🥇शेयर्ड नथिंग आर्किटेक्चर की बदौलत डाउनटाइम जोखिमों को कम करना

डेटा भंडारण प्रणालियों में दोष सहिष्णुता का विषय हमेशा प्रासंगिक होता है, क्योंकि व्यापक वर्चुअलाइजेशन और संसाधनों के समेकन के हमारे युग में, भंडारण प्रणालियाँ वह कड़ी हैं जिनकी विफलता न केवल एक सामान्य दुर्घटना का कारण बनेगी, बल्कि सेवाओं के दीर्घकालिक डाउनटाइम का कारण बनेगी। इसलिए, आधुनिक भंडारण प्रणालियों में कई डुप्लिकेट घटक (यहां तक कि नियंत्रक भी) होते हैं। लेकिन क्या ऐसी सुरक्षा पर्याप्त है?

बिल्कुल सभी विक्रेता, भंडारण प्रणालियों की विशेषताओं को सूचीबद्ध करते समय, हमेशा अपने समाधानों की उच्च दोष सहनशीलता का उल्लेख करते हैं, हमेशा "विफलता के एक भी बिंदु के बिना" शब्द जोड़ते हैं। आइए एक सामान्य भंडारण प्रणाली पर करीब से नज़र डालें। रखरखाव में डाउनटाइम से बचने के लिए, भंडारण प्रणाली बिजली की आपूर्ति, कूलिंग मॉड्यूल, इनपुट / आउटपुट पोर्ट, ड्राइव (हमारा मतलब RAID) और निश्चित रूप से, नियंत्रकों को डुप्लिकेट करती है। यदि आप इस वास्तुकला को करीब से देखेंगे, तो आपको विफलता के कम से कम दो संभावित बिंदु दिखाई देंगे, जिन्हें विनम्रतापूर्वक चुप रखा गया है:

एकल बैकप्लेन की उपलब्धता
डेटा की एक प्रति होना

बैकप्लेन एक तकनीकी रूप से जटिल उपकरण है जिसे उत्पादन के दौरान गंभीर परीक्षण से गुजरना पड़ता है। और इसलिए, ऐसे अत्यंत दुर्लभ मामले होते हैं जब यह पूरी तरह से विफल हो जाता है। हालाँकि, आंशिक समस्याओं के मामले में भी, जैसे कि गैर-कार्यशील ड्राइव स्लॉट, इसे स्टोरेज सिस्टम के पूर्ण शटडाउन के साथ बदलने की आवश्यकता होगी।

डेटा की एकाधिक प्रतिलिपियाँ बनाना भी पहली नज़र में कोई समस्या नहीं है। उदाहरण के लिए, स्टोरेज सिस्टम में क्लोन कार्यक्षमता, जो आपको कुछ अंतराल पर डेटा की पूरी कॉपी अपडेट करने की अनुमति देती है, काफी व्यापक है। हालाँकि, समान बैकप्ले के साथ समस्याओं के मामले में, प्रतिलिपि मूल की तरह ही अनुपलब्ध होगी।

इन कमियों को दूर करने के लिए एक पूरी तरह से स्पष्ट समाधान किसी अन्य भंडारण प्रणाली की प्रतिकृति है। यदि हम हार्डवेयर की लागत के अपेक्षित दोगुने होने की ओर अपनी आँखें बंद कर लेते हैं (हम अभी भी मानते हैं कि इस तरह का निर्णय लेने वाले लोग पर्याप्त रूप से सोचते हैं और इस तथ्य को पहले से स्वीकार करते हैं), लाइसेंस के रूप में प्रतिकृति के आयोजन के लिए अभी भी संभावित लागतें होंगी, अतिरिक्त सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर। और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि आपको किसी तरह प्रतिकृति डेटा की स्थिरता सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी। वे। एक स्टोरेज वर्चुअलाइज़र/vSAN/आदि बनाएं, जिसके लिए धन और समय संसाधनों की भी आवश्यकता होती है।

एक्सेलस्टोर अपनी उच्च उपलब्धता प्रणालियाँ बनाते समय, हम उपर्युक्त कमियों से छुटकारा पाने का लक्ष्य निर्धारित करते हैं। इस प्रकार शेयर्ड नथिंग तकनीक की व्याख्या सामने आई, जिसका अनूदित अर्थ है "साझा उपकरणों के उपयोग के बिना।"

संकल्पना कुछ भी साझा नहीं किया आर्किटेक्चर दो स्वतंत्र नोड्स (नियंत्रकों) के उपयोग का प्रतिनिधित्व करता है, जिनमें से प्रत्येक के पास डेटा का अपना सेट होता है। InfiniBand 56G इंटरफ़ेस के माध्यम से नोड्स के बीच सिंक्रोनस प्रतिकृति होती है, जो स्टोरेज सिस्टम के शीर्ष पर चल रहे सॉफ़्टवेयर के लिए पूरी तरह से पारदर्शी है। परिणामस्वरूप, स्टोरेज वर्चुअलाइज़र, सॉफ़्टवेयर एजेंट आदि के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है।

भौतिक रूप से, AccelStor का दो-नोड समाधान दो मॉडलों में कार्यान्वित किया जा सकता है:

H510 - 2U केस में ट्विन सर्वर पर आधारित, यदि मध्यम प्रदर्शन और 22TB तक की क्षमता की आवश्यकता है;
H710 - व्यक्तिगत 2U सर्वर पर आधारित, यदि उच्च प्रदर्शन और बड़ी क्षमता (57TB तक) की आवश्यकता है।

मॉडल H510 ट्विन सर्वर पर आधारित है

मॉडल H710 व्यक्तिगत सर्वर पर आधारित है

किसी दिए गए वॉल्यूम और प्रदर्शन को प्राप्त करने के लिए अलग-अलग संख्या में एसएसडी की आवश्यकता के कारण विभिन्न फॉर्म कारकों का उपयोग होता है। साथ ही, ट्विन प्लेटफ़ॉर्म सस्ता है और आपको एकल बैकप्लेन के रूप में कुछ सशर्त "नुकसान" के बावजूद, अधिक किफायती समाधान पेश करने की अनुमति देता है। ऑपरेटिंग सिद्धांतों सहित बाकी सब कुछ, दोनों मॉडलों के लिए पूरी तरह से समान है।

प्रत्येक नोड के लिए डेटा सेट में दो समूह होते हैं फ्लेक्सीरेमैप, प्लस 2 हॉट स्पेयर। प्रत्येक समूह एक SSD की विफलता का सामना करने में सक्षम है। सभी आने वाले अनुरोधों के अनुसार एक नोड रिकॉर्ड करने के लिए विचारधारा FlexiRemap 4KB ब्लॉकों को अनुक्रमिक श्रृंखलाओं में पुनर्निर्मित करता है, जिन्हें फिर उनके लिए सबसे आरामदायक मोड (अनुक्रमिक रिकॉर्डिंग) में SSD पर लिखा जाता है। इसके अलावा, होस्ट को रिकॉर्डिंग की पुष्टि केवल तभी प्राप्त होती है जब डेटा भौतिक रूप से SSD पर रखा जाता है, अर्थात। रैम में कैशिंग के बिना। परिणाम 600K IOPS राइट और 1M+ IOPS रीड (मॉडल H710) तक का बहुत प्रभावशाली प्रदर्शन है।

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, डेटा सेट को InfiniBand 56G इंटरफ़ेस के माध्यम से वास्तविक समय में सिंक्रनाइज़ किया जाता है, जिसमें उच्च थ्रूपुट और कम विलंबता होती है। छोटे पैकेट संचारित करते समय संचार चैनल का सबसे कुशल उपयोग करने के लिए। क्योंकि केवल एक संचार चैनल है; अतिरिक्त हृदय गति की जाँच के लिए एक समर्पित 1GbE लिंक का उपयोग किया जाता है। इसके माध्यम से केवल दिल की धड़कन का संचार होता है, इसलिए गति विशेषताओं के लिए कोई आवश्यकता नहीं है।

सिस्टम क्षमता (400+टीबी तक) बढ़ने की स्थिति में विस्तार अलमारियाँ वे "विफलता का कोई एक बिंदु नहीं" अवधारणा को बनाए रखने के लिए जोड़े में भी जुड़े हुए हैं।

अतिरिक्त डेटा सुरक्षा के लिए (इस तथ्य के अलावा कि एक्सेलस्टोर के पास पहले से ही दो प्रतियां हैं), किसी भी एसएसडी की विफलता की स्थिति में एक विशेष व्यवहार एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है। यदि एसएसडी विफल हो जाता है, तो नोड हॉट स्पेयर ड्राइव में से एक पर डेटा का पुनर्निर्माण शुरू कर देगा। FlexiRemap समूह, जो ख़राब स्थिति में है, केवल पढ़ने के लिए मोड में स्विच हो जाएगा। यह बैकअप डिस्क पर लिखने और पुनर्निर्माण कार्यों के बीच हस्तक्षेप को खत्म करने के लिए किया जाता है, जो अंततः पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया को गति देता है और सिस्टम के संभावित रूप से कमजोर होने के समय को कम करता है। पुनर्निर्माण पूरा होने पर, नोड सामान्य रीड-राइट मोड पर वापस आ जाता है।

बेशक, अन्य प्रणालियों की तरह, पुनर्निर्माण के दौरान समग्र प्रदर्शन कम हो जाता है (आखिरकार, फ्लेक्सीरेमैप समूहों में से एक रिकॉर्डिंग के लिए काम नहीं करता है)। लेकिन पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया जितनी जल्दी हो सके होती है, जो AccelStor सिस्टम को अन्य विक्रेताओं के समाधानों से अलग करती है।

नथिंग शेयर्ड आर्किटेक्चर तकनीक की एक अन्य उपयोगी संपत्ति तथाकथित सच्चे सक्रिय-सक्रिय मोड में नोड्स का संचालन है। "शास्त्रीय" वास्तुकला के विपरीत, जहां केवल एक नियंत्रक एक विशिष्ट वॉल्यूम/पूल का मालिक होता है, और दूसरा सिस्टम में केवल I/O संचालन करता है एक्सेलस्टोर प्रत्येक नोड डेटा के अपने सेट के साथ काम करता है और अपने "पड़ोसी" को अनुरोध प्रेषित नहीं करता है। परिणामस्वरूप, नोड्स द्वारा I/O अनुरोधों के समानांतर प्रसंस्करण और ड्राइव तक पहुंच के कारण समग्र सिस्टम प्रदर्शन में सुधार हुआ है। वस्तुतः विफलता जैसी कोई चीज़ नहीं है, क्योंकि विफलता की स्थिति में वॉल्यूम का नियंत्रण किसी अन्य नोड पर स्थानांतरित करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

यदि हम नथिंग शेयर्ड आर्किटेक्चर तकनीक की तुलना पूर्ण भंडारण प्रणाली दोहराव से करते हैं, तो, पहली नज़र में, यह लचीलेपन में आपदा पुनर्प्राप्ति के पूर्ण कार्यान्वयन से थोड़ा कमतर होगा। यह भंडारण प्रणालियों के बीच संचार लाइन व्यवस्थित करने के लिए विशेष रूप से सच है। इस प्रकार, H710 मॉडल में बहुत सस्ते InfiniBand सक्रिय ऑप्टिकल केबल के उपयोग के माध्यम से नोड्स को 100 मीटर तक की दूरी तक फैलाना संभव है। लेकिन अगर इसकी तुलना लंबी दूरी पर भी उपलब्ध फाइबरचैनल के माध्यम से अन्य विक्रेताओं से सिंक्रोनस प्रतिकृति के सामान्य कार्यान्वयन के साथ की जाए, तो एक्सेलस्टोर का समाधान सस्ता और स्थापित/संचालित करने में आसान होगा, क्योंकि स्टोरेज वर्चुअलाइज़र स्थापित करने और/या सॉफ़्टवेयर के साथ एकीकृत करने की कोई आवश्यकता नहीं है (जो सिद्धांत रूप में हमेशा संभव नहीं है)। साथ ही, यह न भूलें कि AccelStor समाधान केवल SSD वाले "क्लासिक" स्टोरेज सिस्टम की तुलना में बेहतर प्रदर्शन वाले सभी फ़्लैश ऐरे हैं।

AccelStor के नथिंग शेयर्ड आर्किटेक्चर का उपयोग करते समय, बहुत ही उचित लागत पर 99.9999% स्टोरेज सिस्टम उपलब्धता प्राप्त करना संभव है। समाधान की उच्च विश्वसनीयता के साथ-साथ डेटा की दो प्रतियों के उपयोग के माध्यम से, और मालिकाना एल्गोरिदम के लिए प्रभावशाली प्रदर्शन के लिए धन्यवाद फ्लेक्सीरेमैप, से समाधान एक्सेलस्टोर आधुनिक डेटा सेंटर बनाते समय प्रमुख पदों के लिए उत्कृष्ट उम्मीदवार हैं।

स्रोत: www.habr.com

शेयर्ड नथिंग आर्किटेक्चर के साथ डाउनटाइम जोखिम कम करें

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