Shared Nothing 아키텍처로 다운타임 위험 감소

데이터 스토리지 시스템의 내결함성 주제는 항상 관련이 있습니다. 왜냐하면 광범위한 가상화 및 리소스 통합 시대에 스토리지 시스템은 오류가 일반적인 사고뿐만 아니라 장기적인 서비스 중단 시간으로 이어지는 링크이기 때문입니다. 따라서 최신 스토리지 시스템에는 중복된 구성 요소(컨트롤러 포함)가 많이 포함되어 있습니다. 그러나 그러한 보호만으로 충분합니까?

물론 모든 공급업체는 스토리지 시스템의 특성을 나열할 때 항상 자사 솔루션의 높은 내결함성을 언급하며 항상 "단일 장애 지점 없이"라는 용어를 추가합니다. 일반적인 스토리지 시스템을 자세히 살펴보겠습니다. 유지 관리 시 가동 중지 시간을 방지하기 위해 스토리지 시스템은 전원 공급 장치, 냉각 모듈, 입력/출력 포트, 드라이브(RAID를 의미) 및 컨트롤러를 복제합니다. 이 아키텍처를 자세히 살펴보면 최소한 두 가지 잠재적인 실패 지점을 발견할 수 있습니다.

1. 단일 백플레인의 가용성
2. 하나의 데이터 사본 보유

백플레인은 생산 중에 심각한 테스트를 거쳐야 하는 기술적으로 복잡한 장치입니다. 따라서 완전히 실패하는 경우는 극히 드뭅니다. 그러나 드라이브 슬롯이 작동하지 않는 등 부분적인 문제가 발생한 경우에도 스토리지 시스템을 완전히 종료하여 교체해야 합니다.

여러 개의 데이터 사본을 생성하는 것도 얼핏 보면 문제가 되지 않습니다. 예를 들어, 일정한 간격으로 전체 데이터 복사본을 업데이트할 수 있는 스토리지 시스템의 복제 기능은 매우 널리 퍼져 있습니다. 그러나 동일한 백플레이에 문제가 있는 경우 복사본은 원본과 마찬가지로 사용할 수 없습니다.

이러한 단점을 극복하기 위한 완전히 확실한 솔루션은 다른 스토리지 시스템으로의 복제입니다. 예상되는 하드웨어 비용의 두 배에 눈을 감는다면(우리는 여전히 그러한 결정을 선택하는 사람들이 적절하게 생각하고 이 사실을 미리 받아들인다고 가정합니다) 라이센스 형태로 복제를 구성하는 데 여전히 비용이 발생할 수 있습니다. 소프트웨어와 하드웨어. 그리고 가장 중요한 것은 복제된 데이터의 일관성을 어떻게든 보장해야 한다는 것입니다. 저것들. 스토리지 가상화 장치/vSAN 등을 구축해야 하는데 여기에도 돈과 시간 리소스가 필요합니다.

AccelStor 고가용성 시스템을 만들 때 위에서 언급한 단점을 제거하는 목표를 설정했습니다. 이것이 바로 "공유 장치를 사용하지 않고"를 의미하는 Shared Nothing 기술의 해석이 나타난 방식입니다.

개념 공유된 내용 없음 아키텍처는 각각 고유한 데이터 세트를 가지고 있는 두 개의 독립 노드(컨트롤러)의 사용을 나타냅니다. InfiniBand 56G 인터페이스를 통해 노드 간에 동기 복제가 발생하며 스토리지 시스템 위에서 실행되는 소프트웨어에 완전히 투명합니다. 결과적으로 스토리지 가상화 프로그램, 소프트웨어 에이전트 등을 사용할 필요가 없습니다.

물리적으로 AccelStor의 XNUMX노드 솔루션은 두 가지 모델로 구현될 수 있습니다.

• H510 — 중간 수준의 성능과 최대 2TB의 용량이 필요한 경우 22U 케이스의 트윈 서버를 기반으로 합니다.
• H710 — 고성능, 대용량(최대 2TB)이 필요한 경우 개별 57U 서버 기준입니다.

Twin 서버 기반 모델 H510

개별 서버 기반 모델 H710

다양한 폼 팩터를 사용하는 이유는 주어진 볼륨과 성능을 달성하기 위해 다양한 수의 SSD가 필요하기 때문입니다. 또한 Twin 플랫폼은 단일 백플레인 형태의 일부 조건부 "단점"이 있지만 더 저렴하고 보다 저렴한 솔루션을 제공할 수 있습니다. 작동 원리를 포함한 다른 모든 것은 두 모델 모두 완전히 동일합니다.

각 노드의 데이터 세트에는 두 개의 그룹이 있습니다. FlexiRemap, 핫 스페어 2개 추가. 각 그룹은 하나의 SSD 장애를 견딜 수 있습니다. 다음에 따라 노드를 기록하기 위해 들어오는 모든 요청 관념론 FlexiRemap은 4KB 블록을 순차 체인으로 재구축한 다음 가장 편리한 모드(순차 기록)로 SSD에 기록합니다. 또한 호스트는 데이터가 SSD에 물리적으로 배치된 후에만 녹화 확인을 받습니다. RAM에 캐싱하지 않고. 그 결과 최대 600K IOPS 쓰기 및 1M+ IOPS 읽기라는 매우 인상적인 성능을 발휘합니다(모델 H710).

앞서 언급했듯이 데이터 세트는 처리량이 높고 대기 시간이 짧은 InfiniBand 56G 인터페이스를 통해 실시간으로 동기화됩니다. 작은 패킷을 전송할 때 통신 채널을 가장 효율적으로 사용하기 위해. 왜냐하면 통신 채널은 단 하나이며, 추가 심박수 확인을 위해 전용 1GbE 링크가 사용됩니다. 심장 박동만 전송되므로 속도 특성에 대한 요구 사항이 없습니다.

다음 사항으로 인해 시스템 용량을 늘리는 경우(최대 400+TB) 확장 선반 또한 "단일 실패 지점 없음" 개념을 유지하기 위해 쌍으로 연결됩니다.

추가 데이터 보호를 위해(AccelStor에 이미 두 개의 복사본이 있다는 사실 외에도) SSD 오류가 발생할 경우 특수 동작 알고리즘이 사용됩니다. SSD에 오류가 발생하면 노드는 핫 스페어 드라이브 중 하나에 데이터를 재구축하기 시작합니다. 성능 저하 상태인 FlexiRemap 그룹은 읽기 전용 모드로 전환됩니다. 이는 백업 디스크의 쓰기 작업과 재구축 작업 사이의 간섭을 제거하여 궁극적으로 복구 프로세스의 속도를 높이고 시스템이 잠재적으로 취약해지는 시간을 줄이기 위해 수행됩니다. 재구축이 완료되면 노드는 일반 읽기-쓰기 모드로 돌아갑니다.

물론 다른 시스템과 마찬가지로 재구축 중에 전체 성능이 저하됩니다(결국 FlexiRemap 그룹 중 하나가 녹음에 작동하지 않습니다). 그러나 복구 프로세스 자체는 가능한 한 빨리 발생하므로 AccelStor 시스템은 다른 공급업체의 솔루션과 구별됩니다.

Nothing Shared 아키텍처 기술의 또 다른 유용한 속성은 소위 진정한 활성-활성 모드에서의 노드 작동입니다. 하나의 컨트롤러만 특정 볼륨/풀을 소유하고 두 번째 컨트롤러는 단순히 I/O 작업을 수행하는 "클래식" 아키텍처와 달리 시스템에서는 AccelStor 각 노드는 자체 데이터 세트로 작동하며 "이웃 노드"에 요청을 전송하지 않습니다. 결과적으로 노드별 I/O 요청과 드라이브에 대한 액세스를 병렬 처리하므로 전체 시스템 성능이 향상됩니다. 장애가 발생한 경우 볼륨 제어를 다른 노드로 전송할 필요가 없기 때문에 장애 조치와 같은 기능도 사실상 없습니다.

Nothing Shared 아키텍처 기술을 본격적인 스토리지 시스템 복제와 비교하면 언뜻보기에는 유연성 측면에서 재해 복구를 완전히 구현하는 것보다 약간 열등합니다. 이는 스토리지 시스템 간의 통신 회선을 구성하는 경우 특히 그렇습니다. 따라서 H710 모델에서는 그리 저렴하지 않은 InfiniBand 활성 광케이블을 사용하여 최대 100m 거리에 노드를 분산시킬 수 있습니다. 그러나 사용 가능한 FibreChannel을 통해 다른 공급업체의 일반적인 동기식 복제 구현과 비교해도 AccelStor의 솔루션은 더 저렴하고 설치/운영이 더 쉽습니다. 스토리지 가상화 프로그램을 설치하거나 소프트웨어와 통합할 필요가 없습니다(원칙적으로 항상 가능한 것은 아닙니다). 또한 AccelStor 솔루션은 SSD만 사용하는 "클래식" 스토리지 시스템보다 성능이 더 뛰어난 올플래시 어레이라는 점을 잊지 마십시오.

AccelStor의 Nothing Shared 아키텍처를 사용하면 매우 합리적인 비용으로 99.9999%의 스토리지 시스템 가용성을 달성할 수 있습니다. 두 개의 데이터 사본을 사용하는 등 솔루션의 높은 신뢰성과 독점 알고리즘을 통한 인상적인 성능과 함께 FlexiRemap, 솔루션 AccelStor 현대적인 데이터 센터를 구축할 때 핵심 직책을 맡을 수 있는 훌륭한 후보자입니다.

출처 : habr.com