Oggi, nell'infrastruttura IT, con l'uso diffuso della virtualizzazione, i sistemi di storage dati rappresentano il nucleo che ospita tutte le macchine virtuali. Un guasto di questo nodo può fermare completamente il funzionamento del centro di calcolo. Anche se una buona parte dell'hardware server è dotata di tolleranza ai guasti in una forma o nell'altra 'per impostazione predefinita', proprio a causa del ruolo particolare che rivestono gli SCSI all'interno di un data center, ci sono requisiti più elevati in termini di 'resilienza'.
Il metodo più efficace per garantire la tolleranza ai guasti in IT è utilizzare più esemplari di hardware e software (nel modo più semplice, una duplicazione). Certamente, gli SCSI possono essere completamente duplicati. Ed è proprio questo approccio che viene utilizzato per il disaster recovery. Tuttavia, molte aziende non possono permettersi una soluzione di questo tipo. Non si tratta solo del costo raddoppiato dell'hardware, ma anche delle altre spese legate all'organizzazione di una tale soluzione e al suo successivo supporto.
Tuttavia, la possibilità di duplicare l'hardware non cancella la necessità di garantire la ridondanza a livello di componenti. In particolare, negli storage array ci sono sistemi di ridondanza per alimentatori, moduli di raffreddamento, dischi e, naturalmente, controller. Tutto ciò è una realtà consolidata. È difficile trovare un sistema di storage senza un design del genere. qui non fa eccezione. Ma in questo articolo vogliamo parlare di ciò che non è immediatamente visibile e che è soprattutto finalizzato a migliorare la resilienza del sistema nel suo complesso.
Moduli di raffreddamento
Molto spesso in i chassis da 2U-3U si utilizzano moduli combinati, che uniscono alimentatori e ventilatori. Da un lato, questo è comodo, poiché bisogna manutenere solo un'unità. Dall'altro, se il sistema di raffreddamento si guasta, l'alimentatore potrebbe essere disattivato per prevenire il surriscaldamento. E sembra non crearsi una situazione critica, ma non vale affatto la pena di aggiungere vulnerabilità allo storage array.
Il raffreddamento nel sistema di archiviazione Qsan è organizzato in moduli separati con sostituzione a caldo, indipendenti dall'alimentatore. Infatti, negli alimentatori ci sono delle ventole progettate per raffreddare gli stessi alimentatori. Il modulo di raffreddamento contiene due ventilatori indipendenti, che si garantiscono reciprocamente. Ci sono due di questi moduli nel sistema di archiviazione, uno a destra e uno a sinistra, per un'efficace circolazione dell'aria su tutti i componenti. Se uno dei ventilatori si guasta, tutti gli altri aumentano automaticamente la loro velocità per compensare la carenza di flusso d'aria. Per questo motivo, un guasto del ventilatore non comporta il rischio di surriscaldamento dell'intero dispositivo.
Topologia di connessione dei rack di espansione
Schema di connessione classico La connessione a un sistema di archiviazione condivisa (SAS) implica una topologia nota come cascata. In questo caso, i controller delle scaffalature e il sistema di archiviazione condivisa sono collegati tramite un unico cavo SAS. In totale, si ottengono 2 cavi per un sistema a doppio controller. Se è necessario collegare un secondo, viene connesso allo stesso modo alla prima scaffalatura. E così via. Il vantaggio di questa topologia è la sua facilità di implementazione nell'hardware. Lo svantaggio è una certa vulnerabilità a un'interruzione improvvisa della catena SAS, a causa di un guasto incrociato tra controller non collegati tra loro e scaffalature, o a causa dell'interruzione dell'alimentazione di una delle scaffalature di espansione nella parte centrale della catena. Ciò comporta la perdita di accesso a una parte degli archivi e il possibile collasso del gruppo RAID, se questo è "distribuito" su più chassis.
La protezione contro il guasto incrociato dei controller in Qsan è fornita da un collegamento logico interno tra i controller tramite il backplane del sistema di archiviazione. Ciò significa che il controller del sistema di archiviazione può vedere non solo il controller JBOD direttamente connesso a lui, ma anche il controller "vicino" tramite un link speciale nel backplane. Di conseguenza, se si verifica una tale situazione e nessuno scollega fisicamente i cavi SAS tra il sistema di archiviazione e l'armadio, l'accesso a tutti i dispositivi di memoria sarà mantenuto.
Per proteggersi da un'interruzione della catena SAS, ad esempio a causa dell'interruzione di corrente dell'armadio di espansione, solitamente si utilizza una topologia di connessione diversa – un retrocascade. In questo caso, il sistema di archiviazione è collegato sia al primo che all'ultimo armadio nella catena, ottenendo accesso ai dispositivi di memoria come se provenissero da entrambi i lati.
Se desideri una protezione più forte, puoi costruire configurazioni più complesse, utilizzando, ad esempio, una topologia ad albero. Oppure puoi complicare ulteriormente combinando le topologie menzionate. Questo è possibile grazie al grande numero di connettori SAS sui dispositivi (2 per ogni controller di storage e 5 per ogni controller JBOD) con riconoscimento automatico delle modalità di funzionamento in ingresso/uscita. L'importante è che l'amministratore non si confonda. E il sistema di storage sarà in grado di configurare tutto correttamente.
Ricostruzione veloce
La disponibilità di dischi di riserva con sostituzione a caldo (hot spare) aumenta notevolmente l'affidabilità della memorizzazione delle informazioni. Tuttavia, il semplice fatto di riservare tali dischi non garantisce una protezione assoluta. Infatti, il processo di ripristino (rebuild) è abbastanza laborioso e spesso richiede tempo. La laboriosità deriva dall'accesso continuo ai dati principali, il che significa che il sistema, oltre a lavorare normalmente, deve anche copiare i dati sul nuovo disco. La durata del rebuild dipende direttamente dalla capacità del dispositivo di memorizzazione e dalle sue caratteristiche di velocità. Poiché il sistema non ha conoscenza dello spazio realmente occupato sui dischi, durante il rebuild copia semplicemente tutto: blocco dopo blocco.
Di conseguenza, il ripristino di un disco moderno con una grande capacità di oltre 10 TB, durante un carico significativo sul sistema di archiviazione, può facilmente richiedere una settimana o più. Inoltre, è importante tenere a mente che durante il rebuild aumenta significativamente la probabilità di guasto di altri dispositivi a causa dell'aumento del carico su di essi, il che può rappresentare un grave rischio, ad esempio, in un sistema RAID5.
Per affrontare questo problema, molti sviluppatori di archiviazione sono impegnati ad accelerare il processo di recupero. A questo scopo possono essere adottati diversi approcci, ma il concetto è lo stesso: copie solo dei blocchi effettivamente utilizzati durante il rebuild. Anche Qsan si è interessata a questa problematica. Per i sistemi di archiviazione di questo fornitore, con l'opzione attivata. Il sistema tiene traccia dei blocchi utilizzati per la scrittura, consentendo così, in caso di guasto del disco, di copiare su un nuovo supporto solo quelli.
L'opzione Fast Rebuild non è attivata di default quando si creano nuovi volumi, poiché il suo utilizzo influisce sulle prestazioni, specialmente durante le operazioni di scrittura casuale, perché:
- È necessario tenere traccia della scrittura nei blocchi;
- Durante il rebuild non viene effettuato il ricalcolo dei checksum per lo spazio non utilizzato, pertanto, durante una nuova scrittura in quest'area, è necessario prima 'inizializzarla'.
Pertanto, non è consigliabile utilizzare Fast Rebuild per volumi, ad esempio, con database ad alta intensità di carico o in sistemi di videosorveglianza, dove il volume sarà comunque riempito al 100%. Tuttavia, per server di file o di posta, questa opzione sarà molto utile.
In conclusion
Ogni produttore di sistemi di archiviazione dati (СХД) presuppone che i propri dispositivi siano affidabili. E se non ci sono gravi errori nella progettazione dei dispositivi e una sorprendente tendenza al risparmio nei processi di produzione e testing, in generale si può concordare con il fornitore. Tuttavia, è importante comprendere:
- l'affidabilità di base dei sistemi di archiviazione è prima di tutto un modo per continuare ad avere accesso ai dati in caso di guasto di uno o più componenti;
- le opzioni aggiuntive per quanto riguarda l'affidabilità (come quelle descritte sopra) escludono alcune varianti di guasti e aumentano le tue possibilità di avere accesso ai dati;
- purtroppo, il 100% di affidabilità non esiste. Tuttavia, per avvicinarsi il più possibile a questa cifra, la maggior parte dei fornitori di sistema di archiviazione (e tra questi) si impegna al massimo per il continuo miglioramento dei propri prodotti sia in termini hardware che software.
È importante ricordare che nessuna affidabilità assoluta di uno storage array esonera dalla necessità di avere backup, piani chiari e collaudati per il ripristino in caso di guasti e supporto tecnico tempestivo da parte del fornitore.
Fonte: habr.com
