{"id":36005,"date":"2019-10-31T22:09:06","date_gmt":"2019-10-31T19:09:06","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/otkazoustojchivost-v-shd-qsan\/"},"modified":"2019-10-31T22:09:06","modified_gmt":"2019-10-31T19:09:06","slug":"otkazoustojchivost-v-shd-qsan","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/administrirovanie\/otkazoustojchivost-v-shd-qsan","title":{"rendered":"Alta disponibilidade no armazenamento Qsan","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Hoje, na infraestrutura de TI, com o uso generalizado da virtualiza\u00e7\u00e3o, os sistemas de armazenamento de dados s\u00e3o o n\u00facleo que armazena todas as m\u00e1quinas virtuais. A falha deste n\u00f3 pode interromper completamente a opera\u00e7\u00e3o do centro de computa\u00e7\u00e3o. Embora uma parte consider\u00e1vel do hardware do servidor tenha algum tipo de resist\u00eancia a falhas 'por padr\u00e3o', devido ao papel especial do armazenamento de dados nos data centers, h\u00e1 exig\u00eancias mais elevadas quanto \u00e0 sua 'resili\u00eancia'.<\/p>\n

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\"Alta
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O m\u00e9todo mais eficaz de garantir a resili\u00eancia em TI \u00e9 o uso de v\u00e1rias inst\u00e2ncias de hardware e software (no seu n\u00edvel mais simples, duplica\u00e7\u00e3o). Claro, o armazenamento de dados pode ser completamente duplicado. Para recupera\u00e7\u00e3o de desastres, esse \u00e9 exatamente o tipo de abordagem que \u00e9 utilizada. No entanto, essa solu\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 vi\u00e1vel para todas as empresas. N\u00e3o se trata apenas do custo dobrado do hardware, mas tamb\u00e9m de outros custos associados \u00e0 organiza\u00e7\u00e3o desta solu\u00e7\u00e3o e ao seu suporte futuro. <\/p>\n

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No entanto, a possibilidade de duplicar o hardware n\u00e3o elimina a necessidade de garantir a resili\u00eancia no n\u00edvel dos componentes. Em particular, nos sistemas de armazenamento de dados, a redund\u00e2ncia \u00e9 aplicada a unidades de alimenta\u00e7\u00e3o, m\u00f3dulos de resfriamento, dispositivos de armazenamento e, claro, controladores. Tudo isso j\u00e1 se tornou uma norma h\u00e1 muito tempo. \u00c9 dif\u00edcil encontrar um sistema de armazenamento de dados sem esse tipo de design. Qsan <\/a><\/noindex>Aqui n\u00e3o \u00e9 uma exce\u00e7\u00e3o. Mas sobre o que queremos discutir neste artigo s\u00e3o os aspectos que n\u00e3o s\u00e3o imediatamente vis\u00edveis e que s\u00e3o principalmente voltados para aumentar a resili\u00eancia do sistema como um todo.<\/p>\n

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M\u00f3dulos de resfriamento<\/h3>\n

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Muito frequentemente, em Armazenamento em Bloco <\/a><\/noindex>com caixas de 2U-3U, s\u00e3o utilizados m\u00f3dulos combinados que re\u00fanem unidades de alimenta\u00e7\u00e3o e ventiladores. Por um lado, isso \u00e9 conveniente, pois \u00e9 necess\u00e1rio apenas realizar a manuten\u00e7\u00e3o de um \u00fanico bloco. Por outro lado, se o sistema de resfriamento falhar, a unidade de alimenta\u00e7\u00e3o pode ser desligada para evitar superaquecimento. Embora isso n\u00e3o pare\u00e7a uma situa\u00e7\u00e3o cr\u00edtica, claramente n\u00e3o vale a pena adicionar vulnerabilidades ao sistema de armazenamento de dados.<\/p>\n

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O resfriamento no armazenamento Qsan \u00e9 organizado em m\u00f3dulos separados com substitui\u00e7\u00e3o a quente, independentes das fontes de alimenta\u00e7\u00e3o. Cada bloco de alimenta\u00e7\u00e3o possui seus pr\u00f3prios ventiladores, destinados a resfriar os pr\u00f3prios blocos de pot\u00eancia. O m\u00f3dulo de resfriamento cont\u00e9m dois ventiladores independentes que se protegem mutuamente. Existem dois desses m\u00f3dulos no armazenamento: \u00e0 direita e \u00e0 esquerda \u2013 para uma ventila\u00e7\u00e3o eficaz de todos os componentes. Se um dos ventiladores falhar, os demais automaticamente aumentam sua rota\u00e7\u00e3o para compensar a falta de fluxo de ar formada. Por isso, uma falha de ventilador n\u00e3o representa um risco de superaquecimento para todo o dispositivo.<\/p>\n

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Topologia de conex\u00e3o dos racks de expans\u00e3o<\/h3>\n

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O esquema cl\u00e1ssico de conex\u00e3o racks de expans\u00e3o<\/a><\/noindex> ao armazenamento se refere a uma topologia chamada cascata. Nesse caso, os controladores do rack e do armazenamento est\u00e3o conectados entre si por um \u00fanico cabo SAS. Isso resulta em 2 cabos para um sistema com dois controladores. Se for necess\u00e1rio conectar um segundo, ele \u00e9 conectado da mesma forma ao primeiro rack. E assim por diante. O ponto positivo dessa topologia \u00e9 a simplicidade de implementa\u00e7\u00e3o no hardware. O ponto negativo \u00e9 a vulnerabilidade em rela\u00e7\u00e3o a uma interrup\u00e7\u00e3o repentina da cadeia SAS devido \u00e0 falha cruzada entre controladores desconectados entre si e racks, ou devido ao corte de energia de um dos racks de expans\u00e3o no meio da cadeia. O resultado ser\u00e1 a perda de acesso a parte dos dispositivos e poss\u00edvel desagrega\u00e7\u00e3o do grupo RAID, se ele estiver \"espalhado\" por v\u00e1rios chassis.<\/p>\n

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Para proteger contra a falha cruzada dos controladores, a Qsan possui uma prote\u00e7\u00e3o na forma de uma conex\u00e3o l\u00f3gica interna entre os controladores atrav\u00e9s do backplane do armazenamento. Ou seja, o controlador do armazenamento v\u00ea n\u00e3o apenas o controlador JBOD, diretamente conectado a ele, mas tamb\u00e9m o controlador \"vizinho\" atrav\u00e9s de um link especial no backplane. Como resultado, se acontecer uma situa\u00e7\u00e3o assim e ningu\u00e9m puxar fisicamente os cabos SAS entre o armazenamento e o rack, o acesso a todos os dispositivos ser\u00e1 mantido.<\/p>\n

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Para proteger contra a quebra da cadeia SAS, por exemplo, devido ao corte de energia do rack de expans\u00e3o, geralmente \u00e9 utilizada uma outra topologia de conex\u00e3o \u2013 cascata reversa. Nesse caso, o armazenamento \u00e9 conectado imediatamente ao primeiro e ao \u00faltimo rack na cadeia, obtendo acesso aos dispositivos de ambos os lados.<\/p>\n

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Se voc\u00ea deseja uma prote\u00e7\u00e3o mais robusta, \u00e9 poss\u00edvel criar configura\u00e7\u00f5es mais complexas, utilizando, por exemplo, uma topologia em \u00e1rvore. Ou ainda complicar mais com a combina\u00e7\u00e3o das topologias mencionadas. Isso \u00e9 vi\u00e1vel devido ao grande n\u00famero de conectores SAS nos dispositivos (2 em cada controlador de armazenamento e 5 em cada controlador de JBOD) com detec\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica dos modos de opera\u00e7\u00e3o. O principal \u00e9 que o pr\u00f3prio administrador n\u00e3o se confunda. E a solu\u00e7\u00e3o de armazenamento saber\u00e1 como configurar corretamente a configura\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Rebuild r\u00e1pido<\/h3>\n

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A presen\u00e7a de discos reserva de substitui\u00e7\u00e3o a quente (hot spare) no sistema aumenta significativamente a confiabilidade do armazenamento de informa\u00e7\u00f5es. No entanto, o simples fato de designar esses discos n\u00e3o garante prote\u00e7\u00e3o absoluta. Isso porque o processo de recupera\u00e7\u00e3o (rebuild) \u00e9 bastante trabalhoso e muitas vezes prolongado. O esfor\u00e7o \u00e9 causado pelo acesso cont\u00ednuo aos dados principais. Ou seja, o sistema, al\u00e9m de realizar suas fun\u00e7\u00f5es atuais, tamb\u00e9m deve copiar os dados para o novo disco. E a dura\u00e7\u00e3o do rebuild depende diretamente da capacidade do dispositivo e de suas caracter\u00edsticas de velocidade. Como o sistema n\u00e3o tem conhecimento do espa\u00e7o realmente ocupado nos discos, durante o rebuild ele copia tudo: bloco por bloco. <\/p>\n

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Como resultado, a recupera\u00e7\u00e3o de um disco moderno com grande capacidade acima de 10 TB sob uma carga significativa no armazenamento pode levar facilmente uma semana ou mais. Tamb\u00e9m \u00e9 importante considerar que, durante o rebuild, a probabilidade de falha de outros dispositivos aumenta devido \u00e0 carga adicional sobre eles. Isso j\u00e1 pode representar um s\u00e9rio perigo em caso de uso, por exemplo, de RAID5.<\/p>\n

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Como solu\u00e7\u00e3o para esse problema, muitos desenvolvedores de armazenamento se preocuparam em acelerar o processo de recupera\u00e7\u00e3o. Para isso, diferentes abordagens podem ser aplicadas, mas a ess\u00eancia \u00e9 uma \u2013 a c\u00f3pia durante o rebuild apenas dos blocos realmente ocupados. A Qsan tamb\u00e9m se importou com esse problema. No armazenamento desse fornecedor, com a op\u00e7\u00e3o ativada, Rebuild R\u00e1pido<\/a><\/noindex> o sistema monitora os blocos utilizados para grava\u00e7\u00e3o, permitindo que, em caso de falha de um disco, copie apenas esses para o novo dispositivo.<\/p>\n

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A op\u00e7\u00e3o Fast Rebuild n\u00e3o est\u00e1 ativada por padr\u00e3o ao criar novos volumes, pois seu uso impacta o desempenho, especialmente durante opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria, por causa de:<\/p>\n

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  1. \u00c9 necess\u00e1rio fazer o rastreamento das grava\u00e7\u00f5es nos blocos;<\/li>\n
  2. Durante a reconstru\u00e7\u00e3o, n\u00e3o h\u00e1 rec\u00e1lculo das checksums para o espa\u00e7o n\u00e3o ocupado, portanto, ao gravar novamente nesta \u00e1rea, \u00e9 necess\u00e1rio primeiro \"inicializ\u00e1-la\".<\/li>\n<\/ol>\n

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    Portanto, n\u00e3o \u00e9 recomend\u00e1vel usar Fast Rebuild para volumes, por exemplo, com bancos de dados de alta carga ou em sistemas de videovigil\u00e2ncia, onde o volume, de qualquer forma, ser\u00e1 preenchido em 100%. J\u00e1 para servidores de arquivos ou de e-mail, essa op\u00e7\u00e3o ser\u00e1 bastante \u00fatil.<\/p>\n

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    Em conclus\u00e3o<\/h2>\n

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    Cada fabricante de armazenamento em rede assume que seus dispositivos s\u00e3o confi\u00e1veis. E se n\u00e3o houver falhas fatais durante o desenvolvimento dos dispositivos e uma incr\u00edvel avareza no processo de sua produ\u00e7\u00e3o e testes, no geral, pode-se concordar com o fornecedor. No entanto, \u00e9 preciso entender: <\/p>\n

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