შეამცირეთ შეფერხების რისკები Shared Nothing არქიტექტურით

მონაცემთა შენახვის სისტემებში შეცდომების ტოლერანტობის თემა ყოველთვის აქტუალურია, რადგან ჩვენს ეპოქაში ფართო ვირტუალიზაციისა და რესურსების კონსოლიდაციაა, შენახვის სისტემები არის რგოლი, რომლის უკმარისობა გამოიწვევს არა მხოლოდ ჩვეულებრივ უბედურ შემთხვევას, არამედ მომსახურების ხანგრძლივ შეფერხებას. ამიტომ, თანამედროვე შენახვის სისტემები შეიცავს ბევრ დუბლირებულ კომპონენტს (თუნდაც კონტროლერებს). მაგრამ არის ასეთი დაცვა საკმარისი?

აბსოლუტურად ყველა გამყიდველი, როდესაც ჩამოთვლის შენახვის სისტემების მახასიათებლებს, ყოველთვის აღნიშნავს მათი გადაწყვეტილებების მაღალი ხარვეზების შემწყნარებლობას, ყოველთვის ამატებს ტერმინს "ერთი მარცხის გარეშე". მოდით უფრო ახლოს მივხედოთ ტიპიური შენახვის სისტემას. შენარჩუნების შეფერხების თავიდან აცილების მიზნით, შენახვის სისტემა აორმაგებს კვების წყაროებს, გაგრილების მოდულებს, შეყვანის/გამოსვლის პორტებს, დისკებს (ვგულისხმობთ RAID) და, რა თქმა უნდა, კონტროლერებს. თუ ყურადღებით დააკვირდებით ამ არქიტექტურას, შეამჩნევთ მარცხის მინიმუმ ორ პოტენციურ წერტილს, რომლებიც მოკრძალებულად ჩუმად არის დაცული:

1. ერთი უკანა თვითმფრინავის ხელმისაწვდომობა
2. მონაცემთა ერთი ასლის არსებობა

უკანა თვითმფრინავი არის ტექნიკურად რთული მოწყობილობა, რომელიც უნდა გაიაროს სერიოზული ტესტირება წარმოების დროს. და ამიტომ, არის ძალიან იშვიათი შემთხვევები, როდესაც ის მთლიანად ვერ ხერხდება. თუმცა, ნაწილობრივი პრობლემების შემთხვევაშიც კი, როგორიცაა დისკის უფუნქციო სლოტი, ის უნდა შეიცვალოს შენახვის სისტემის სრული გამორთვით.

მონაცემთა მრავალჯერადი ასლის შექმნა ასევე ერთი შეხედვით პრობლემას არ წარმოადგენს. მაგალითად, კლონის ფუნქცია შენახვის სისტემებში, რომელიც საშუალებას გაძლევთ განაახლოთ მონაცემების სრული ასლი გარკვეული ინტერვალებით, საკმაოდ გავრცელებულია. თუმცა, იმავე ფონზე პრობლემების შემთხვევაში, ასლი ისეთივე მიუწვდომელი იქნება, როგორც ორიგინალი.

ამ ნაკლოვანებების დასაძლევად სრულიად აშკარა გამოსავალი არის სხვა შენახვის სისტემაზე გამეორება. თუ თვალს დავხუჭავთ ტექნიკის ღირებულების მოსალოდნელ გაორმაგებაზე (ჩვენ მაინც ვივარაუდებთ, რომ ადამიანები, რომლებიც ასეთ გადაწყვეტილებას ირჩევენ, ადეკვატურად ფიქრობენ და წინასწარ მიიღებენ ამ ფაქტს), კვლავ იქნება შესაძლო ხარჯები ლიცენზიების სახით რეპლიკაციის ორგანიზებისთვის, დამატებითი. პროგრამული უზრუნველყოფა და აპარატურა. და რაც მთავარია, მოგიწევთ როგორმე უზრუნველყოთ გამეორებული მონაცემების თანმიმდევრულობა. იმათ. შექმენით საცავის ვირტუალიზატორი/vSAN/ა.შ., რაც ასევე მოითხოვს ფულს და დროს რესურსებს.

AccelStor ჩვენი მაღალი ხელმისაწვდომობის სისტემების შექმნისას ჩვენ მიზნად დავისახეთ ზემოაღნიშნული ხარვეზებისგან თავის დაღწევა. ასე გამოჩნდა Shared Nothing ტექნოლოგიის ინტერპრეტაცია, რაც თავისუფლად თარგმნილი ნიშნავს "საზიარო მოწყობილობების გამოყენების გარეშე".

კონცეფცია გააზიარა არაფერი არქიტექტურა წარმოადგენს ორი დამოუკიდებელი კვანძის (კონტროლერების) გამოყენებას, რომელთაგან თითოეულს აქვს მონაცემთა საკუთარი ნაკრები. სინქრონული რეპლიკაცია ხდება კვანძებს შორის InfiniBand 56G ინტერფეისის მეშვეობით, სრულიად გამჭვირვალე პროგრამული უზრუნველყოფისთვის, რომელიც მუშაობს საცავის სისტემის თავზე. შედეგად, არ არის საჭირო შენახვის ვირტუალიზატორების, პროგრამული აგენტების გამოყენება და ა.შ.

ფიზიკურად, AccelStor-ის ორი კვანძის გადაწყვეტა შეიძლება განხორციელდეს ორ მოდელში:

• H510 — დაფუძნებულია Twin სერვერებზე 2U შემთხვევაში, თუ საჭიროა ზომიერი შესრულება და ტევადობა 22 ტბ-მდე;
• H710 — ინდივიდუალური 2U სერვერების საფუძველზე, თუ საჭიროა მაღალი წარმადობა და დიდი ტევადობა (57 ტბ-მდე).

მოდელი H510 Twin სერვერზე დაფუძნებული

მოდელი H710 ინდივიდუალური სერვერების საფუძველზე

სხვადასხვა ფორმის ფაქტორების გამოყენება განპირობებულია სხვადასხვა რაოდენობის SSD-ების საჭიროებით მოცემული მოცულობისა და შესრულების მისაღწევად. გარდა ამისა, Twin პლატფორმა უფრო იაფია და გაძლევთ საშუალებას შემოგთავაზოთ უფრო ხელმისაწვდომი გადაწყვეტილებები, თუმცა გარკვეული პირობითი „მინუსი“ ერთი საზურგეების სახით. ყველაფერი დანარჩენი, ოპერაციული პრინციპების ჩათვლით, ორივე მოდელისთვის სრულიად იდენტურია.

თითოეული კვანძისთვის მონაცემთა ნაკრები აქვს ორ ჯგუფს FlexiRemap, პლუს 2 ცხელი სათადარიგო. თითოეულ ჯგუფს შეუძლია გაუძლოს ერთი SSD-ის წარუმატებლობას. ყველა შემომავალი მოთხოვნა კვანძის ჩაწერის შესაბამისად იდეოლოგია FlexiRemap აღადგენს 4KB ბლოკებს თანმიმდევრულ ჯაჭვებად, რომლებიც შემდეგ იწერება SSD-ზე მათთვის ყველაზე კომფორტულ რეჟიმში (თანმიმდევრული ჩაწერა). უფრო მეტიც, ჰოსტი იღებს ჩანაწერის დადასტურებას მხოლოდ მას შემდეგ, რაც მონაცემები ფიზიკურად განთავსდება SSD-ზე, ე.ი. RAM-ში ქეშირების გარეშე. შედეგი არის ძალიან შთამბეჭდავი შესრულება 600K-მდე IOPS ჩაწერა და 1M+ IOPS წაკითხვა (მოდელი H710).

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, მონაცემთა ნაკრები სინქრონიზებულია რეალურ დროში InfiniBand 56G ინტერფეისის საშუალებით, რომელსაც აქვს მაღალი გამტარუნარიანობა და დაბალი შეყოვნება. მცირე პაკეტების გადაცემისას საკომუნიკაციო არხის მაქსიმალურად ეფექტურად გამოყენების მიზნით. იმიტომ რომ არსებობს მხოლოდ ერთი საკომუნიკაციო არხი; გამოყოფილი 1GbE ბმული გამოიყენება გულისცემის დამატებითი შესამოწმებლად. მისი მეშვეობით მხოლოდ გულისცემა გადადის, ამიტომ არ არსებობს მოთხოვნები სიჩქარის მახასიათებლებზე.

სისტემის სიმძლავრის გაზრდის შემთხვევაში (400+TB-მდე) გამო გაფართოების თაროები ისინი ასევე დაკავშირებულია წყვილებში, რათა შეინარჩუნონ „მარცხის ერთი წერტილის“ კონცეფცია.

მონაცემთა დამატებითი დაცვისთვის (გარდა იმისა, რომ AccelStor-ს უკვე აქვს ორი ასლი), გამოიყენება სპეციალური ქცევის ალგორითმი ნებისმიერი SSD-ის გაუმართაობის შემთხვევაში. თუ SSD ვერ ხერხდება, კვანძი დაიწყებს მონაცემების აღდგენას ერთ-ერთ ცხელ სათადარიგო დისკზე. FlexiRemap ჯგუფი, რომელიც იმყოფება დეგრადირებულ მდგომარეობაში, გადადის მხოლოდ წაკითხვის რეჟიმში. ეს კეთდება სარეზერვო დისკზე ჩაწერისა და აღდგენის ოპერაციებს შორის ჩარევის აღმოსაფხვრელად, რაც საბოლოოდ აჩქარებს აღდგენის პროცესს და ამცირებს დროს, როდესაც სისტემა პოტენციურად დაუცველია. აღდგენის დასრულების შემდეგ, კვანძი უბრუნდება ნორმალურ წაკითხვა-ჩაწერის რეჟიმში.

რა თქმა უნდა, სხვა სისტემების მსგავსად, აღდგენის დროს მთლიანი შესრულება მცირდება (ბოლოს და ბოლოს, FlexiRemap-ის ერთ-ერთი ჯგუფი არ მუშაობს ჩასაწერად). მაგრამ თავად აღდგენის პროცესი ხდება რაც შეიძლება სწრაფად, რაც განასხვავებს AccelStor სისტემებს სხვა გამყიდველებისგან.

Nothing Shared არქიტექტურის ტექნოლოგიის კიდევ ერთი სასარგებლო თვისებაა კვანძების მოქმედება ეგრეთ წოდებულ ნამდვილ აქტიურ-აქტიურ რეჟიმში. განსხვავებით "კლასიკური" არქიტექტურისგან, სადაც მხოლოდ ერთი კონტროლერი ფლობს კონკრეტულ მოცულობას/ფონს, ხოლო მეორე უბრალოდ ასრულებს I/O ოპერაციებს სისტემებში. AccelStor თითოეული კვანძი მუშაობს მონაცემთა საკუთარი ნაკრებით და არ გადასცემს მოთხოვნებს თავის „მეზობელს“. შედეგად, სისტემის მთლიანი შესრულება გაუმჯობესებულია კვანძების მიერ I/O მოთხოვნების პარალელური დამუშავებისა და დისკებზე წვდომის გამო. ასევე პრაქტიკულად არ არსებობს მარცხი, რადგან უბრალოდ არ არის საჭირო მოცულობის კონტროლის სხვა კვანძზე გადაცემა წარუმატებლობის შემთხვევაში.

თუ შევადარებთ Nothing Shared არქიტექტურის ტექნოლოგიას სრულფასოვანი შენახვის სისტემის დუბლირებასთან, მაშინ, ერთი შეხედვით, ის ოდნავ ჩამოუვარდება კატასტროფის აღდგენის სრულ განხორციელებას მოქნილობაში. ეს განსაკუთრებით ეხება შენახვის სისტემებს შორის საკომუნიკაციო ხაზის ორგანიზებას. ამრიგად, H710 მოდელში შესაძლებელია კვანძების გავრცელება 100 მ-მდე მანძილზე, არც თუ ისე იაფი InfiniBand აქტიური ოპტიკური კაბელების გამოყენებით. მაგრამ მაშინაც კი, თუ შევადარებთ სინქრონული რეპლიკაციის ჩვეულებრივ განხორციელებას სხვა მომწოდებლებისგან ხელმისაწვდომი FibreChannel-ის საშუალებით, თუნდაც უფრო დიდ დისტანციებზე, AccelStor-ის გადაწყვეტა უფრო იაფი და ადვილი იქნება ინსტალაცია/ფუნქციონირება, რადგან არ არის საჭირო შენახვის ვირტუალიზატორების დაყენება და/ან პროგრამულ უზრუნველყოფასთან ინტეგრაცია (რაც პრინციპში ყოველთვის არ არის შესაძლებელი). გარდა ამისა, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ AccelStor-ის გადაწყვეტილებები არის Flash-ის ყველა მასივი, რომელთა შესრულება უფრო მაღალია, ვიდრე "კლასიკური" შენახვის სისტემები მხოლოდ SSD-ით.

AccelStor-ის Nothing Shared არქიტექტურის გამოყენებისას შესაძლებელია 99.9999% შენახვის სისტემის ხელმისაწვდომობის მიღწევა ძალიან გონივრულ ფასად. გადაწყვეტის მაღალ საიმედოობასთან ერთად, მათ შორის მონაცემთა ორი ასლის გამოყენებით და შთამბეჭდავი შესრულება, საკუთრების ალგორითმების წყალობით FlexiRemap, გადაწყვეტილებები AccelStor შესანიშნავი კანდიდატები არიან საკვანძო პოზიციებზე თანამედროვე მონაცემთა ცენტრის აშენებისას.

წყარო: www.habr.com