Hyrje
Sistemi informatik nga perspektiva e përdoruesit përcaktohet mirë në GOST RV 51987 - "sistemi i automatizuar, rezultati i funksionimit të të cilit është paraqitja e informacionit të daljes për përdorim të mëvonshëm". Nëse e shqyrtojmë strukturën e brendshme, në thelb çdo SI është një sistem algoritmesh të lidhura të realizuara në kod. Në kuptimin e gjerë të tezës së Turing-Church, algoritmi (dhe, për rrjedhojë, SI) realizon transformimin e një numri të caktuar të të dhënave hyrëse në një numër të caktuar të të dhënave dalëse.
Madje mund të thuhet se në transformimin e të dhënave hyrëse qëndron kuptimi i ekzistencës së sistemit informatik. Për pasojë, vlera e SI dhe e të gjithë kompleksit të SI përcaktohet përmes vlerës së të dhënave hyrëse dhe dalëse.
Nga kjo, projektimi duhet të fillojë dhe të marrë si bazë të dhënat, duke e përshtatur arkitekturën dhe metodat sipas strukturës dhe rëndësisë së të dhënave.
Të dhënat e ruajtura
Një nga fazat kyçe të përgatitjes për projektimin është marrja e karakteristikave të të gjitha grupeve të të dhënave, që parashikohen për përpunim dhe ruajtje. Këto karakteristika përfshijnë:
â VĂ«llimi i tĂ« dhĂ«nave;
â Informacioni rreth ciklit tĂ« jetĂ«s sĂ« tĂ« dhĂ«nave (rritja e tĂ« dhĂ«nave tĂ« reja, koha e jetĂ«s, pĂ«rpunimi i tĂ« dhĂ«nave tĂ« vjetra);
â Klasifikimi i tĂ« dhĂ«nave nga pikĂ«pamja e ndikimit nĂ« biznesin kryesor tĂ« kompanisĂ« (nĂ« triadĂ«n e konfidencialitetit, integritetit, disponueshmĂ«risĂ«) sĂ« bashku me treguesit financiarĂ« (p.sh., kostot e humbjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave nĂ« orĂ«n e fundit);
â Gjeografia e pĂ«rpunimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave (vendi fizik i sistemeve tĂ« pĂ«rpunimit);
â KĂ«rkesat e rregullatorĂ«ve pĂ«r secilĂ«n klasĂ« tĂ« dhĂ«nash (p.sh., FZ-152, PCI DSS).
Sistemet informative
Të dhënat jo vetëm që ruhen, por gjithashtu përpunohen (transformohen) nga sistemet informative. Hap i ardhshëm pas marrjes së karakteristikave të të dhënave është inventarizimi sa më të plotë të sistemeve informative, veçorive të tyre arkitektonike, varësive dhe kërkesave për infrastrukturë në njësi të katër llojeve të burimeve:
â Fuqia llogaritĂ«se e procesorĂ«ve;
â VĂ«llimi i kujtesĂ«s operative;
â KĂ«rkesat pĂ«r vĂ«llimin dhe performancĂ«n e sistemit tĂ« ruajtjes sĂ« tĂ« dhĂ«nave;
â KĂ«rkesat pĂ«r rrjetin e transferimit tĂ« tĂ« dhĂ«nave (kanalet e jashtme, kanalet midis pĂ«rbĂ«rĂ«sve tĂ« SI).
Kërkesat për këtë duhet të jenë për çdo shërbim/mikroshërbim në kuadër të SI.
Veçanërisht duhet të theksohet se për projektimin e saktë është e domosdoshme të jetë në dispozicion një informacion rreth ndikimit të SI në biznesin kryesor të kompanisë në formën e kostos së ndërprerjes së SI (rubla për orë).
Modeli i kërcënimeve
Duhen të jenë patjetër në dispozicion një model formal i kërcënimeve, nga të cilat planifikohet të mbrohen të dhënat/shërbimet. Ky model kërcënimesh përfshin jo vetëm aspektet e konfidencialitetit por gjithashtu të integritetit dhe disponueshmërisë. Pra, për shembull:
â DĂ«shtimi i serverit fizik;
â DĂ«shtimi i switch-it top-of-the-rack;
â Prishja e kanalit optik tĂ« komunikimit mes QendrĂ«s sĂ« tĂ« DhĂ«nave;
â DĂ«shtimi i sistemit tĂ« ruajtjes operative nĂ« tĂ«rĂ«si.
Në disa raste, modelet e kërcënimeve shkruhen jo vetëm për komponentët infrastruktural, por edhe për sistemet informative specifike ose për komponentët e tyre, si për shembull dështimi i DBMS me shkatërrimin logjik të strukturës së të dhënave.
Të gjitha zgjidhjet në kuadër të projektit për mbrojtjen kundër kërcënimeve të papërshkruara janë të panevojshme.
Kërkesat e rregullatorëve
Nëse të dhënat e përpunuara bien nën rregullat speciale, të vendosura nga rregullatorët, domosdoshmërisht kërkohet informacion mbi grupet e të dhënave dhe rregullat e përpunimit/ruajtjes.
Të dhënat e synuara RPO/RTO
Projektimi i çdo lloji të mbrojtjes kërkon ekzistencën e treguesve të humbjes së të dhënave dhe kohës synuese të rikuperimit të shërbimit për secilën nga kërcënimet e përshkruara.
Idealizisht, RPO dhe RTO duhet të kenë koston e asociuar të humbjes së të dhënave dhe ndërprerjes në njësi kohore.
Shkëputja në grupe burimesh
Pas mbledhjes së gjithë informacionit fillestar, hapi i parë është grumbullimi i grupeve të të dhënave dhe SI në grupe, sipas modeleve të kërcënimeve dhe kërkesave të rregullatorëve. Përcaktohet lloji i ndarjes së grupeve të ndryshme - në mënyrë programore në nivelin e softuerit sistemor ose fizikisht.
Shembuj:
â Konturi, qĂ« proceson tĂ« dhĂ«na personale, Ă«shtĂ« plotĂ«sisht fizikisht i ndarĂ« nga sistemet e tjera;
â Kopjet rezervĂ« ruhen nĂ« njĂ« sistem tĂ« veçantĂ« tĂ« ruajtjes.
Në këtë rast, grupimet mund të jenë me varësi të paplotë, për shembull, përcaktohen dy grupe burimesh llogaritëse (fuqia e procesorëve + kujtesa operative), të cilat përdorin një grup të vetëm të ruajtjes së të dhënave dhe një grup të vetëm burimesh të transferimit të të dhënave.
Fuqia llogaritëse
Nevojat abstracte për fuqinë e procesorëve të Qendrave të të Dhënave të Virtualizuara matet në numrin e procesorëve virtualë (vCPU) dhe faktorët e konsolidimit të tyre në procesorët fizikë (pCPU). Në këtë rast specifik, 1 pCPU = 1 bërthamë fizike procesori (pa marrë parasysh Hyper-Threading). Numri i vCPU përllogaritet gjithashtu për të gjithë grupet e caktuara të burimeve (secila prej të cilave mund të ketë faktor konsolidimi të saj).
Faktorët e konsolidimit për sistemet e ngarkuara janë të fituara përmes metodave empirike, në bazë të infrastrukturës ekzistuese, ose gjatë instalimeve pilot dhe testeve të ngarkesës. Për sistemet që nuk janë të ngarkuara aplikohen 'praktikat më të mira'. Në veçanti, VMware e paraqet një faktor mesatar prej 8:1.
Memoria RAM
Nevoja totale për memorie është thjesht shuma e saj. Përdorimi i mbi-shpërndarjes për memorien nuk rekomandohet.
Burimet e ruajtjes
Kërkesat për burime ruajtjeje rezultojnë nga thjesht shuma e të gjithë grupeve sipas kapacitetit dhe performancës.
Kërkesat për performancë shprehen në IOPS në përputhje me raportin mesatar të leximit/shkruarjes dhe, nëse është e nevojshme, me vonesën maksimale të përgjigjes.
Kërkesat për garantimin e cilësisë së shërbimit (QoS) për grupe ose sisteme specifike duhet të jepen veçmas.
Burimet e rrjetit të transferimit të të dhënave
Kërkesat për rrjetin e transferimit të të dhënave arrijnë përmes thjesht shume të të gjithë grupeve të kapacitetit.
Kërkesat për garantimin e cilësisë së shërbimit (QoS) dhe vonesave (RTT) për grupe ose sisteme specifike duhet gjithashtu të jepen veçmas.
Në kuadër të kërkesave për burimet e rrjetit të transferimit të të dhënave, gjithashtu jepen kërkesat për izolimin dhe/ose enkriptimin e trafikut të rrjetit dhe mekanizmat e preferuar (802.1q, IPSec, etj.)
Zgjedhja e arkitekturës
Ky udhëzues nuk shqyrton zgjedhjen tjetër përveç arkitekturës x86 dhe 100% virtualizimit të serverëve. Prandaj, zgjedhja e arkitekturës së nën-sistemit të përpunimit reduktohet në zgjedhjen e platformës së virtualizimit të serverëve, formatit të serverëve dhe kërkesave të përgjithshme për konfigurimin e serverëve.
Një moment kyç në zgjedhje është siguria për përdorimin e qasjes klasike me ndarjen e funksioneve të përpunimit, ruajtjes dhe transferimit të të dhënave ose të arkitekturës së konverguar.
Arkitektura klasike nënkupton përdorimin e nën-sistemeve inteligjente të jashtme për ruajtjen dhe transferimin e të dhënave, ndërsa serverët sjellin në rezervuarin e burimeve fizike vetëm fuqinë e procesorëve dhe memorien. Në rastin ekstrem, serverët bëhen plotësisht anonimë, pa disqe të vetat, madje as një identifikues sistemi. Në këtë rast, përdoret ngarkesa e OS ose e hipervizorit nga pajisjet Flash të integruara ose nga një sistem i jashtëm të ruajtjes së të dhënave (boot from SAN).
Në kuadër të arkitekturës klasike, zgjedhja midis lëvizjes (blade) dhe rafteve (rack) bëhet në mënyrë të parë mbi bazën e parimeve të mëposhtme:
â Efikasiteti ekonomik (nĂ« mesatare, serverĂ«t e rafteve janĂ« mĂ« tĂ« lirĂ«);
â Densiteti i pĂ«rpunimit (pĂ«r lĂ«vizjet Ă«shtĂ« mĂ« i lartĂ«);
â Konsumi i energjisĂ« dhe nxehtĂ«sia e emetuar (pĂ«r lĂ«vizjet, nĂ« mesatare, Ă«shtĂ« mĂ« i lartĂ« pĂ«r njĂ«sinĂ«);
â ZgjerueshmĂ«ria dhe menaxhueshmĂ«ria (lĂ«vizjet kĂ«rkojnĂ« nĂ« pĂ«rgjithĂ«si mĂ« pak pĂ«rpjekje nĂ« instalimet e mĂ«dha);
â PĂ«rdorimi i kartave tĂ« zgjerimit (pĂ«r lĂ«vizjet, zgjedhja Ă«shtĂ« shumĂ« e kufizuar).
Arkitektura konverguese (e njohur gjithashtu si hyperkonverguese) parashikon bashkimin e funksioneve të përpunimit dhe ruajtjes së të dhënave, duke çuar në përdorimin e disqeve lokale të serverëve dhe si pasojë, braktisjen e formatit të klasikeve lëvizëse. Për sistemet konverguese përdoren ose serverë të rafteve ose sisteme klasteri që bashkojnë brenda një trupi disa serverë lëvizës dhe disqe lokale.
CPU / Memory
Për përllogaritjen e saktë të konfiguracionit, duhet të kuptohet lloji i ngarkesës për ambientin ose çdo klaster të pavarur.
CPU bound â njĂ« ambient qĂ« Ă«shtĂ« i kufizuar nga fuqia e procesorĂ«ve. Shtimi i memories nuk do tĂ« ketĂ« asnjĂ« ndryshim nĂ« performancĂ« (numri i VM-ve nĂ« server).
Memory bound â njĂ« ambient qĂ« Ă«shtĂ« i kufizuar nga memoria. NjĂ« sasi mĂ« e madhe memorie nĂ« server lejon tĂ« nisĂ« mĂ« shumĂ« VM.
GB / MHz (GB / pCPU) â raporti mesatar i konsumit tĂ« memories pĂ«r njĂ« ngarkesĂ« tĂ« caktuar dhe fuqisĂ« sĂ« procesorĂ«ve. Mund tĂ« pĂ«rdoret pĂ«r pĂ«rllogaritjet e volumit tĂ« nevojshĂ«m tĂ« memories nĂ« bazĂ« tĂ« performancĂ«s sĂ« caktuar dhe anasjelltas.
Përllogaritja e konfiguracionit të serverit
Për të filluar, është e nevojshme të përcaktohen të gjitha llojet e ngarkesave dhe të merret një vendim për kombinimin ose ndarjen e grupeve të ndryshme të llogaritjeve sipas klastereve të ndryshme.
Pastaj, për çdo klaster të përcaktuar, përcaktohet raporti GB / MHz me ngarkesën e njohur paraprakisht. Nëse ngarkesa nuk dihet paraprakisht, por ka një kuptim të përafërt të nivelit të ngarkesës së energjisë së procesorëve, mund të përdoren koeficientët standardë vCPU:pCPU për të përkthyer kërkesat e grupeve në fizike.
Për çdo klaster, shumën e kërkesave të grupeve vCPU e ndajmë me koeficientin:
vCPUshumĂ« / vCPU:pCPU = pCPUshumĂ« â numri i kĂ«rkuar i bĂ«rthamave fizike
pCPUshumĂ« / 1.25 = pCPUht â numri i bĂ«rthamave me korrigjim pĂ«r Hyper-Threading
Supozoni se është e nevojshme të llogaritet një klaster me 190 bërthama / 3.5TB RAM. Në këtë rast, marrim një ngarkesë të synuar prej 50% të energjisë së procesorit dhe 75% për memorien operative.
pCPU
190
CPU util
50%
Mem
3500
Mem util
75%
Socket
BĂ«rthama
Srv / CPU
Srv Mem
Srv / Mem
2
6
25,3
128
36,5
2
8
19,0
192
24,3
2
10
15,2
256
18,2
2
14
10,9
384
12,2
2
18
8,4
512
9,1
Në këtë rast përdorim gjithmonë rrethimin drejt numrit më të afërt më lart (=ROUNDUP(A1;0)).
Nga tabela bëhet e qartë se disa konfiguracione serverësh janë të balancuara sipas indikatorëve të synuar:
â 26 serverĂ« 2*6c / 192 GB
â 19 serverĂ« 2*10c / 256 GB
â 10 serverĂ« 2*18c / 512 GB
Zgjedhja nga këto konfiguracione duhet bëhet më pas në bazë të faktorëve të tjerë, si për shembull paketa nxehtësie dhe ftohja e disponueshme, serverët që tashmë përdoren, ose kostoja.
Karakteristikat e zgjedhjes së konfiguracionit të serverit
VM të gjera. Nëse është e nevojshme vendosja e VM të gjera (krahasuese me 1 nyje NUMA dhe më shumë), rekomandohet që të zgjidhet një server me konfigurim që lejon këto VM të qëndrojnë brenda nyjës NUMA. Kur ka shumë VM të gjera, ekziston rreziku i fragmentimit të burimeve të klasterit, dhe në këtë rast zgjidhen serverë që lejojnë vendosjen e VM të gjera sa më afër.
Madhësia e domenit të dështimit të vetme.
Zgjedhja e madhësisë së serverit bëhet gjithashtu nga parimi i minimizimit të domenit të dështimit të vetme. Për shembull, kur zgjidhet midis:
â 3 x 4*10c / 512 GB
â 6 x 2*10c / 256 GB
Me kushte të tjera të barabarta, duhet të zgjidhet opsioni i dytë, sepse në rast dështimi të një serveri (ose mirëmbajtjeve) humbet jo 33% e burimeve të klasterit, por 17%. Po ashtu, numri i VM dhe IS që preken nga aksidenti reduktohet me gjysmë.
Llogaritja e storage-ëve klasikë sipas performancës
Storage-i klasik gjithmonë llogaritet sipas skenarit më të keq (worst case scenario), duke përjashtuar ndikimin e caches operative dhe optimizimin e operacioneve.
Si tregues bazë të performancës, merrni performancën mekanike nga disku (IOPSdisk):
â 7.2k â 75 IOPS
â 10k â 125 IOPS
â 15k â 175 IOPS
MĂ« pas, numri i disqeve nĂ« pool-in e disqeve llogaritet sipas formulĂ«s sĂ« mĂ«poshtme: = TotalIOPS * ( RW + (1 âRW) * RAIDPen) / IOPSdisk. Ku:
â TotalIOPS â performanca e kĂ«rkuar totale nĂ« IOPS nga pool-i i disqeve
â RW â pĂ«rqindja e operacioneve tĂ« leximit
â RAIDpen â ndĂ«shkimi RAID pĂ«r nivelin e zgjedhur RAID
MĂ« shumĂ« rreth pajisjes RAID dhe RAID Penalty Ă«shtĂ« shpjeguar kĂ«tu â dhe dhe
Duke u bazuar në numrin e disqeve të fituar, llogariten varianta e mundshme që plotësojnë kërkesat për kapacitetin e ruajtjes, duke përfshirë opcionet me ruajtje në nivele të ndryshme.
Llogaritja e sistemeve që përdorin SSD si nivel ruajtjeje trajtohet ndaras.
Karakteristikat e llogaritjes së sistemeve me Flash Cache
Flash Cache â emri i pĂ«rgjithshĂ«m pĂ«r tĂ« gjitha teknologjitĂ« e markave qĂ« pĂ«rdorin memorjen flash si cache tĂ« nivelit tĂ« dytĂ«. Kur pĂ«rdoret flash cache, storage-i llogaritet zakonisht pĂ«r tĂ« siguruar ngarkesĂ«n qĂ« ka ardhur nga disqet magnetike, ndĂ«rsa ajo pikĂ«sore e shĂ«rbehet nga cache.
ĂshtĂ« e nevojshme tĂ« kuptohet profili i ngarkesĂ«s dhe niveli i lokalizimit tĂ« kĂ«rkesave pĂ«r blloket e volumeve tĂ« ruajtjes. Flash cache Ă«shtĂ« njĂ« teknologji pĂ«r ngarkesa me lokalizim tĂ« lartĂ« tĂ« kĂ«rkesave dhe Ă«shtĂ« praktikisht e papĂ«rdorshme pĂ«r volumet me ngarkesa tĂ« barabarta (si pĂ«r shembull pĂ«r sistemet analitike).
Llogaritja e sistemeve hibride low-end / mid-range
Sistemet hibride në klasat e ulta dhe të mesme përdorin ruajtje ndërshtresore me transferim të të dhënave midis niveleve sipas një skeduli. Në këtë rast, madhësia e bllokut të ruajtjes ndërshtresore te modelet më të mira është 256 MB. Këto karakteristika nuk e lejojnë që teknologjia e ruajtjes ndërshtresore të konsiderohet si një teknologji për përmirësimin e performancës, siç mendojnë gabimisht shumë. Ruajtja ndërshtresore në sistemet e klasave të ulta dhe të mesme është një teknologji për optimizimin e kostos së ruajtjes për sistemet me një pabarazi të dukshme të ngarkesës.
Për ruajtjen me nivele të shumëfishta llogaritet fillimisht performanca për nivelin e sipërm, ndërsa niveli i poshtëm i ruajtjes konsiderohet vetëm si ai që siguron kapacitetin e munguar. Për një sistem hibride me nivele të shumëfishta, përdorimi i teknologjisë flash cache është i domosdoshëm për pool-in e shumëfishtë për të kompensuar rënien e performancës për të dhënat që ngjiten papritur nga niveli i poshtëm.
Përdorimi i SSD-së në një pool diskësh me nivele të shumëfishta
Përdorimi i SSD-së në një pool diskësh me nivele të shumëfishta ka variacione, varësisht nga karakteristikat e realizimit të algoritmeve të flash cache nga ky prodhues.
Praktika e zakonshme e politikĂ«s sĂ« ruajtjes pĂ«r njĂ« pool disqesh me nivel SSD Ă«shtĂ« â SSD first.
Flash Cache për Lexim të Vetëm. Për flash cache vetëm për lexim, niveli i ruajtjes në SSD shfaqet kur operacionet e shkrimit janë të lokalizuara ndjeshëm jashtë keshit.
Flash Cache për Lexim / Shkrim. Në rastin e memorizimit të flash për shkrim, fillimisht vendoset volumi maksimal i memorizimit, dhe niveli i ruajtjes në SSD shfaqet vetëm nëse madhësia e memorizimit është e pamjaftueshme për të menaxhuar të gjithë ngarkesën e lokalizuar.
Llogaritja e performancës së SSD-së dhe memorizimit bëhet gjithmonë në përputhje me rekomandimet e prodhuesit, por gjithmonë për rastin më të keq.
Burimi: habr.com
