Wanneer een bedrijf met grote gegevenshoeveelheden werkt, wordt de opslagcapaciteit niet meer vertegenwoordigd door een enkele schijf, maar door een set van schijven, een aggregaat van de benodigde grootte. Het moet als een enkele entiteit worden beheerd. De logica van het schalen van opslagcapaciteit met grootschalige aggregaten wordt goed geïllustreerd aan de hand van het voorbeeld van JBOD — zowel als een formaat voor het samenvoegen van schijven als fysiek apparaat.
De schijfinfrastructuur kan niet alleen "omhoog" worden geschaald door JBOD te cascaderen, maar ook "naar binnen", met behulp van verschillende inrichtingsscenario's. Hoe dit werkt, bespreken we aan de hand van het voorbeeld van de Western Digital Ultastar Data60.
Over inrichten
JBOD is een aparte klasse serverhardware voor de compacte plaatsing van schijven, met meerdere kanalen voor toegang tot de schijven door SAS-behe hosts. JBOD-fabrikanten verkopen ze leeg, gedeeltelijk of volledig gevuld met schijven — afhankelijk van de fabrikant. Gelijkmatige invulling van de opslag met schijven, naarmate de behoeften toenemen, maakt het mogelijk om kapitaalkosten in de tijd te spreiden. Bij Western Digital is het voordelig om JBOD te kopen met alle 60 schijven — dat is veel voordeliger. Maar het is ook mogelijk om gedeeltelijk gevulde versies te kopen: de minimale configuratie van de Ultastar Data60 bestaat uit 24 schijven.
Waarom 24? Het antwoord is eenvoudig: aerodynamica. De "gouden standaard" JBOD 4U / 60 x 3,5” is in de industrie aangenomen om praktische redenen — de redelijke afmetingen van het apparaat, de organisatie van de toegang en een goede koeling. 60 schijven worden samengesteld uit 5 rijen van elk 12 HDD's. Gedeeltelijk gevulde rijen of een tekort aan schijven in JBOD (bijvoorbeeld slechts één rij) leiden tot slechtere warmteafvoer of zelfs tot omgekeerde luchtstroom in het centrale kanaal — een constructiewijze van de Ultastar Data60, zijn onderscheidende kenmerk.
In zijn JBOD's gebruikt WD de ArcticFlow-technologie voor luchtstroom, zorgvuldig gemodelleerd en geoptimaliseerd. Alles is gericht op HDD's — voor hun prestaties, levensduur en gegevensbehoud.
De essentie van ArcticFlow is het creëren van twee onafhankelijke luchtstromen met behulp van ventilatoren: de frontale luchtstroom koelt de voorste rijen van opslag, terwijl de lucht die via de interne luchtgang in de behuizing stroomt, wordt gebruikt voor de koeling van de schijven in de achterste zone van de JBOD.
Het is duidelijk waarom het voor een effectieve werking van ArcticFlow noodzakelijk is om de vrije secties in de gaten te houden. In de minimale configuratie van 24 schijven moet de plaatsing in Ultastar Data60 beginnen met de achterkant.
In een configuratie met 12 opslagapparaten, zonder weerstand te ondervinden die door de dubbele rij lay-out moet worden gecreëerd, komt de luchtstroom die uit de JBOD komt weer terug via de voorkant naar het koelsysteem.
Er is een manier om de situatie te verbeteren — daarover straks meer.
Over hybriditeit
Het is noodzakelijk om als een axiom te accepteren dat het doel van JBOD is om op schaal gegevens op te slaan. Dit leidt tot de conclusie: gebruik het voor het bevolken van homogene apparaten. Met het oog op uiteindelijk de ontwerp capaciteit te bereiken door alle secties te vullen.
Maar wat te doen met SSD's? De beste (en juiste) oplossing is om een aparte prestatiegerichte opslag op JBOF te bouwen. Solid state drives voelen zich daar comfortabeler. Tegelijkertijd staat Ultastar Data60 ook de installatie van flash-opslag toe. Voordat we beginnen met de hybridisatie van JBOD, is het belangrijk om eerst alle ‘voor’-argumenten af te wegen — SSD's kiezen uit de compatibele lijst (in tegenstelling tot HDD zijn er veel nuances met betrekking tot de ondersteuning van SSD's). Er moeten ook kosten worden gemaakt voor de bevestiging van 2,5 inch schijven in de 3,5 inch secties.
Enkele SSD-apparaten moeten in de achterkant van de JBOD worden geplaatst, waarbij de ongebruikte secties worden afgesloten met speciale afdekkappen — Drive Blanks. Dit blokkeert de vrije stroom van koel lucht om, zoals eerder gezegd, zijn recirculatie te voorkomen.
In totaal kunnen er niet meer dan 24 solid state drives in het Ultastar Data60-chassis worden geïnstalleerd. In elk geval moeten dit de laatste rijen van de achterkant zijn.
Waarom 24? De warmteafgifte van solid state drives is hoger dan de vergelijkbare kenmerken van HDD's, daarom zal de meerlaagsopstelling van schijven met verschillende soorten media niet effectief worden gekoeld door ArcticFlow. En het afvoeren van warmte wordt een risicofactor voor het gebruik van JBOD.
Hier is het belangrijk op te merken dat met behulp van Drive Blanks het effect van het recirculeren van warme lucht kan worden verminderd. Een JBOD-configuratie met 12 HDD's zal beter worden gekoeld als lege secties worden afgesloten met afdekkappen. De fabrikant heeft geen woord gewijd aan deze truc, maar het recht op experimenteren blijft voor ons. Overigens verbiedt WD de 12-schijvenvulling niet, hoewel het ook niet aanbeveelt.
Praktische conclusies
Zelfs een oppervlakkige kennismaking met de aerodynamica van JBOD geeft aan dat het beter is om te vertrouwen op de ervaring en aanbevelingen van de ontwikkelaar voor een betrouwbare werking van de opslag. De processen die zich binnen de schijfbehuizing afspelen, vereisen fundamenteel onderzoek. Het negeren van de verworven kennis kan leiden tot problemen die bij opslagvolumes van honderden terabytes in alle opzichten gevoeld worden.
Het is bekend hoe militaire statuten worden geschreven. Iets dergelijks gebeurt ook met de architectuur van JBOD. Als eerdere oplossingen soms last hadden van een indeling waarbij het interfacegedeelte zich in de zone van de 'afvoer' bevond en beschenen werd door warme lucht, dan mist de Ultastar Data60 deze tekortkoming. Alle andere ontwerpnoviteiten zijn simpelweg een technologisch wonder. We moeten dit op die manier benaderen.
Bron: habr.com
