Tema redundanței în sistemele de stocare a datelor este întotdeauna actuală, deoarece în epoca noastră de virtualizare și consolidare a resurselor, SCD reprezintă acel link al cărui eșec va conduce nu doar la o avarie obișnuită, ci și la opriri prelungite ale serviciilor. Prin urmare, modernele SCD includ o mulțime de componente duplicate (până la controlere). Dar, este oare suficientă o astfel de protecție?
Toți furnizorii, enumerând caracteristicile SCD, menționează întotdeauna redundanța înaltă a soluțiilor lor, adăugând neapărat termenul "fără punct unic de defectare". Hai să ne uităm mai atent la un sistem tipic de stocare a datelor. Pentru a exclude oprirea în timpul întreținerii, în SCD sunt duplicate unitățile de alimentare, modulele de răcire, porturile de intrare/ieșire, unitățile de stocare (ne referim aici la RAID) și, desigur, controlerele. Dacă ne uităm atent la această arhitectură, putem observa, cel puțin, două puncte potențiale de defectare de care se tace cu modestie:
- Prezența unui singur backplane
- Prezența unei singure copii a datelor
Backplane-ul este un dispozitiv tehnic complex, care este supus unor teste serioase în timpul producției. De aceea, cazurile în care acesta se defectează complet sunt extrem de rare. Totuși, chiar și în cazul unor probleme parțiale, precum un slot de stocare nefuncțional, va necesita înlocuirea sa cu o oprire completă a SCD-ului.
Crearea mai multor copii ale datelor nu reprezintă, la prima vedere, o problemă. De exemplu, funcționalitatea Clone în SCD, care permite actualizarea periodică a unei copii complete a datelor, este destul de răspândită. Totuși, în cazul unor probleme cu același backplane, copia va fi la fel de inaccesibilă ca și originalul.
O soluție evidentă pentru a depăși aceste dezavantaje este replicarea către un alt sistem de stocare. Dacă ignorăm dublarea costurilor echipamentului (deși presupunem că cei care aleg această soluție gândesc rațional și iau în considerare acest aspect din timp), mai rămân unele cheltuieli pentru organizarea replicării sub formă de licențe, software și hardware suplimentar. Și, cel mai important, va fi necesar să asigurăm într-un fel consistența datelor replicate. Adică, să construim un virtualizator de sistem de stocare/vSAN/etc., ceea ce necesită, de asemenea, resurse financiare și temporale.
în crearea sistemelor sale de High Availability, scopul a fost să elimine dezavantajele menționate mai sus. Astfel, a apărut interpretarea tehnologiei Shared Nothing, care în traducere liberă înseamnă „fără utilizarea dispozitivelor comune”.
Conceptul architecture reprezintă utilizarea a două noduri independente (controlere), fiecare având propriul set de date. Între noduri se realizează replicarea sincronă prin intermediul interfeței InfiniBand 56G, complet transparentă pentru software-ul care rulează deasupra sistemului de stocare. Drept urmare, nu este necesară utilizarea virtualizatoarelor de sistem de stocare, agenților software etc.
Soluția fizică cu două noduri de la AccelStor poate fi realizată în două modele:
- – bazată pe servere Twin într-un carcasă de 2U, dacă se solicită o performanță moderată și capacitate de până la 22TB;
- – bazată pe servere separate de 2U, dacă se dorește o performanță înaltă și o capacitate mare (până la 57TB).
Modelul H510 bazat pe server Twin
Modelul H710 bazat pe servere separate
Utilizarea diferitelor formate este determinată de necesitatea unui număr diferit de SSD-uri pentru a atinge volumul și performanța dorite. În plus, platforma Twin este mai ieftină și permite oferirea de soluții mai accesibile din punct de vedere financiar, chiar dacă există un anumit „dezavantaj” convențional sub forma unui backplane unic. Tot restul, inclusiv principiile de funcționare, pentru ambele modele este complet identic.
Setul de date de la fiecare nod are două grupuri , plus 2 hot spare. Fiecare grup este capabil să reziste defectării unui SSD. Toate cererile de scriere către nod sunt conform FlexiRemap reorganizează datele în secvențe de blocuri de 4KB, care sunt apoi scrise pe SSD în cel mai confortabil mod pentru acestea (scriere secvențială). Confirmarea scrierii către gazdă este emisă doar după plasarea fizică a datelor pe SSD, adică fără stocare în RAM. Drept urmare, se obține o performanță impresionantă de până la 600K IOPS la scriere și 1M+ IOPS la citire (modelul H710).
Așa cum s-a menționat anterior, sincronizarea seturilor de date are loc în timp real prin intermediul interfeței InfiniBand 56G, care oferă lățimi de bandă ridicate și latențe scăzute. Pentru a folosi cât mai eficient canalul de comunicare în timpul transferului de pachete mici. Deoarece canalul de comunicare este unic, pentru o verificare suplimentară a stării se utilizează un link dedicat de 1GbE. Prin intermediul acestuia se transmite doar semnalul heartbeat, astfel că nu sunt impuse cerințe privind caracteristicile de viteză.
În cazul în care capacitatea sistemului este crescută (până la 400+ TB) prin acestea sunt, de asemenea, conectate în perechi pentru a respecta conceptul de „fără punct unic de defectare”.
Pentru o protecție suplimentară a datelor (în afară de faptul că AccelStor are deja două copii) este utilizat un algoritm special de comportament în cazul în care un SSD eșuează. Dacă SSD-ul se defectează, nodul va începe reconstruirea datelor pe unul dintre driverele hot spare. Grupul FlexiRemap, aflat în stare degradată, va trece în modul read only. Acest lucru se face pentru a exclude interferențele între operațiunile de scriere și reconstruire pe discul de rezervă, ceea ce, în cele din urmă, accelerează procesul de recuperare și reduce timpul în care sistemul este potențial vulnerabil. La finalizarea reconstruirii, nodul revine la modul normal de lucru read-write.
Desigur, ca și în cazul altor sisteme, performanța generală scade în timpul reconstruirii (deoarece o grupă FlexiRemap nu funcționează la scriere). Dar procesul de recuperare se desfășoară cât mai repede posibil, ceea ce diferențiază sistemele AccelStor de soluțiile altor furnizori.
O altă caracteristică utilă a tehnologiei Nothing Shared în arhitectura nodurilor este funcționarea lor în așa-numitul mod true active-active. Spre deosebire de arhitectura „clasică”, unde un volum/pool este deținut de un singur controler, iar celălalt efectuează doar operațiuni de intrare/ieșire, în sistemele fiecare nod funcționează cu propriul set de date și nu transmite cereri „vecinului”. Ca urmare, performanța generală a sistemului crește datorită procesării paralele a cererilor de intrare/ișire de către noduri și accesului la stocare. De asemenea, conceptul de failover este practic inexistent, deoarece nu este nevoie să se transfere controlul asupra volumelor către un alt nod în cazul unei defecțiuni.
Dacă comparăm tehnologia Nothing Shared a arhitecturii cu o replicare completă a sistemului de stocare, aceasta va părea, la prima vedere, puțin inferioară unei implementări complete de disaster recovery în termeni de flexibilitate. Acest lucru este valabil mai ales în ceea ce privește organizarea unei linii de comunicație între sistemele de stocare. Astfel, în modelul H710 este posibil să se disperseze nodurile pe o distanță de până la 100 m prin utilizarea cablurilor optice active InfiniBand, care nu sunt tocmai ieftine. Dar chiar și comparativ cu o implementare obișnuită a replicării sincrone de către alți furnizori prin Fibre Channel accesibil, soluția de la AccelStor va fi mai ieftină și mai ușor de instalat/exploatat, deoarece nu este necesară instalarea virtualizatorilor pentru sistemele de stocare și/sau integrarea cu software-ul (ceea ce nu este întotdeauna posibil în principiu). Plus, să nu uităm că soluțiile AccelStor sunt matrice All Flash cu o performanță superioară celor „clasice” SSD only.
Prin utilizarea tehnologiei Nothing Shared de la AccelStor, se poate obține disponibilitatea sistemului de stocare de 99.9999% la un cost rezonabil. Împreună cu fiabilitatea ridicată a soluției, inclusiv prin utilizarea a două copii de date, și o performanță impresionantă datorită algoritmilor proprietari , soluțiile de la sunt candidați excelenți pentru poziții esențiale în construirea unui centru de date modern.
Sursa: habr.com
