Cuando un negocio opera con grandes volúmenes de datos, la unidad de almacenamiento no es un disco individual, sino un conjunto de discos, su conjunto, un agregado de volumen adecuado. Y debe gestionarse como una entidad integral. La lógica de escalado del almacenamiento con grandes bloques de agregados se describe bien con el ejemplo de JBOD, tanto como formato de unión de discos como dispositivo físico.
Se puede escalar la infraestructura de discos no solo "hacia arriba", cascando JBOD, sino también "hacia adentro", utilizando diferentes escenarios de llenado. Cómo funciona esto lo veremos con el ejemplo de Western Digital Ultastar Data60.
Sobre el llenado
JBOD es una clase separada de hardware servidor diseñado para un denso alojamiento de discos, con acceso multicanal a ellos por parte de hosts controladores a través de SAS. Los fabricantes de JBOD los venden vacíos, parcialmente o completamente llenos de discos, según cada uno. El llenado gradual de los almacenes con discos, conforme aumentan las necesidades, permite dilatar los gastos de capital en el tiempo. En Western Digital es ventajoso comprar JBOD con los 60 discos incluidos, ya que sale mucho más barato. Pero también se pueden adquirir unidades parcialmente llenas: la configuración mínima de Ultastar Data60 consta de 24 unidades de almacenamiento.
¿Por qué 24? La respuesta es simple: aerodinámica. El "estándar dorado" de JBOD 4U / 60 x 3.5” se ha consolidado en la industria por razones prácticas: tamaño razonable del dispositivo, organización del acceso, buena refrigeración. Se obtienen 60 discos en 5 filas de 12 HDD cada una. Los llenados parciales de filas o la falta de discos en JBOD (por ejemplo, solo una fila) llevan a un peor de la disipación del calor o incluso a un reverso del flujo de aire en el canal central, una característica estructural de Ultastar Data60, su rasgo distintivo.
En sus JBOD, WD utiliza la tecnología de refrigeración de discos ArcticFlow, meticulosamente modelada y calibrada. Todo para HDD: para su rendimiento, durabilidad, y preservación de datos.
La esencia de ArcticFlow se reduce a la formación de dos flujos de aire independientes mediante ventiladores: el frontal enfría las filas delantera de unidades, y el aire que entra a través del corredor de aire interno hacia el interior del chasis se utiliza para el enfriamiento de los discos en la zona trasera de JBOD.
Es claro por qué es necesario supervisar el llenado de los espacios libres para el funcionamiento efectivo de ArcticFlow. En una configuración mínima de 24 discos, la disposición en Ultastar Data60 debe comenzar desde la zona trasera.
En una configuración de 12 unidades, sin encontrar la resistencia que debe crear la disposición de doble fila, el flujo de aire que sale del JBOD vuelve a entrar a través de la zona frontal en el sistema de refrigeración.
Hay una manera de mejorar la situación, de la que hablaremos a continuación.
Sobre la hibridación
Debemos aceptar desde el principio como una axiomática que el propósito del JBOD es el almacenamiento de datos escalable. De esto deducimos: lo utilizamos para poblar dispositivos homogéneos. Con la mirada puesta en alcanzar eventualmente el volumen de almacenamiento proyectado, llenando todos los espacios.
¿Y qué pasa con los SSD? La mejor (y correcta) solución es construir un almacenamiento separado y de alto rendimiento en JBOF. Allí, los dispositivos de estado sólido se sienten más cómodos. Al mismo tiempo, el Ultastar Data60 permite la instalación de unidades flash. Antes de comenzar la hibridación del JBOD, primero vale la pena sopesar todos los «pros»: elegir SSD de la lista de compatibles (a diferencia de los HDD, la situación con el soporte de SSD está llena de matices). También será necesario gastar en el montaje de discos de 2,5 pulgadas en espacios de 3,5 pulgadas.
Se deben colocar unidades SSD individuales en la parte trasera del JBOD, cerrando las ranuras no utilizadas con tapones especiales: Drive Blanks. Esto bloquea el flujo libre de aire refrigera, para prevenir su recirculación, como se mencionó anteriormente.
Se permite la instalación de un máximo de 24 unidades de estado sólido en el chasis Ultastar Data60. En cualquier caso, estos deben estar en las últimas filas de la zona trasera.
¿Por qué 24? La generación de calor de los dispositivos de estado sólido es superior a las características análogas de los HDD; por esta razón, la disposición multinivel de discos con diferentes tipos de soportes no será efectiva para la refrigeración ArcticFlow. Y la disipación de calor se convertirá en un factor de riesgo para la operación del JBOD.
Aquí es pertinente observar que mediante Drive Blanks se puede reducir el efecto de recirculación del aire caliente. La disposición del JBOD con 12 HDD se enfriará mejor si se cierran los espacios vacíos con tapones. El fabricante no mencionó tal truco, pero el derecho a experimentar siempre nos pertenece. A propósito, WD no prohíbe el llenado de 12 discos, aunque tampoco lo recomienda.
Conclusiones prácticas
Incluso un conocimiento superficial de la aerodinámica de JBOD proporciona una idea de que, para un funcionamiento fiable del almacenamiento, es mejor confiar en la experiencia y las recomendaciones del desarrollador. Los procesos que ocurren dentro de la jaula de discos requieren investigaciones fundamentales. Ignorar el conocimiento adquirido puede conllevar problemas que son sensibles en el almacenamiento en volúmenes de cientos de terabytes, en todos los sentidos.
Es bien sabido cómo se redactan los reglamentos militares. Algo similar sucede con la arquitectura JBOD. Si las soluciones del pasado reciente adolecían de una configuración donde la parte de interfaz estaba en la zona de "salida", ventilada por aire caliente, hoy el Ultastar Data60 carece de esta deficiencia. Todas las demás innovaciones de diseño son simplemente un milagro tecnológico. Así es como se debe considerar.
Fuente: habr.com
