Modulärt lagring och frihetsgrader JBOD

När företag hanterar stora datamängder blir lagringsenheten inte en enskild disk, utan en uppsättning diskar, deras samling, ett aggregat av önskad volym. Och det måste hanteras som en hel enhet. Logiken bakom att skala lagring med stora blockaggregat beskrivs väl genom exemplet JBOD — både som en diskaggregatformat och som en fysisk enhet.

Man kan skala disk-infrastrukturen inte bara "uppåt", genom att kedja ihop JBOD, utan också "inåt", genom att använda olika fyllningsscenarier. Hur det fungerar ska vi titta på med exemplet Western Digital Ultastar Data60.

Om fyllning

JBOD är en särskild klass av serverutrustning för tät placering av diskar, med multikanalåtkomst för hanterande värdar via SAS. Tillverkare av JBOD säljer dem tomma, delvis eller helt fyllda med diskar — beroende på vem det är. Gradvis fyllning av lagring med diskar — i takt med ökande behov — gör det möjligt att sprida de kapitalkostnaderna över tid. För Western Digital är det fördelaktigt att köpa JBOD med alla 60 diskar — så blir det mycket billigare. Men man kan också ta en delvis fylld version: den minimala konfigurationen av Ultastar Data60 består av 24 lagringsenheter.

Varför 24? Svaret är enkelt: aerodynamik. "Guldstandarden" JBOD 4U / 60 x 3.5” har blivit hemtam i branschen av praktiska skäl — rimliga storlekar på enheten, tillgångsorganisation, bra kylning. 60 diskar är organiserade som 5 rader med 12 HDD i varje. Delvis fyllda rader eller brist på diskar i JBOD (till exempel bara en rad) leder till sämre värmeavledning eller till och med en reversering av luftflödet i den centrala kanalen — en konstruktionsspecifik detalj för Ultastar Data60, dess utmärkande drag.

I sina JBOD använder WD tekniken ArcticFlow för diskfläktar, noggrant designad och optimerad. Allt för HDD — för deras prestanda, livslängd och dataskydd.

Kärnan i ArcticFlow går ut på att skapa två oberoende luftflöden med hjälp av fläktar: den främre kyler de främre raderna av lagringsenheter, och luften som kommer in genom den interna luftkanalen inuti chassit används för att kyla diskarna i den bakre zonen av JBOD.

Det är tydligt varför det är nödvändigt att övervaka fyllnaden av de lediga utrymmena för att ArcticFlow ska fungera effektivt. I den minimala konfigurationen med 24 diskar ska arrangemanget i Ultastar Data60 börja från baksidan.

I konfigurationen med 12 lagringsenheter, utan motstånd som den dubbellägs designen bör skapa, kommer luftflödet ut från JBOD åter att hamna genom framsidan i kylsystemet.

Det finns ett sätt att förbättra situationen — mer om detta nedan.

Om hybriditet

Det är viktigt att direkt anta som en axiom att syftet med JBOD är i skalbar datalagring. Slutsatsen: vi använder det för att fylla homogena enheter. Med sikte på att med tiden nå den planerade lagringskapaciteten genom att fylla alla utrymmen.

Men hur är det med SSD? Den bästa (och mest rätta) lösningen är att bygga ett separat högpresterande lagringssystem på JBOF. Det är mer bekvämt för SSD-enheter där. Samtidigt tillåter Ultastar Data60 installation av flash-enheter. Innan man går vidare med hybridisering av JBOD är det bra att först väga alla för- och nackdelar — välja SSD från den kompatibla listan (till skillnad från HDD är situationen med SSD-stödet full av nyanser). Man måste också investera i fästen för 2,5-tums diskar i 3,5-tums hål.

Enstaka SSD-enheter bör placeras i baksidan av JBOD och blockera oanvända utrymmen med speciella gummistopp — Drive Blanks. Detta blockerar det fria flödet av kylluft för att, som nämnts ovan, förhindra dess recirkulation.

Det är tillåtet att installera högst 24 SSD-enheter i chassit Ultastar Data60. Detta bör alltid vara de sista raderna i baksidan.

Varför 24? Värmeutvecklingen för SSD-enheter är högre än de motsvarande egenskaperna för HDD, vilket gör att flerlagerskonfigurationen av diskar med olika typer av lagringsmedier inte effektivt kommer att kylas av ArcticFlow. Och värmeavledning kommer att bli en riskfaktor för driften av JBOD.

Det är värt att nämna att man med hjälp av Drive Blanks kan minska effekten av recirkulation av varm luft. JBOD-konfigurationen med 12 HDD kommer att kylas bättre om de tomma utrymmena blockeras med gummistoppar. Tillverkaren nämner inte detta trick, men rätten till experimentet ligger alltid hos oss. För att nämna, WD förbjuder inte en 12-diskfyllning, även om de inte rekommenderar det.

Praktiska slutsatser

Även en ytlig bekantskap med aerodynamik av JBOD ger en förståelse för att för att ett lagringssystem ska fungera pålitligt är det bäst att bygga på erfarenheten och rekommendationerna från utvecklaren. Processerna som sker inne i diskburken kräver grundlig forskning. Att bortse från de insikter som erhållits kan leda till problem, som vid lagringar på hundratals terabyte är känsliga i alla avseenden.

Det är känt hur militära föreskrifter skrivs. Något liknande händer med arkitekturen för JBOD. Om lösningar från det gångna ofta ledde till en konfigurering där gränssnittet befann sig i 'utblåsningszonen', blåst av varm luft, så har Ultastar Data60 idag undvikit denna brist. Alla andra konstruktionslösningar är helt enkelt tekniska underverk. Vi bör betrakta det på detta sätt.

Källa: habr.com