Kiedy firma operuje dużymi danymi, jednostka pamięci nie staje się pojedynczym dyskiem, ale zestawem dysków, ich kombinacją, sumą wymaganej objętości. Należy nim zarządzać jako integralną całością. Logikę skalowania pamięci masowej za pomocą agregatów wielkoblokowych dobrze opisano na przykładzie JBOD – zarówno jako formatu łączenia dysków, jak i jako urządzenia fizycznego.
Infrastrukturę dyskową można skalować nie tylko „w górę” poprzez kaskadowanie JBODów, ale także „do wewnątrz” przy użyciu różnych scenariuszy napełniania. Przyjrzyjmy się, jak to działa na przykładzie Western Digital Ultastar Data60.
O wypełnieniu
JBOD to odrębna klasa sprzętu serwerowego przeznaczona do gęstego rozmieszczania dysków, z wielokanałowym dostępem do nich przez hosty zarządzające za pośrednictwem SAS. Producenci JBOD sprzedają je jako dyski puste, częściowo lub całkowicie zatkane – w zależności od tego, jak wybierzesz. Stopniowe zapełnianie pamięci dyskowej w miarę wzrostu zapotrzebowania pozwala na rozłożenie kosztów kapitałowych w czasie. Opłaca się kupić JBOD ze wszystkimi 60 dyskami od Western Digital - jest znacznie taniej. Ale możesz też wziąć częściowo wypełniony: minimalna konfiguracja Ultastar Data60 to 24 dyski.
Dlaczego 24? Odpowiedź jest prosta: aerodynamika. „Złoty standard” JBOD 4U / 60 x 3.5” zakorzenił się w branży ze względów praktycznych – rozsądny rozmiar urządzenia, dostępność, dobre chłodzenie. 60 dysków ułożonych jest w 5 rzędach po 12 dysków twardych każdy. Częściowo wypełnione rzędy lub brak dysków w JBOD (na przykład tylko jeden rząd) prowadzą do słabego odprowadzania ciepła lub nawet odwrotnego przepływu powietrza w kanale centralnym - cecha konstrukcyjna Ultastar Data60, jego cecha wyróżniająca.
W swoich JBODach firma WD wykorzystuje technologię rozdmuchu dyskowego ArcticFlow, starannie modelowaną i zweryfikowaną. Wszystko dla dysków twardych — ze względu na ich wydajność, trwałość i bezpieczeństwo danych.
Istota ArcticFlow sprowadza się do tworzenia dwóch niezależnych strumieni powietrza za pomocą wentylatorów: przedni chłodzi przednie rzędy dysków, a powietrze wpadające wewnętrznym korytarzem powietrznym w głąb obudowy służy do nadmuchu napędów w tylnym JBOD strefa.
Jasne jest, dlaczego aby ArcticFlow mógł działać skutecznie, konieczne jest zapewnienie wypełnienia pustych przedziałów. W minimalnej konfiguracji 24 dysków rozmieszczenie w Ultastar Data60 należy rozpocząć od tylnej strefy.
W konfiguracji z 12 dyskami, bez napotykania oporu, jaki tworzyłby układ dwurzędowy, przepływ powietrza opuszczający JBOD przepływa z powrotem przez strefę przednią do układu chłodzenia.
Jest sposób na poprawę sytuacji – o tym później.
O hybrydowości
Warto od razu przyjąć jako aksjomat, że celem JBOD jest skalowane przechowywanie danych. Wniosek z tego jest taki: używamy go dla populacji jednorodnych urządzeń. Mając na celu ostatecznie osiągnięcie projektowanej objętości składowania, wypełnienie wszystkich przegródek.
A co z dyskami SSD? Najlepszym (i poprawnym) rozwiązaniem jest zbudowanie osobnej, wysokowydajnej pamięci masowej na JBOF. Półprzewodnikowe są tam wygodniejsze. Jednocześnie Ultastar Data60 umożliwia instalację dysków flash. Zanim przystąpisz do hybrydyzacji JBOD, powinieneś najpierw rozważyć zalety - wybrać dysk SSD z listy kompatybilnych (w przeciwieństwie do HDD, sytuacja z obsługą dysków SSD jest pełna niuansów). Będziesz także musiał wydać pieniądze na montaż dysków 2,5-calowych w zatokach 3,5-calowych.
Pojedyncze urządzenia SSD należy umieścić w tylnej strefie JBOD, zamykając nieużywane przegródki specjalnymi zatyczkami – Drive Blanks. Blokuje to swobodny przepływ powietrza chłodzącego i, jak stwierdzono powyżej, zapobiega jego recyrkulacji.
W obudowie Ultastar Data24 można zainstalować maksymalnie 60 dyski SSD. W każdym razie powinny to być ostatnie rzędy tylnej strefy.
Dlaczego 24? Rozpraszanie ciepła dysków półprzewodnikowych jest wyższe niż podobne właściwości dysków twardych, z tego powodu wielorzędowy układ dysków z różnymi rodzajami nośników nie będzie skutecznie dmuchany przez ArcticFlow. Rozpraszanie ciepła stanie się czynnikiem ryzyka dla działania JBOD.
Warto w tym miejscu zaznaczyć, że stosując Drive Blanks można ograniczyć efekt recyrkulacji gorącego powietrza. Układ JBOD z 12 dyskami twardymi będzie lepiej chłodził, jeśli puste przegródki zostaną zakryte wtyczkami. Producent nie wspomniał ani słowem o takim triku, ale prawo do eksperymentowania zawsze mamy. Nawiasem mówiąc, WD nie zabrania napełniania 12 płyt, chociaż tego nie zaleca.
Wnioski praktyczne
Nawet powierzchowna znajomość aerodynamiki JBOD daje wyobrażenie, że dla niezawodnej pracy magazynu lepiej jest polegać na doświadczeniu i zaleceniach dewelopera. Procesy zachodzące wewnątrz klatki dyskowej wymagają fundamentalnych badań. Zaniedbanie zdobytej wiedzy jest obarczone problemami, które są pod każdym względem wrażliwe na pojemność setek terabajtów.
Wiadomo, jak napisane są przepisy wojskowe. Coś podobnego dzieje się z architekturą JBOD. Jeśli rozwiązania z niedawnej przeszłości cierpiały na układ, w którym część interfejsu znajdowała się w strefie „wydechu”, przedmuchanej gorącym powietrzem, dziś Ultastar Data60 jest wolny od tej wady. Wszystkie inne odkrycia projektowe są po prostu cudem technologicznym. Tak należy to traktować.
Źródło: www.habr.com