Oggi, nell'infrastruttura IT, con l'uso pervasivo della virtualizzazione, i sistemi di archiviazione dati rappresentano il nucleo che ospita tutte le macchine virtuali. Il guasto di questo nodo potrebbe fermare completamente il funzionamento del centro di calcolo. Sebbene una parte considerevole dell'hardware dei server abbia una certa forma di ridondanza "di default", a causa del ruolo particolare degli SCSI all'interno del data center, ci sono requisiti elevati in termini di "robustezza".
Il metodo più efficace per garantire la ridondanza nell'IT è l'uso di più esemplari di hardware e software (nel caso più semplice, la duplicazione). Certamente, l'SCSI può essere interamente duplicato. E per il disaster recovery, è proprio questo approccio che viene utilizzato. Ma non tutte le aziende possono permettersi tale soluzione. Non si tratta solo del costo raddoppiato dell'hardware, ma anche di altre spese per l'organizzazione e il supporto di una simile soluzione.
Tuttavia, la possibilità di duplicare l'hardware non annulla la necessità di garantire la ridondanza a livello dei componenti. In particolare, negli SCSI si applica la ridondanza per i blocchi di alimentazione, i moduli di raffreddamento, i dischi e, ovviamente, i controller. Tutto ciò è già da tempo diventato una prassi comune. È difficile trovare un SCSI senza l'uso di un simile design. qui non è un'eccezione. Ma in questo articolo vogliamo parlare di ciò che non salta subito all'occhio, ed è soprattutto mirato ad aumentare la robustezza del sistema nel suo insieme.
Moduli di raffreddamento
Molto spesso in contesti con chassis 2U-3U vengono utilizzati moduli combinati che uniscono blocchi di alimentazione e ventole. Da un lato, questo è conveniente, poiché è necessario manutenzione solo per un'unità. Dall'altro, se il sistema di raffreddamento dovesse guastarsi, il blocco di alimentazione potrebbe essere disattivato forzatamente per evitare il surriscaldamento. E sembrerebbe che non si tratti di una situazione critica, ma non vale la pena aggiungere vulnerabilità agli SCSI.
Il raffreddamento nel sistema di archiviazione Qsan è organizzato in moduli separati con sostituzione "a caldo", indipendenti dalle unità di alimentazione. Infatti, le unità di alimentazione hanno i propri ventilatori, progettati per raffreddare le stesse. Il modulo di raffreddamento contiene due ventilatori indipendenti che si supportano a vicenda. Ci sono due di questi moduli nel sistema di archiviazione: uno a destra e uno a sinistra, per un raffreddamento efficace di tutti i componenti. Se uno dei ventilatori smette di funzionare, tutti gli altri aumentano automaticamente la loro velocità per compensare la carenza di flusso d'aria. È per questo che un guasto del ventilatore non comporta il rischio di surriscaldamento dell'intero dispositivo.
Topologia di connessione dei moduli di espansione
Schema classico di connessione al sistema di archiviazione implica una topologia conosciuta come cascata. In questo caso, i controller del modulo e del sistema di archiviazione sono collegati tra di loro tramite un'unica fibra SAS. In totale, ci sono 2 fibre per un sistema a doppio controller. Se deve essere collegato un secondo modulo, viene collegato nello stesso modo al primo modulo. E così via. Il vantaggio di questa topologia è la semplicità di implementazione nell'hardware. Lo svantaggio è una certa vulnerabilità in caso di interruzione improvvisa della catena SAS, a causa di un guasto incrociato di controller non connessi tra di loro o dell'alimentazione di uno dei moduli di espansione a metà della catena. Il risultato sarà la perdita di accesso a una parte dei dischi e il possibile collasso del gruppo RAID, se è "disperso" in più case.
Da guasti incrociati dei controller, Qsan ha una protezione sotto forma di collegamento logico interno tra i controller tramite il backplane del sistema di archiviazione. Cioè, il controller del sistema di archiviazione vede non solo il controller JBOD direttamente collegato a esso, ma anche il controller "vicino" tramite un link speciale nel backplane. Di conseguenza, se si verifica tale situazione e nessuno scollega fisicamente i cavi SAS tra il sistema di archiviazione e il modulo, l'accesso a tutti i dischi sarà mantenuto.
Per proteggere le catene SAS dalle interruzioni, ad esempio a causa della mancanza di alimentazione di un'unità di espansione, si applica solitamente una diversa topologia di connessione: il cascata inversa. In questo caso, l'SAN si collega direttamente al primo e all'ultimo armadio della catena, ottenendo accesso ai dischi da entrambi i lati.
Se si desidera una protezione più robusta, è possibile costruire configurazioni più ampie, utilizzando ad esempio una topologia ad albero. Oppure si può complicare ulteriormente combinando le topologie menzionate. Ciò è reso possibile dal gran numero di connettori SAS sugli apparecchi (2 per ogni controller SAN e 5 per ogni controller JBOD) con riconoscimento automatico delle modalità di funzionamento in entrata/uscita. L'importante è che l'amministratore non si confonda. E l'SAN saprà come configurare correttamente la configurazione.
Fast rebuild
La presenza nel sistema di dischi di riserva a sostituzione 'calda' (hot spare) aumenta notevolmente l'affidabilità della memorizzazione delle informazioni. Tuttavia, il semplice fatto di avere questi dischi non significa una protezione assoluta. Il problema è che il processo di ripristino (rebuild) può essere piuttosto laborioso e spesso richiede molto tempo. La laboriosità è dovuta all'accesso continuo ai dati principali. Cioè, mentre il sistema continua a funzionare, deve anche copiare i dati su un nuovo disco. E la durata del rebuild dipende direttamente dalla capacità del disco e dalle sue caratteristiche di velocità. Poiché il sistema non ha informazioni sullo spazio effettivamente occupato sui dischi, durante il rebuild copia semplicemente tutto: blocco per blocco.
Di conseguenza, il ripristino di un disco moderno di grande capacità superiore a 10 TB sotto un carico significativo sull'SAN può facilmente richiedere una settimana o più. Si deve anche tenere presente che durante il rebuild aumenta notevolmente la probabilità di guasti su altri dischi a causa dell'aumento del carico su di essi. Questo può rappresentare un serio pericolo, ad esempio, in caso di utilizzo di RAID5.
Come soluzione a questo problema, molti sviluppatori di SAN hanno cercato di accelerare il processo di ripristino. Possono essere utilizzati vari approcci, ma la sostanza è una: copiare durante il rebuild solo i blocchi realmente occupati. Qsan non è rimasta indifferente a questo problema. L'SAN di questo fornitore, con l'opzione attivata il sistema tiene traccia dei blocchi utilizzati per la registrazione, in modo da avere la possibilità, in caso di guasto del disco, di copiare su un nuovo supporto solo quelli.
L'opzione Fast Rebuild non è attivata per impostazione predefinita durante la creazione di nuovi volumi, poiché il suo utilizzo influisce sulle prestazioni, soprattutto durante le operazioni di scrittura casuale, perché:
- È necessario monitorare la scrittura nei blocchi;
- Durante il rebuild non viene effettuato il ricalcolo dei checksum per lo spazio non utilizzato, quindi quando si registra nuovamente in quest'area è necessario prima "inizializzarlo".
Pertanto, non è consigliabile utilizzare Fast Rebuild per volumi, ad esempio, con database ad alta intensità o in sistemi di videosorveglianza, dove il volume alla fine sarà comunque riempito al 100%. Mentre per server di file o di posta, questa opzione risulterà molto utile.
In conclusione
Ogni produttore di storage sottintende che i propri dispositivi siano affidabili. E se non ci sono errori fatali durante lo sviluppo dei dispositivi e una straordinaria tendenza al risparmio nel processo di produzione e collaudo, si può sostanzialmente essere d'accordo con il fornitore. Tuttavia, bisogna comprendere:
- l'affidabilità di base dello storage è principalmente il modo di continuare ad avere accesso ai dati in caso di guasto di uno o più componenti;
- opzioni aggiuntive riguardo all'affidabilità (come quelle descritte sopra) escludono alcuni tipi di guasti e aumentano le tue possibilità di avere accesso ai dati;
- Sfortunatamente, non esiste un'affidabilità al 100%. Ma, per avvicinarsi il più possibile, la maggior parte dei fornitori di storage ragionevoli (e tra cui) fa del proprio meglio per migliorare continuamente i propri prodotti, sia nell'hardware che nel software.
Inoltre, non bisogna dimenticare che nessuna affidabilità assoluta dello storage elimina la necessità di avere backup, pianificazione chiara e collaudata per il ripristino in caso di emergenza e supporto tecnico tempestivo da parte del fornitore.
Fonte: habr.com
