Halló, Habr lesendur! Efni þessarar greinar verður innleiðing á hamfarabataverkfærum í AERODISK Engine geymslukerfi. Upphaflega vildum við skrifa í eina grein um bæði verkfærin: afritun og metrocluster, en því miður reyndist greinin vera of löng, svo við skiptum greininni í tvo hluta. Förum frá einföldu yfir í flókið. Í þessari grein munum við setja upp og prófa samstillta afritun - við munum sleppa einu gagnaveri, og einnig rjúfa samskiptarásina milli gagnaveranna og sjá hvað gerist.
Viðskiptavinir okkar spyrja okkur oft ýmissa spurninga um afritun, svo áður en farið er að setja upp og prófa innleiðingu eftirlíkinga munum við segja þér aðeins frá því hvað afritun í geymslu er.
Smá kenning
Afritun í geymslukerfum er stöðugt ferli til að tryggja auðkenni gagna á nokkrum geymslukerfum samtímis. Tæknilega er afritun framkvæmd á tvo vegu.
Samstillt afritun – þetta er að afrita gögn úr aðalgeymslukerfinu yfir í öryggisafritið og síðan er skyldubundin staðfesting frá báðum geymslukerfum um að gögnin hafi verið skráð og staðfest. Það er eftir staðfestingu beggja vegna (bæði geymslukerfin) sem gögnin teljast skráð og hægt er að vinna með þau. Þetta tryggir tryggt gagnaeinkenni á öllum geymslukerfum sem taka þátt í eftirmyndinni.
Kostir þessarar aðferðar:
- Gögnin eru alltaf eins á öllum geymslukerfum
Gallar:
- Mikill kostnaður við lausnina (hraðar samskiptarásir, dýr ljósleiðari, langbylgjusenditæki osfrv.)
- Fjarlægðartakmarkanir (innan nokkurra tuga kílómetra)
- Það er engin vörn gegn rökrænni gagnaspillingu (ef gögn eru skemmd (vísvitandi eða óvart) á aðalgeymslukerfinu, verða þau sjálfkrafa og samstundis skemmd á öryggisafritinu, þar sem gögnin eru alltaf eins (það er þversögnin)
Ósamstilltur afritun – þetta er líka að afrita gögn úr aðalgeymslukerfinu yfir í öryggisafritið, en með ákveðinni töf og án þess að þurfa að staðfesta ritunina hinum megin. Hægt er að vinna með gögn strax eftir að þau eru tekin upp í aðalgeymslukerfið og á varageymslukerfinu verða gögnin aðgengileg eftir nokkurn tíma. Deili á gögnunum í þessu tilviki er auðvitað alls ekki tryggt. Gögnin á öryggisafritunargeymslukerfinu eru alltaf svolítið „í fortíðinni“.
Kostir ósamstilltra afritunar:
- Lágkostnaðarlausn (allar samskiptaleiðir, ljósfræði valfrjáls)
- Engar fjarlægðartakmarkanir
- Í öryggisafritunargeymslukerfinu versna gögn ekki ef þau skemmast á því aðal (a.m.k. í einhvern tíma); ef gögnin skemmast geturðu alltaf stöðvað eftirmyndina til að koma í veg fyrir gagnaspillingu á öryggisafritunargeymslukerfinu
Gallar:
- Gögn í mismunandi gagnaverum eru alltaf ekki eins
Þannig veltur val á afritunarham eftir viðskiptamarkmiðum. Ef það er mikilvægt fyrir þig að varagagnaverið innihaldi nákvæmlega sömu gögn og aðalgagnaverið (þ.e. viðskiptakrafa fyrir RPO = 0), þá verður þú að punga út peningunum og sætta þig við takmarkanir samstilltar eftirmynd. Og ef seinkunin á gagnaástandinu er ásættanleg eða það eru einfaldlega engir peningar, þá þarftu örugglega að nota ósamstilltu aðferðina.
Við skulum einnig sérstaklega varpa ljósi á slíkan hátt (nánar tiltekið, staðfræði) sem stórþyrping. Í Metrocluster ham er samstillt afritun notuð, en ólíkt venjulegri eftirmynd, gerir Metrocluster bæði geymslukerfin kleift að starfa í virkum ham. Þeir. þú ert ekki með aðskilnað á milli virkra gagnavera og biðstöðugagnavera. Forrit vinna samtímis með tveimur geymslukerfum, sem eru líkamlega staðsett í mismunandi gagnaverum. Niður í bili við slys í slíkri grannfræði er mjög lítill (RTO, venjulega mínútur). Í þessari grein munum við ekki íhuga útfærslu okkar á metróþyrpingunni, þar sem þetta er mjög stórt og umfangsmikið efni, svo við munum verja sérstakri, næstu grein við það, í framhaldi af þessari.
Einnig, mjög oft, þegar við tölum um afritun með því að nota geymslukerfi, hafa margir sanngjarna spurningu: > "Mörg forrit hafa sín eigin afritunarverkfæri, af hverju að nota afritun á geymslukerfum? Er það betra eða verra?
Það er ekkert skýrt svar hér, svo hér eru rökin FYRIR og GALLAR:
Rök FYRIR geymsluafritun:
- Einfaldleiki lausnarinnar. Með einu tóli geturðu endurtekið allt gagnasettið þitt, óháð hleðslugerð og notkun. Ef þú notar eftirmynd úr forritum þarftu að stilla hvert forrit fyrir sig. Ef þeir eru fleiri en 2, þá er þetta mjög vinnufrekt og dýrt (afritun umsókna krefst venjulega sérstakrar og ekki ókeypis leyfis fyrir hverja umsókn. En meira um það hér að neðan).
- Þú getur endurtekið hvað sem er - hvaða forrit sem er, hvaða gögn sem er - og það mun alltaf vera í samræmi. Mörg (flest) forrit hafa ekki afritunargetu og eftirlíkingar úr geymslukerfinu eru eina leiðin til að veita vernd gegn hamförum.
- Það er engin þörf á að borga of mikið fyrir afritunarvirkni forrita. Að jafnaði er það ekki ódýrt, rétt eins og leyfi fyrir eftirmynd af geymslukerfi. En þú þarft að borga fyrir leyfi fyrir geymsluafritun einu sinni og leyfi fyrir eftirmynd forrita þarf að kaupa fyrir hvert forrit fyrir sig. Ef það er mikið af slíkum umsóknum, þá kostar það ansi eyri og kostnaður við leyfi fyrir endurgerð geymslu verður dropi í hafið.
Rök GEGN geymsluafritun:
- Eftirlíking í gegnum forrit hefur meiri virkni frá sjónarhóli forritanna sjálfra, forritið þekkir gögnin sín betur (augljóslega), svo það eru fleiri möguleikar til að vinna með þau.
- Framleiðendur sumra forrita ábyrgjast ekki samkvæmni gagna sinna ef afritun er gerð með verkfærum þriðja aðila. *
* - umdeild ritgerð. Til dæmis hefur þekktur DBMS-framleiðandi verið opinberlega að lýsa því yfir í mjög langan tíma að aðeins sé hægt að endurtaka DBMS þeirra venjulega með því að nota þeirra aðferð og restin af afrituninni (þar á meðal geymslukerfum) er „ekki satt. En lífið hefur sýnt að svo er ekki. Líklegast (en þetta er ekki víst) er þetta einfaldlega ekki heiðarlegasta tilraunin til að selja fleiri leyfi til viðskiptavina.
Þar af leiðandi, í flestum tilfellum, er afritun frá geymslukerfinu betri, vegna þess að Þetta er einfaldari og ódýrari valkostur, en það eru flókin tilvik þar sem þörf er á sérstökum virkni forrita og það er nauðsynlegt að vinna með afritun á forritastigi.
Búin með kenninguna, æfðu þig núna
Við munum stilla eftirmyndina í rannsóknarstofunni okkar. Við rannsóknarstofuaðstæður líktum við eftir tveimur gagnaverum (í rauninni tvær aðliggjandi rekki sem virtust vera í mismunandi byggingum). Standurinn samanstendur af tveimur Engine N2 geymslukerfum sem eru tengd hvort við annað með ljósleiðrum. Raunverulegur netþjónn sem keyrir Windows Server 2016 er tengdur við bæði geymslukerfin með 10Gb Ethernet. Standurinn er frekar einfaldur en þetta breytir ekki kjarnanum.
Skipulega lítur þetta svona út:
Rökfræðilega er afritun skipulögð sem hér segir:
Nú skulum við líta á afritunarvirknina sem við höfum núna.
Tvær stillingar eru studdar: ósamstilltur og samstilltur. Það er rökrétt að samstilltur háttur sé takmarkaður af fjarlægð og samskiptarás. Sérstaklega, samstilltur háttur krefst notkunar á trefjum sem eðlisfræði og 10 Gigabit Ethernet (eða hærra).
Stuðningsfjarlægð fyrir samstillta afritun er 40 kílómetrar, seinkunargildi sjónrásarinnar milli gagnavera er allt að 2 millisekúndur. Almennt mun það virka með miklum töfum, en þá verður mikill hægur á meðan á upptöku stendur (sem er líka rökrétt), þannig að ef þú ert að skipuleggja samstillta afritun á milli gagnavera ættir þú að athuga gæði ljósfræðinnar og tafir.
Kröfurnar um ósamstillta afritun eru ekki svo alvarlegar. Nánar tiltekið, þeir eru alls ekki til staðar. Allar virkar Ethernet tengingar duga.
Eins og er styður AERODISK ENGINE geymslukerfið afritun fyrir blokkartæki (LUN) í gegnum Ethernet samskiptareglur (yfir kopar eða sjón). Fyrir verkefni þar sem afritunar í gegnum SAN efni yfir Fibre Channel er krafist, erum við núna að bæta við viðeigandi lausn, en hún er ekki tilbúin ennþá, svo í okkar tilviki, aðeins Ethernet.
Afritun getur virkað á milli hvaða ENGINE röð geymslukerfa sem er (N1, N2, N4) frá yngri kerfum til eldri og öfugt.
Virkni beggja afritunarhamanna er alveg eins. Hér að neðan eru frekari upplýsingar um hvað er í boði:
- Afritun „einn í einn“ eða „einn í einn“, það er að segja klassíska útgáfan með tveimur gagnaverum, aðal- og öryggisafritinu
- Afritun er „einn til margra“ eða „einn til margra“, þ.e. eitt LUN er hægt að endurtaka í nokkur geymslukerfi í einu
- Virkjaðu, slökktu á og „snúa við“ afritun, í sömu röð, til að virkja, slökkva á eða breyta stefnu afritunar
- Afritun er fáanleg fyrir bæði RDG (Raid Distributed Group) og DDP (Dynamic Disk Pool) laugar. Hins vegar er aðeins hægt að endurtaka LUN í RDG laug í annan RDG. Sama með DDP.
Það eru margir fleiri litlir eiginleikar, en það er enginn sérstakur tilgangur að skrá þá; við munum nefna þá þegar við setjum upp.
Setja upp afritun
Uppsetningarferlið er frekar einfalt og samanstendur af þremur stigum.
- Stillingar netsins
- Uppsetning geymslu
- Uppsetning reglna (tengingar) og kortlagning
Mikilvægur punktur í uppsetningu afritunar er að fyrstu tvö stigin ættu að vera endurtekin á fjargeymslukerfinu, þriðja stigið - aðeins á aðalstigi.
Að setja upp netauðlindir
Fyrsta skrefið er að stilla netgáttirnar sem afritunarumferð verður send um. Til að gera þetta þarftu að virkja tengin og stilla IP-tölur þeirra í hlutanum millistykki fyrir framhlið.
Eftir þetta þurfum við að búa til laug (í okkar tilfelli RDG) og sýndar-IP fyrir afritun (VIP). VIP er fljótandi IP-tala sem er bundin við tvö „líkamleg“ vistföng geymslustýringa (gáttirnar sem við höfum stillt upp). Þetta verður aðal afritunarviðmótið. Þú getur líka starfað ekki með VIP, heldur með VLAN, ef þú þarft að vinna með merktri umferð.
Ferlið við að búa til VIP fyrir eftirmynd er ekki mikið frábrugðið því að búa til VIP fyrir I/O (NFS, SMB, iSCSI). Í þessu tilfelli búum við til venjulegt VIP (án VLAN), en vertu viss um að gefa til kynna að það sé til afritunar (án þessa vísbendingar getum við ekki bætt VIP við regluna í næsta skrefi).
VIP-inn verður að vera í sama undirneti og IP-tengin sem hann flýtur á milli.
Við endurtökum þessar stillingar á fjargeymslukerfi, með mismunandi IP, auðvitað.
VIP frá mismunandi geymslukerfum geta verið í mismunandi undirnetum, aðalatriðið er að það sé leið á milli þeirra. Í okkar tilviki er þetta dæmi nákvæmlega sýnt (192.168.3.XX og 192.168.2.XX)
Þetta lýkur undirbúningi nethlutans.
Að setja upp geymslu
Uppsetning geymslu fyrir eftirmynd er aðeins frábrugðin venjulegum að því leyti að við gerum kortlagninguna í gegnum sérstaka valmynd „Eftirritunarkortlagning“. Annars er allt eins og með venjulega uppsetningu. Nú, í röð.
Í áður stofnuðu laug R02 þarftu að búa til LUN. Búum það til og köllum það LUN1.
Við þurfum líka að búa til sama LUN á fjargeymslukerfi af sömu stærð. Við sköpum. Til að forðast rugling skulum við hringja í ytri LUN LUN1R
Ef við þyrftum að taka LUN sem þegar er til, þá þyrftum við að taka upp þetta afkastamikla LUN frá hýsilnum, meðan við setjum upp eftirmyndina, og einfaldlega búa til tómt LUN af sömu stærð á fjargeymslukerfinu.
Geymsluuppsetningunni er lokið, við skulum halda áfram að búa til afritunarreglu.
Setja upp afritunarreglur eða afritunartengla
Eftir að hafa búið til LUN á geymslukerfinu, sem verður aðal í augnablikinu, stillum við afritunarregluna LUN1 á geymslukerfi 1 í LUN1R á geymslukerfi 2.
Stillingin er gerð í valmyndinni „Remote replication“
Við skulum búa til reglu. Til að gera þetta þarftu að tilgreina viðtakanda eftirmyndarinnar. Þar stillum við einnig heiti tengingarinnar og gerð afritunar (samstilltur eða ósamstilltur).
Í reitnum „fjarkerfi“ bætum við við geymslukerfinu okkar2. Til að bæta við þarftu að nota stjórnunar IP geymslukerfin (MGR) og nafn ytra LUN sem við munum framkvæma afritun í (í okkar tilviki, LUN1R). Stjórna IP-tölur eru aðeins nauðsynlegar á því stigi að bæta við tengingu; afritunarumferð verður ekki send í gegnum þær; áður stillt VIP verður notað fyrir þetta.
Nú þegar á þessu stigi getum við bætt við fleiri en einu fjarkerfi fyrir „einn til margra“ svæðisfræði: smelltu á „bæta við hnút“ hnappinn, eins og á myndinni hér að neðan.
Í okkar tilviki er aðeins eitt fjarkerfi þannig að við takmörkum okkur við þetta.
Reglan er tilbúin. Vinsamlegast athugaðu að það bætist sjálfkrafa við á alla þátttakendur afritunar (í okkar tilfelli eru þeir tveir). Þú getur búið til eins margar slíkar reglur og þú vilt, fyrir hvaða fjölda LUN sem er og í hvaða átt sem er. Til dæmis, til að jafna álagið, getum við endurtekið hluta af LUN frá geymslukerfi 1 í geymslukerfi 2, og hinn hlutinn, þvert á móti, frá geymslukerfi 2 í geymslukerfi 1.
Geymslukerfi 1. Strax eftir stofnun hófst samstilling.
Geymslukerfi 2. Við sjáum sömu reglu, en samstillingu er þegar lokið.
LUN1 á geymslukerfi 1 er í aðalhlutverkinu, það er að segja það er virkt. LUN1R á geymslukerfi 2 er í hlutverki Secondary, það er, það er í biðstöðu ef geymslukerfi 1 bilar.
Nú getum við tengt LUN okkar við gestgjafann.
Við munum tengjast í gegnum iSCSI, þó það sé líka hægt að gera í gegnum FC. Að setja upp kortlagningu í gegnum iSCSI LUN í eftirmynd er nánast ekkert frábrugðin venjulegri atburðarás, svo við munum ekki íhuga þetta í smáatriðum hér. Ef eitthvað er þá er þessu ferli lýst í greininni “'.
Eini munurinn er sá að við búum til kortlagningu í valmyndinni „Replication Mapping“
Við settum upp kortlagningu og gáfum gestgjafanum LUN. Gestgjafinn sá LUN.
Við forsniðum það í staðbundið skráarkerfi.
Það er það, uppsetningunni er lokið. Próf koma næst.
Prófun
Við munum prófa þrjár meginsviðsmyndir.
- Regluleg hlutverkaskipti Secondary > Primary. Nauðsynlegt er að skipta um hlutverk reglulega ef við þurfum til dæmis að framkvæma einhverjar fyrirbyggjandi aðgerðir í aðalgagnaverinu og á þessum tíma, til þess að gögnin séu tiltæk, flytjum við álagið yfir á varagagnaverið.
- Skipting á neyðarhlutverki Secondary > Primary (bilun í gagnaveri). Þetta er helsta atburðarásin sem afritun er fyrir, sem getur hjálpað til við að lifa af algjöra bilun í gagnaveri án þess að stöðva fyrirtækið í langan tíma.
- Sundurliðun á samskiptaleiðum milli gagnavera. Athugun á réttri hegðun tveggja geymslukerfa við aðstæður þar sem af einhverjum ástæðum er samskiptarásin milli gagnaveranna ekki tiltæk (t.d. gröf gróf á röngum stað og braut dimmu ljósfræðina).
Fyrst munum við byrja að skrifa gögn í LUN okkar (skrifa skrár með handahófi gögnum). Við sjáum strax að verið er að nýta boðleiðina milli geymslukerfanna. Þetta er auðvelt að skilja ef þú opnar hleðsluvöktun gáttanna sem bera ábyrgð á afritun.
Bæði geymslukerfin hafa nú „gagnleg“ gögn, við getum hafið prófið.
Bara til að tryggja að við skulum skoða kjötkássatölur einnar skránna og skrifa þær niður.
Regluleg hlutverkaskipti
Að skipta um hlutverk (breyta stefnu afritunar) er hægt að gera með hvaða geymslukerfi sem er, en þú þarft samt að fara í bæði þar sem þú þarft að slökkva á kortlagningu á aðal og virkja það á Secondary (sem verður að Primary) ).
Kannski vaknar nú eðlileg spurning: af hverju ekki að gera þetta sjálfvirkt? Svarið er: það er einfalt, afritun er einföld leið til hörmungarþols, sem byggist eingöngu á handvirkum aðgerðum. Til að gera þessar aðgerðir sjálfvirkar er til Metrocluster-hamur; hann er fullkomlega sjálfvirkur, en uppsetning hans er miklu flóknari. Við munum skrifa um uppsetningu Metrocluster í næstu grein.
Í aðalgeymslukerfinu slökkva við kortlagningu til að tryggja að upptaka hætti.
Síðan á einu af geymslukerfunum (það skiptir ekki máli, á aðal- eða öryggisafritinu) í valmyndinni „Fjargerð afritun“, veldu tenginguna okkar REPL1 og smelltu á „Breyta hlutverki“.
Eftir nokkrar sekúndur verður LUN1R (afritunargeymslukerfi) að aðalhlutverki.
Við kortleggjum LUN1R með geymslukerfi2.
Eftir þetta er E: drifið okkar sjálfkrafa tengt við gestgjafann, aðeins í þetta skiptið „kom“ það frá LUN1R.
Bara til að tryggja að við berum saman kjötkássaupphæðirnar.
Sama. Próf staðist.
Bilun. Bilun í gagnaveri
Í augnablikinu er aðal geymslukerfið eftir reglulega skiptingu geymslukerfi 2 og LUN1R, í sömu röð. Til að líkja eftir slysi munum við slökkva á straumnum á báðum geymslustýringum2.
Það er ekki lengur aðgangur að því.
Við skulum sjá hvað er að gerast á geymslukerfi 1 (afritið í augnablikinu).
Við sjáum að aðal LUN (LUN1R) er ekki tiltækt. Villuboð birtust í annálunum, á upplýsingaborðinu og einnig í afritunarreglunni sjálfri. Samkvæmt því eru gögn frá gestgjafanum ekki tiltæk eins og er.
Breyttu hlutverki LUN1 í Primary.
Ég er að gera kortlagningu til gestgjafans.
Gakktu úr skugga um að drif E birtist á vélinni.
Við athugum hassið.
Allt er í lagi. Geymslukerfið lifði vel af fall gagnaversins sem var virkt. Áætlaður tími sem við eyddum í að tengja afritunar „viðsnúninginn“ og tengja LUN frá afritunargagnaverinu var um það bil 3 mínútur. Það er ljóst að í raunverulegri framleiðslu er allt miklu flóknara og auk aðgerða með geymslukerfum þarftu að framkvæma mun fleiri aðgerðir á netinu, á vélum, í forritum. Og í lífinu verður þetta tímabil miklu lengra.
Hér vil ég skrifa að allt, prófið hefur verið lokið, en við skulum ekki flýta okkur. Aðal geymslukerfið er „að ljúga“, við vitum að þegar það „fall“ var það í aðalhlutverkinu. Hvað gerist ef það kviknar skyndilega? Það verða tvö aðalhlutverk, sem jafngildir gagnaspillingu? Við skulum athuga það núna.
Kveikjum skyndilega á undirliggjandi geymslukerfi.
Það hleðst í nokkrar mínútur og fer svo aftur í notkun eftir stutta samstillingu, en í hlutverki Secondary.
Allt í lagi. Klofinn heili gerðist ekki. Við hugsuðum um þetta og alltaf eftir fall fer geymslukerfið upp í hlutverk Secondary, óháð því hvaða hlutverki það var í „á lífinu“. Nú getum við sagt með vissu að bilunarprófun gagnavera hafi gengið vel.
Bilun í samskiptaleiðum milli gagnavera
Meginverkefni þessarar prófunar er að ganga úr skugga um að geymslukerfið fari ekki að virka skrítið ef það missir tímabundið samskiptaleiðir milli tveggja geymslukerfa og birtist svo aftur.
Svo. Við aftengjum vírana á milli geymslukerfa (við skulum ímynda okkur að þau hafi verið grafin af gröfu).
Á Primary sjáum við að það er engin tenging við Secondary.
Á Secondary sjáum við að það er engin tenging við Primary.
Allt virkar vel og við höldum áfram að skrifa gögn í aðalgeymslukerfið, það er að segja að þau séu frábrugðin öryggisafritinu, það er að þau hafi „aðskilið“.
Eftir nokkrar mínútur „gerum við“ samskiptarásina. Um leið og geymslukerfin sjá hvort annað er gagnasamstilling virkjuð sjálfkrafa. Ekkert er krafist af stjórnanda hér.
Eftir nokkurn tíma er samstillingu lokið.
Sambandið kom aftur á, rof á samskiptarásum olli engum neyðartilvikum og eftir að kveikt var á fór samstillingin sjálfkrafa fram.
Niðurstöður
Við greindum kenninguna - hvað er þörf og hvers vegna, hvar eru kostir og hvar eru gallar. Síðan settum við upp samstillta afritun á milli tveggja geymslukerfa.
Því næst voru gerðar grunnprófanir fyrir eðlileg skipti, bilun í gagnaveri og bilun í samskiptarásum. Í öllum tilfellum virkaði geymslukerfið vel. Það er ekkert gagnatap og stjórnunaraðgerðum er haldið í lágmarki fyrir handvirka atburðarás.
Næst munum við flækja stöðuna og sýna hvernig öll þessi rökfræði virkar í sjálfvirkum metróþyrpingum í virkum virkum ham, það er að segja þegar bæði geymslukerfin eru aðal og hegðun ef bilun í geymslukerfi er fullkomlega sjálfvirk.
Vinsamlegast skrifaðu athugasemdir, við munum vera fegin að fá góða gagnrýni og hagnýt ráð.
Þar til næst.
Heimild: www.habr.com