Tema odpornosti na napake v sistemih za shranjevanje podatkov je vedno aktualna, saj v dobi množične virtualizacije in konsolidacije virov predstavljajo SČD tisti element, katerega okvara ne bo povzročila zgolj običajne napake, temveč dolgotrajno ustavitev storitev. Zato sodobne SČD vsebujejo vrsto podvojenih komponent, vključno z nadzorniki. Je taka zaščita dovolj?
Vse blagovne znamke, ko navajajo značilnosti SČD, nujno omenjajo visoko odpornost na napake svojih rešitev, pogosto dodajajo termin „brez enotne točke odpovedi“. Poglejmo podrobneje tipično shranjevalno napravo. Da bi preprečili ustavljanje pri vzdrževanju, so v SČD podvojeni napajalniki, hladilni moduli, vhodi/izhodi, shranjevalniki (mišljeno je RAID) in seveda nadzorniki. Če se pozorno ozremo na to arhitekturo, lahko opazimo vsaj dve potencialni točki odpovedi, o katerih se skromno molči:
- Prisotnost enega samega backplaina
- Prisotnost ene kopije podatkov
Backplane je tehnično kompleksna naprava, ki se pri proizvodnji nujno podvrže temeljitemu testiranju. Zato so primeri, ko pride do popolne okvare, izjemno redki. Vendar pa bo tudi v primeru delnih napak, kot je nefunkcionalna reža shranjevanja, potrebna zamenjava s popolnim izklopom SČD.
Ustvarjanje več kopij podatkov se na prvi pogled ne zdi problematično. Na primer, funkcionalnost Clone v SČD, ki omogoča redno posodabljanje celotne kopije podatkov, je precej razširjena. Vendar pa bo v primeru težav z istim backplaina kopija prav tako nedostopna kot izvirnik.
Dokonca očitno rešitev za premagovanje teh pomanjkljivosti je replikacija na drugo shranjevanje podatkov. Če zanemarimo pričakovano podvojitev stroškov strojne opreme (vsaj predpostavljamo, da so ljudje, ki izberejo to rešitev, razumevajoči in sprejmejo ta dejavnik vnaprej), ostajajo še nadaljnji stroški za organizacijo replikacije v obliki licenc, dodatne programske in strojne opreme. In predvsem – potrebno bo kakorkoli zagotoviti doslednost repliciranih podatkov. T.j. zgraditi virtualizator shranjevanja podatkov/vSAN/itd., kar prav tako zahteva finančne in časovne vire.
Pri ustvarjanju svojih sistemov za visoko razpoložljivost smo si zadali cilj, da se znebimo zgoraj omenjenih pomanjkljivosti. Tako se je pojavila interpretacija tehnologije Shared Nothing, kar v prostem prevodu pomeni 'brez uporabe skupnih naprav'.
Koncept Arhitektura predstavlja uporabo dveh neodvisnih enot (kontrolerjev), od katerih ima vsaka svoj niz podatkov. Med enotama poteka sinhrona replikacija preko vmesnika InfiniBand 56G povsem transparentno za programsko opremo, ki deluje nad sistemom shranjevanja. Posledično ni potrebno uporabljati virtualizatorjev shranjevanja podatkov, programske agente itd.
Fizično dvonodovno rešitev AccelStor je mogoče izvajati v dveh modelih:
- — na osnovi Twin strežnikov v ohišju 2U, če so potrebni zmerni zmogljivosti in kapaciteta do 22TB;
- — na osnovi ločenih 2U strežnikov, če so potrebne visoke zmogljivosti in večja kapaciteta (do 57TB).
Model H510 na osnovi Twin strežnika
Model H710 na osnovi ločenih strežnikov
Uporaba različnih oblik faktorjev je posledica potrebe po različno številu SSD-jev za dosego želenega obsega in zmogljivosti. Poleg tega je Twin platforma cenejša in omogoča ponudbo cenovno dostopnejših rešitev, čeprav z nekim pogojnim 'pomanjkljivostjo' v obliki enotnega bəkplejna. Vse drugo, vključno s principi delovanja, je pri obeh modelih popolnoma identično.
Nabor podatkov pri vsaki enoti ima dve skupini , plus 2 hot spare. Vsaka skupina je sposobna prenesti okvaro enega SSD-ja. Vse dohodne zahteve za zapis enota v skladu s FlexiRemap preoblikuje v zaporedne nize s bloki 4KB, ki se nato zapisujejo na SSD v njim najbolj prijaznem načinu (sekvenčni zapis). Potrditev zapisa gostitelju se izda šele po fizičnem položaju podatkov na SSD, torej brez predpomnjenja v RAM. Rezultat je precej impresivna zmogljivost do 600K IOPS pri zapisu in 1M+ IOPS pri branju (model H710).
Kot že omenjeno, sinhronizacija podatkovnih nizov poteka v realnem času prek vmesnika InfiniBand 56G, ki se ponaša z visoko prepustnostjo in nizkimi zakasnitvami. Da bi kar najbolje izkoristili komunikacijski kanal pri prenosu majhnih paketov. Ker je komunikacijski kanal en, se za dodatno preverjanje pulza uporablja namenski 1GbE povezava. Preko nje se prenaša le heartbeat, zato ni zahtev glede hitrostnih karakteristik.
V primeru povečanja zmogljivosti sistema (do 400+ TB) s pomočjo se prav tako povezujejo v parih, da se ohrani koncept »brez enotne točke odpovedi«.
Za dodatno zaščito podatkov (poleg tega, da ima AccelStor že dve kopiji) se uporablja poseben algoritem obnašanja v primeru odpovedi katerega koli SSD. Če SSD odpove, začne vozlišče ponovno graditi podatke na enega od hot spare enot. Skupina FlexiRemap, ki je v stanju degraded, preide v način read only. To se stori, da se prepreči interakcija zapisovalnih operacij in obnovitve na rezervni disk, kar na koncu pospeši postopek obnove in skrajša čas, ko je sistem potencialno ranljiv. Po končanju obnove se vozlišče ponovno vrne v normalni način delovanja read-write.
Seveda, kot pri vseh sistemih, se med obnovo zmanjša skupna zmogljivost (saj ena od skupin FlexiRemap ne deluje za zapis). Vendar pa se sam postopek obnove odvija kar najhitreje, kar izstopa AccelStorove sisteme v primerjavi z rešitvami drugih ponudnikov.
Še ena koristna lastnost tehnologije Nothing Shared je arhitektura dela vozlišč v tako imenovanem načinu true active-active. V nasprotju s 'klasično' arhitekturo, kjer ima določen volumen/pool le en krmilnik, drugi pa preprosto izvaja operacije vnosa/izvoza, v sistemih Vsaka vozlišča deluje s svojim naborom podatkov in ne prenaša poizvedb »sosednji«. Zaradi tega se povečuje skupna zmogljivost sistema z obdelavo vhodno/izhodnih poizvedb in dostopom do pomnilnika hkrati. Prav tako dejansko ne obstaja pojem failover, saj prenašanje nadzora nad volumni na drugo vozlišče v primeru okvare preprosto ni potrebno.
Če primerjamo tehnologijo Nothing Shared arhitekture z vsebinskim podvajanjem SHR, se ta na prvi pogled nekoliko zaostaja za popolno implementacijo disaster recovery v prilagodljivosti. Še posebej to velja za organizacijo komunikacijske linije med shranjevalnimi sistemi. V modelu H710 je mogoče razporediti vozlišča na razdalji do 100m s pomočjo dragih aktivnih optičnih kablov InfiniBand. Toda tudi če primerjamo z običajno realizacijo sinhronizirane replikacije pri drugih ponudnikih preko dostopnega FibreChannel na še večje razdalje, se rešitev od AccelStor izkaže za cenejšo in enostavnejšo za namestitev/izkoriščanje, saj ni potrebno nameščati virtualizatorjev SHR in/ali izvajati integracijo s programsko opremo (kar ni vedno mogoče). Poleg tega ne smemo pozabiti, da so rešitve AccelStor All Flash sisteme z zmogljivostjo, ki presega običajne SHR z SSD le.
Z uporabo tehnologije Nothing Shared arhitekture od AccelStor je mogoče doseči dostopnost shranjevanja na ravni 99.9999 % po zelo razumni ceni. Skupaj z visoko zanesljivostjo rešitve, tudi zaradi uporabe dveh kopij podatkov, in impresivno zmogljivostjo zaradi patentiranih algoritmov, , rešitve od so odlični kandidati za ključne pozicije pri gradnji sodobnega podatkovnega centra.
Izvor: habr.com
