Gdy firma operuje dużymi danymi, jednostką przechowywania staje się nie pojedynczy dysk, lecz zestaw dysków, ich zbiorowość, agregat o odpowiedniej pojemności. Należy nim zarządzać jak jedną całością. Logika skalowania pamięci masowej dużymi blokami dobrze obrazuje przykład JBOD — zarówno jako format łączenia dysków, jak i fizyczne urządzenie.
Infrastrukturę dyskową można skalować nie tylko "w górę", kaskadując JBOD, ale także "wewnątrz", wykorzystując różne scenariusze zapełniania. Jak to działa, omówimy na przykładzie Western Digital Ultastar Data60.
O zapełnianiu
JBOD to osobna klasa sprzętu serwerowego do gęstego umieszczania dysków, z wielokanałowym dostępem do nich przez SAS. Producenci JBOD sprzedają je puste, częściowo lub całkowicie wypełnione dyskami - w zależności od tego, jak wolą. Stopniowe zapełnianie magazynów dyskami - w miarę wzrostu potrzeb - pozwala rozłożyć koszty kapitałowe w czasie. U Western Digital opłaca się kupić JBOD ze wszystkimi 60 dyskami - jest to znacznie tańsze. Można jednak również nabyć częściowo wypełnione: minimalna konfiguracja Ultastar Data60 to 24 nośniki.
Dlaczego 24? Odpowiedź jest prosta: aerodynamika. „Złoty standard” JBOD 4U / 60 x 3.5” utrzymał się w branży z praktycznych względów - rozsądne rozmiary urządzenia, organizacja dostępu, dobre chłodzenie. 60 dysków jest umieszczonych jako 5 rzędów po 12 HDD w każdym. Częściowe zapełnienie rzędów lub niedobór dysków w JBOD (na przykład tylko jeden rząd) prowadzi do pogorszenia odprowadzenia ciepła lub wręcz do odwrócenia przepływu powietrza w centralnym kanale — cechy konstrukcyjnej Ultastar Data60, jego wyróżniającej cechy.
W swoich JBOD WD wykorzystuje technologię wentylacji dysków ArcticFlow, starannie zaprojektowaną i dopracowaną. Wszystko dla HDD — dla ich wydajności, trwałości i bezpieczeństwa danych.
Istota ArcticFlow polega na utworzeniu za pomocą wentylatorów dwóch niezależnych strumieni powietrza: frontalny chłodzi przednie rzędy nośników, a powietrze dostające się przez wewnętrzny kanał powietrzny w głąb obudowy, jest wykorzystywane do wentylacji dysków w tylnej strefie JBOD.
Jest zrozumiałe, dlaczego dla efektywnej pracy ArcticFlow należy monitorować wypełnienie wolnych komór. W minimalnej konfiguracji z 24 dyskami, układ w Ultastar Data60 powinien zaczynać się od tylnej strefy.
W konfiguracji z 12 nośnikami, nie napotykając oporu, który powinna stwarzać podwójna konfiguracja, strumień powietrza wychodzący z JBOD ponownie trafia przez przednią strefę do systemu chłodzenia.
Istnieje sposób na poprawę sytuacji — o tym dalej.
O hybrydyzacji
Należy od razu przyjąć jako aksjomat, że przeznaczeniem JBOD jest skalowalne przechowywanie danych. Z tego wynika: używajmy go do populacji jednorodnych urządzeń. Z myślą o tym, aby w przyszłości osiągnąć projektową pojemność przechowywania, wypełniając wszystkie komory.
A co z SSD? Najlepszym (i właściwym) rozwiązaniem jest budowa oddzielnej wydajnej przestrzeni dyskowej na JBOF. Twarde dyski są tam bardziej komfortowe. Jednocześnie Ultastar Data60 dopuszcza również instalację pamięci flash. Zanim przystąpimy do hybrydyzacji JBOD, warto najpierw rozważyć wszystkie „za” — wybrać SSD z listy zgodnych (w przeciwieństwie do HDD, sytuacja ze wsparciem SSD jest pełna niuansów). Będzie też trzeba zainwestować w mocowanie dysków 2,5-calowych w komorach 3,5-calowych.
Pojedyncze urządzenia SSD należy umieszczać w tylnej strefie JBOD, zamykając nieużywane komory specjalnymi zatyczkami — Drive Blanks. To blokuje swobodny przepływ chłodzącego powietrza, aby, jak wspomniano powyżej, zapobiec jego recyrkulacji.
Wszystkim dozwolone jest zainstalowanie nie więcej niż 24 dysków SSD w obudowie Ultastar Data60. W każdym przypadku powinny to być ostatnie rzędy tylnej strefy.
Dlaczego 24? Wydzielanie ciepła z dysków SSD jest wyższe niż w przypadku podobnych parametrów HDD, dlatego podwójne układy dysków o różnej naturze nośników nie będą skutecznie chłodzone przez ArcticFlow. A odprowadzanie ciepła stanie się czynnikiem ryzyka dla eksploatacji JBOD.
Warto zauważyć, że za pomocą Drive Blanks można zmniejszyć efekt recyrkulacji gorącego powietrza. Konfiguracja JBOD z 12 HDD będzie chłodzona lepiej, jeśli puste komory będą zamknięte zatyczkami. Producent nie wspomniał o tym triku, ale prawo do eksperymentów zawsze leży po naszej stronie. Swoją drogą, WD nie zabrania wypełnienia 12-dyskowego, choć nie zaleca tego.
Wnioski praktyczne
Nawet powierzchowne zapoznanie się z aerodynamiką JBOD daje wyobrażenie, że dla niezawodnego działania pamięci masowej lepiej polegać na doświadczeniu i zaleceniach producenta. Procesy zachodzące wewnątrz kosza dyskowego wymagają podstawowych badań. Lekceważenie zdobytej wiedzy grozi problemami, które przy pojemnościach rzędu setek terabajtów mogą być odczuwalne na każdym poziomie.
Wiadomo, jak pisane są przepisy wojskowe. Coś podobnego dzieje się z architekturą JBOD. Jeśli rozwiązania z niedawnej przeszłości miały wady związane z układem, w którym interfejs znajdował się w strefie 'wyrzutu', zdmuchiwany gorącym powietrzem, to dziś Ultastar Data60 pozbawione jest tej wady. Wszystkie pozostałe zabiegi konstrukcyjne to po prostu technologiczne cuda. Tak właśnie należy to postrzegać.
Źródło: habr.com
