vs Specialized
HCI architecture umumnya menggunakan node dengan resource yang relatif seimbang.
Namun, kebutuhan workload dapat membuat organisasi mempertimbangkan konfigurasi berbeda.
Misalnya:
Compute-heavy
Cocok untuk workload yang membutuhkan:
-
CPU tinggi
-
RAM tinggi
-
Storage moderat
Storage-heavy
Cocok ketika kebutuhan utama adalah:
-
Capacity tinggi
-
Data-intensive workloads
-
Large datasets
Balanced
Cocok untuk general-purpose virtualization.
Pertanyaan yang harus dijawab:
Apakah workload Anda membutuhkan compute, memory, storage capacity, atau storage performance yang paling dominan?
Jawabannya akan menentukan node architecture.
Scale-Up vs Scale-Out
Salah satu keunggulan HCI adalah kemampuan scale-out.
Traditional infrastructure sering menggunakan:
Scale-up
Server
↓
CPU ↑
RAM ↑
Storage ↑
HCI lebih banyak menggunakan:
Scale-out
Node 1 + Node 2 + Node 3
↓
Add Node 4
↓
Add Node 5
Namun, scale-out bukan berarti:
"Tambahkan node kapan pun tanpa perencanaan."
Setiap penambahan node dapat memengaruhi:
-
Capacity
-
Compute ratio
-
Storage ratio
-
Licensing
-
Network
-
Power
-
Rack space
-
Data distribution
-
Operational model
Karena itu, scalability harus dirancang sejak awal.
Architecture untuk Growth 3–5 Tahun
HCI architecture yang baik tidak hanya memenuhi kebutuhan hari ini.
Buat forecast:
Year 0
Current workload
↓
Year 1
Expected growth
↓
Year 2
New workloads
↓
Year 3
Capacity expansion
↓
Year 4
Infrastructure refresh consideration
↓
Year 5
Target architecture
Contoh:
Jika workload saat ini membutuhkan 100 TB storage dan tumbuh 20% per tahun:
Future Capacity = 100 × (1.20)^5
≈ 249 TB
Tetapi storage bukan satu-satunya resource yang tumbuh.
Lakukan forecast yang sama untuk:
-
CPU
-
RAM
-
IOPS
-
Network
-
VM count
Dengan demikian, organisasi dapat mengetahui apakah bottleneck lima tahun mendatang kemungkinan berada di compute, memory, storage, atau network.
HCI Architecture Harus Mempertimbangkan Failure Capacity
Sebuah cluster mungkin terlihat cukup besar dalam kondisi normal.
Namun, bagaimana jika satu node gagal?
Contoh:
4-node cluster
↓
1 node failure
↓
3 nodes remaining
Apakah tiga node tersebut masih memiliki:
-
CPU cukup?
-
RAM cukup?
-
Storage capacity cukup?
-
Protection capacity cukup?
-
Network bandwidth cukup?
Jika jawabannya tidak, maka cluster tersebut belum memiliki architecture yang sesuai dengan requirement availability.
Karena itu, sizing harus dilakukan terhadap:
Normal State + Failure State + Growth State
bukan hanya normal state.
Security Architecture
HCI juga membutuhkan security architecture.
Pertimbangkan:
-
Management network isolation
-
Role-Based Access Control
-
MFA
-
Secure boot
-
Firmware management
-
Hypervisor hardening
-
Network segmentation
-
Logging
-
Vulnerability management
-
Backup protection
Management plane harus mendapatkan perhatian khusus karena kompromi terhadap management infrastructure dapat memberikan akses luas terhadap resource cluster.
Management dan Operations
HCI menyederhanakan infrastructure management, tetapi bukan berarti operational planning tidak diperlukan.
Architecture harus menentukan:
-
Monitoring
-
Alerting
-
Capacity management
-
Patch management
-
Firmware lifecycle
-
Hypervisor lifecycle
-
Backup
-
Configuration management
-
Automation
Salah satu keuntungan HCI adalah centralized management.
Tetapi centralized management juga berarti management plane harus dirancang dengan reliability dan security yang memadai.
Backup dan Disaster Recovery Bukan Bagian dari HCI HA
Ini adalah perbedaan yang sangat penting.
High Availability ≠ Backup
dan:
High Availability ≠ Disaster Recovery
HA dirancang agar workload tetap tersedia ketika terjadi failure tertentu di dalam infrastructure.
Backup menyediakan kemampuan untuk melakukan recovery terhadap data.
Disaster Recovery menangani skenario yang lebih luas seperti:
-
Site failure
-
Major infrastructure incident
-
Ransomware
-
Data corruption
-
Regional disaster
Karena itu, HCI architecture harus terintegrasi dengan:
Production → Backup → DR
bukan hanya:
Production → HA
HCI Architecture Design Framework
Untuk menghasilkan architecture yang konsisten, gunakan pendekatan berikut:
1. Assess
↓
2. Define Requirements
↓
3. Size Compute
↓
4. Size Memory
↓
5. Size Storage
↓
6. Design Network
↓
7. Define Protection
↓
8. Design Failure Domains
↓
9. Add Growth
↓
10. Validate Architecture
Step 1 — Assess
Kumpulkan data existing infrastructure.
Step 2 — Define Requirements
Tentukan workload dan SLA.
Step 3 — Size Compute
Hitung CPU dan memory.
Step 4 — Size Storage
Hitung capacity dan performance.
Step 5 — Design Network
Tentukan bandwidth, latency, redundancy, dan segmentation.
Step 6 — Define Protection
Tentukan replication atau erasure coding.
Step 7 — Design Failure Domain
Tentukan bagaimana cluster menghadapi failure.
Step 8 — Add Growth
Proyeksikan kebutuhan 3–5 tahun.
Step 9 — Validate
Pastikan architecture memenuhi:
Capacity + Performance + Availability + Scalability
HCI Architecture Checklist
Sebelum membeli atau membangun HCI cluster, pastikan pertanyaan berikut telah dijawab:
Workload
-
Berapa jumlah VM?
-
Berapa vCPU?
-
Berapa RAM?
-
Berapa storage?
-
Berapa IOPS?
-
Berapa throughput?
-
Apa peak workload?
Storage
-
Raw capacity?
-
Usable capacity?
-
Replication atau Erasure Coding?
-
Deduplication?
-
Compression?
-
Snapshot requirement?
-
Rebuild capacity?
-
3–5 year growth?
Compute
-
CPU requirement?
-
Memory requirement?
-
Oversubscription ratio?
-
Failure-state capacity?
-
Growth requirement?
Network
-
Bandwidth?
-
Latency?
-
NIC redundancy?
-
Switch redundancy?
-
Network segmentation?
-
Storage traffic design?
Availability
-
Node failure?
-
Disk failure?
-
Network failure?
-
Rack failure?
-
Fault domain?
-
HA requirement?
Operations
-
Monitoring?
-
Backup?
-
DR?
-
Security?
-
Patch management?
-
Lifecycle management?
Kesimpulan: HCI Architecture Harus Dimulai dari Requirement
HCI architecture yang baik bukan sekadar:
Server + Storage + Hypervisor
Architecture yang tepat harus menghubungkan seluruh komponen menjadi satu sistem:
Workload
↓
Compute
↓
Memory
↓
Distributed Storage
↓
Network
↓
Data Protection
↓
High Availability
↓
Security
↓
Operations
↓
3–5 Year Growth
Dengan pendekatan ini, organisasi dapat menghindari dua masalah utama.
Pertama, overprovisioning, yaitu membeli resource jauh lebih besar daripada kebutuhan sebenarnya.
Kedua, underprovisioning, yaitu membangun cluster yang terlihat cukup saat deployment tetapi tidak mampu menangani growth, failure, atau workload baru beberapa tahun kemudian.
Karena itu, desain HCI sebaiknya dilakukan dengan prinsip:
Design for today's workload, validate for tomorrow's growth, and architect for failure.
Get a Free HCI Consultation with Btech
Merancang HCI architecture yang tepat membutuhkan lebih dari sekadar menghitung jumlah node.
Btech dapat membantu melakukan assessment dan architecture planning berdasarkan workload aktual, termasuk:
-
HCI architecture assessment
-
Compute & memory sizing
-
Storage capacity & performance sizing
-
Replication vs Erasure Coding
-
Network architecture
-
High Availability & failure-domain design
-
3–5 year capacity planning
-
Backup & Disaster Recovery architecture
-
HCI implementation planning
Jika Anda sedang merencanakan HCI deployment, infrastructure refresh, data center modernization, atau virtualization platform transformation, konsultasikan kebutuhan Anda bersama Btech.
Dapatkan Free HCI Consultation
Email: contact@btech.id
WhatsApp/Phone: +62-811-1123-242
Mulai dari workload dan business requirement Anda, lalu bangun HCI architecture yang scalable, resilient, dan siap untuk pertumbuhan jangka panjang.
