Když firma operuje s velkými daty, jednotkou ukládání se stává nikoli jednotlivý disk, ale soubor disků, jejich celková kombinace, agregát potřebného objemu. A je třeba s ním zacházet jako s celistvou entitou. Logika škálování úložišť ve velkých blocích je dobře popsána na příkladu JBOD — jako formátu spojení disků a jako fyzického zařízení.
Diskovou infrastrukturu lze škálovat nejen „nahoru“, kaskádováním JBOD, ale také „do vnitř“, používáním různých scénářů naplnění. Jak to funguje, ukážeme na příkladu Western Digital Ultastar Data60.
O naplnění
JBOD — samostatná třída serverového vybavení pro husté umístění disků, s vícestupňovým přístupem k nim prostřednictvím SAS. Výrobci JBOD je prodávají prázdné, částečně nebo zcela zaplněné disky — jak kdo. Postupné zaplňování úložišť disky — podle růstu potřeb — umožňuje rozložit kapitálové výdaje v čase. U Western Digital je výhodné kupovat JBOD se všemi 60 disky — je to mnohem levnější. Ale lze pořídit i částečně zaplněný: minimální konfigurace Ultastar Data60 obsahuje 24 úložišť.
Proč 24? Odpověď je jednoduchá: aerodynamika. „Zlatý standard“ JBOD 4U / 60 x 3.5” se v odvětví uchytil z praktických důvodů — rozumných rozměrů zařízení, organizace přístupu, dobrého chlazení. 60 disků se shromažďuje jako 5 řad po 12 HDD v každé. Částečně zaplněné řady nebo nedostatek disků v JBOD (například pouze jedna řada) vedou k zhoršení odvodu tepla nebo dokonce k obratu vzduchového proudění v centrálním kanálu — konstrukčním rysu Ultastar Data60, který je jeho charakteristickým znakem.
Ve svých JBOD WD využívá technologii ventilace disků ArcticFlow, pečlivě modelovanou a zkalibrovanou. Všechno pro HDD — pro jejich výkon, životnost, zachování dat.
Podstata ArcticFlow spočívá ve vytváření pomocí ventilátorů dvou nezávislých vzduchových proudů: přední chladí přední řady úložišť, zatímco vzduch, který vstupuje prostřednictvím vnitřního vzduchového kanálu do hloubky skříně, se používá k ventilaci disků v zadní zóně JBOD.
Je jasné, proč je při efektivní práci ArcticFlow důležité sledovat zaplnění volných slotů. V minimální konfiguraci se 24 disky by měla být uspořádání v Ultastar Data60 zahájena v zadní zóně.
V konfiguraci se 12 disky, bez odporu, které by měla vytvářet dvojřadá kompozice, proudění vzduchu z JBOD znovu vstupuje skrze přední zónu do chladicího systému.
Existuje způsob, jak situaci zlepšit — o tom dále.
O hybridnosti
Je třeba hned převzít jako axiom, že účelem JBOD je škálovatelné ukládání dat. Z toho vyplývá: používáme ho k populaci homogenních zařízení. S cílem — časem dosáhnout projektového objemu ukládání, vyplněním všech slotů.
A co SSD? Nejlepší (a správné) řešení je postavit zvláštní výkonné úložiště na JBOF. Na pevných discích se tam cítí lépe. Zároveň Ultastar Data60 umožňuje instalaci také flash disků. Než se pustíme do hybridizace JBOD, je nejprve třeba zvážit všechna "pro" — vybrat SSD z kompatibilního seznamu (na rozdíl od HDD je situace s podporou SSD plná nuancí). Bude také nutné investovat do upevnění 2,5palcových disků v 3,5palcových slotech.
Jednotlivé SSD zařízení by měla být umístěna v zadní zóně JBOD, přičemž nevyužité sloty by měly být zakryty speciálními zátkami — Drive Blanks. To blokuje volný tok chladicího vzduchu, aby se, jak už bylo řečeno, zabránilo jeho recirkulaci.
Celkem je povolena instalace maximálně 24 SSD disků do šasi Ultastar Data60. V každém případě by měly být na posledních řadách zadní zóny.
Proč 24? Tepelný výkon pevných disků je vyšší než analogické charakteristiky HDD, proto mnohořadá kompozice disků s různou povahou nosičů nebude efektivně chladit ArcticFlow. A odvádění tepla se stane rizikovým faktorem pro provoz JBOD.
Zde je na místě poznamenat, že pomocí Drive Blanks lze snížit efekt recirkulace horkého vzduchu. Kompozice JBOD s 12 HDD bude efektivněji chladit, pokud budou prázdné sloty uzavřeny zátkami. Výrobce se o tomto triku ani nezmínil, ale právo na experiment vždy zůstává na nás. Mimochodem, WD nezakazuje 12-diskové zaplnění, i když ho nedoporučuje.
Praktické závěry
Ihned povrchní seznámení s aerodynamikou JBOD naznačuje, že pro spolehlivý provoz úložiště je lepší se opírat o zkušenosti a doporučení výrobce. Procesy, které probíhají uvnitř diskového koše, vyžadují fundamentální výzkum. Ignorování získaných poznatků může vést k problémům, které jsou při objemech úložiště v řádu stovek terabajtů citlivé ve všech ohledech.
Je známo, jak jsou psány vojenské předpisy. Něco podobného se děje i s architekturou JBOD. Pokud řešení nedávné minulosti trpěla uspořádáním, při kterém byla rozhraní v zóně 'výfuku', vystavená horkému vzduchu, dnes je Ultastar Data60 tohoto nedostatku zbaven. Všechny ostatní konstrukční inovace jsou prostě technologickým zázrakem. K tomu je třeba tak přistupovat.
Zdroj: habr.com
