A redundancia a tárolási rendszerekben mindig aktuális téma, mivel a mindennapi virtualizáció és az erőforrások konszolidációja korában a tárolási rendszerek az a láncszem, amelynek meghibásodása nem csupán hétköznapi balesethez vezet, hanem hosszú távú leállásokhoz is. Éppen ezért a modern tárolási rendszerek számos, akár vezérlőkig terjedő dublált komponenst tartalmaznak. De vajon elegendő-e ez a védelem?
Minden egyes szállító, amikor a tárolási rendszerek jellemzőit sorolja, mindenképp megemlíti a megoldásaik magas rendelkezésre állását, szóba kerülve a „nincs egyetlen hiba pont” kifejezés is. Nézzük meg alaposabban egy tipikus tárolási rendszert. A leállások elkerülése érdekében a tárolási rendszerekben megduplázzák a tápegységeket, a hűtőmodulokat, a bemeneti/kimeneti portokat, a tárolókat (tehát RAID-re gondolunk) és természetesen a vezérlőket. Ha alaposabban megnézzük ezt az architektúrát, legalább két potenciális hiba pontot fedezhetünk fel, amelyekről szerényen hallgatnak:
- Egyetlen bűvös hátlap (backplane) megléte
- Egy adatok egy példányának megléte
A hátlap egy technikailag bonyolult eszköz, amelyet gyártás közben alapos tesztelésnek vetnek alá. Éppen ezért rendkívül ritka eset, amikor teljesen leáll. Azonban még részleges problémák, mint például egy nem működő tárolóhely, esetén is szükség van a cserére a tárolási rendszer teljes leállításával.
Több adatpéldány létrehozása első ránézésre szintén nem tűnik problémának. Például a tárolási rendszeren belüli Clone funkció, amely lehetővé teszi az adatok teljes példányának időszakos aktualizálását, meglehetősen széles körben elterjedt. Azonban ha a hátlappal problémák lépnek fel, a másolat ugyanolyan megközelíthetetlen lesz, mint az eredeti.
Egyértelmű megoldás a fenti problémák áthidalására a másik adattárolóra történő replikáció. Ha figyelmen kívül hagyjuk a "hardware" költségek várható megduplázódását (hiszen feltételezzük, hogy az ilyen döntést hozó emberek tudatosan gondolkodnak és előre felkészülnek erre a tényre), akkor még lehetséges kiadások maradnak a replikáció megszervezésére, mint például licenszek, plusz szoftver- és hardvereszközök. És legfőképpen, valamilyen módon biztosítani kell az replikációra szánt adatok konzisztenciáját. Vagyis virtualizátorokat kell építeni, mint például SCSI/vSAN/stb., ami szintén pénzügyi és időbeli forrást igényel.
A saját High Availability rendszereik létrehozásakor célul tűzték ki a fent említett hátrányok kiküszöbölését. Így született meg a Shared Nothing technológia értelmezése, ami szabad fordításban annyit jelent, hogy "nincs közös eszköz használata".
Koncepció Architektúrája két független node (kontroller) használatát jelenti, mindegyik a saját adathalmazával. A node-ok közötti szinkronizált replikáció InfiniBand 56G interfészen keresztül történik, teljes átláthatósággal a tárolórendszeren futó szoftver számára. Ennek eredményeként nem szükséges virtualizátorok, szoftveres ügynökök és egyéb hasonlók alkalmazása.
A fizikai kétnode-os megoldás az AccelStor-tól két modellben érhető el:
- — Twin szerverek alapján, 2U házban, ha mérsékelt teljesítményre és akár 22 TB kapacitásra van szükség;
- — különálló 2U szerverek alapján, ha magas teljesítmény és nagyobb kapacitás (akár 57 TB) szükséges.
H510 modell Twin szerver alapú
H710 modell különálló szerverek alapú
A különböző formátumok használata a szükséges SSD-k számában rejlik, hogy elérjék a kívánt kapacitást és teljesítményt. Ráadásul a Twin platform olcsóbb, és lehetővé teszi az elérhetőbb áron kínált megoldásokat, még ha van egy feltételes "hátránya" az egységes backplane formájában is. Minden más, beleértve a működési elveket, teljesen azonos mindkét modell esetében.
Minden node adathalmazának két csoportja van , plusz 2 hot spare. Minden csoport képes elviselni egy SSD meghibásodását. Az összes beérkező írási kérelem a node-on a A FlexiRemap sorozatos láncokká alakítja a 4KByte-os blokkokat, amelyeket ezután az SSD-re a lehető legkényelmesebb módon (sorozatos írás) írnak. A rendszer csak az adatok SSD-re történő tényleges elhelyezése után adja meg az írási megerősítést, azaz RAM-ban történő gyorsítótárazás nélkül. Ennek eredményeként lenyűgöző teljesítmény érhető el, akár 600K IOPS írásra és 1M+ IOPS olvasásra (H710 modell).
Ahogy már említettük, az adathalmazok szinkronizálása valós időben történik a magasan teljesítményű és alacsony késleltetésű 56G InfiniBand interfészen keresztül. Az optimális sávszélesség kihasználása érdekében a kis csomagok átvitele során. Mivel egyetlen átviteli csatorna van, a pulzus kiegészítő ellenőrzéséhez egy dedikált 1GbE linket használnak. Ezen keresztül csak a heartbeat információ kerül átvitelre, ezért nem támasztanak elvárásokat a sebességgel kapcsolatban.
A rendszer kapacitásának növelése (400+ TB-ig) esetén ezeket párban csatlakoztatják a "nincs egyetlen hibapont" koncepció betartása érdekében.
Az adatok további védelme érdekében (továbbá, hogy az AccelStor-nak már két másolata van) speciális algoritmus alkalmazandó, amennyiben bármelyik SSD meghibásodik. Ha egy SSD meghibásodik, a csomópont adatokat kezd el újjáépíteni egy hot spare meghajtóra. A FlexiRemap csoport, amely károsodott állapotban van, csak olvasási módba lép. Ezt azért teszik, hogy kizárják a felírási műveletek és az újjáépítés interferenciáját a tartalék lemezen, ami végső soron felgyorsítja a helyreállítási folyamatot és csökkenti azt az időt, amikor a rendszer potenciálisan sebezhető. Az újjáépítés befejezése után a csomópont ismét normál olvasás-írás működésbe lép.
Természetesen, ahogyan más rendszerek esetében, az újjáépítés alatt csökken az összteljesítmény (hiszen az egyik FlexiRemap csoport nem használható írásra). De a helyreállítás folyamata a lehető leggyorsabban zajlik, ami jelentős előnyt biztosít az AccelStor rendszereinek más beszállítók megoldásaival szemben.
A Nothing Shared technológia másik hasznos tulajdonsága a csomópontok működése a úgynevezett true active-active üzemmódban. Eltérően a "klasszikus" architektúrától, ahol egy adott kötet/pool csak egy vezérlőhöz tartozik, míg a második csupán I/O műveleteket végez, a rendszerek Minden egyes node saját adathalmazon dolgozik, és nem továbbítja a kéréseket a "szomszéd" node-hoz. Ennek eredményeként a rendszer összteljesítménye nő, mivel a node-ok párhuzamosan kezelik a bemeneti/kimeneti kéréseket és hozzáférnek a tárolókhoz. Emellett gyakorlatilag nincs olyan dolog, mint a failover, mivel a vezérlést egy másik node-ra átkapcsolni hiba esetén egyszerűen nincs szükség.
Ha a Nothing Shared architektúra technológiáját a teljes körű tárolódublikációval hasonlítjuk össze, akkor első pillantásra egy kicsit hátrányban van a katasztrófa-helyreállítás rugalmas megvalósíthatóságában. Különösen a tárolórendszerek közötti kommunikációs vonal megszervezésére vonatkozik ez. Így a H710 modell esetében a node-ok akár 100 méteres távolságra is elhelyezhetők a nem éppen olcsó aktív optikai InfiniBand kábelek használatával. De még ha más gyártók szinkron replikációját hasonlítjuk össze, amelyek elérhető Fibre Channel-t használnak még nagyobb távolságokra is, az AccelStor megoldása olcsóbb és egyszerűbb az telepítésben/üzemeltetésben, mivel nincs szükség tároló virtualizátorok telepítésére és/vagy szoftverintegrációra (ami nem mindig lehetséges). Plusz, ne feledjük, hogy az AccelStor megoldások – All Flash tömbök, amelyek teljesítménye meghaladja a klasszikus SSD-only tárolókét.
A Nothing Shared technológia alkalmazásával az AccelStor tároló architektúrájánál ténylegesen elérhető a tárolórendszer 99.9999%-os elérhetősége, egészen ésszerű áron. Az ütemező algoritmusoknak köszönhetően a megoldás magas megbízhatóságával, beleértve a két adatok másolatának használatát, és lenyűgöző teljesítményével együtt. , az kiváló jelöltek a modern adatközpontok kulcsfontosságú pozícióinak kialakításához.
Forrás: habr.com
