`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Толстый и тонкий

+33
голоса

В программно-определяемой инфраструктуре «без SAN» эластичность хранения достигается выносом данных с управляющих серверов в отдельные контейнеры c дисками - JBOD. Какие именно, зависит от природы обращений к накопителям и объемов хранения.

Работа с объемными данными заставляет по-новому смотреть на организацию хранения целые рынки: облачных провайдеров, социальных сетей, видеонаблюдения, производства и распространения медиа-контента. По мнению автора статьи "Анархия в хранении данных: будущее без SAN", промышленные системы хранения SAN и NAS съедают по меньшей мере треть серверных бюджетов дата-центров. Неудивительно, что с ростом объемов сохраняемой информации рассеивается магия «надежных и производительных черных ящиков для ваших данных». Напротив, программно-определяемые системы (SDS) на типовом серверном оборудовании приживаются в одной предметной области за другой.

Речь не об Amazon Web Services, Microsoft Azure и Google Compute Engines. Не про Netflix, Pixar и Booking.com. Те уже давно определились. Зачем научно-исследовательским лабораториям, телеканалам и информационным порталам связывать себя хранением данных в проприетарных системах, с их ограниченной производительностью и плохой масштабируемостью? При всех преимуществах аппаратных СХД, их уникальное исполнение заставляет пользователей принимать условия вендора: по совместимости, пределам возможностей, стоимости опций и сервисной поддержки. Говорите, дорого? За «силу бренда» надо платить.

Cерверы управляют данными, JBOD’ы их хранят
В программно-определяемом хранении управление данными отвязано от определенного типа оборудования. За обслуживание трафика ввода/вывода и служебные операции с данными отвечают управляющие серверы («контроллеры»). Программное обеспечение серверов собирает устройства постоянной памяти (SSD, HDD) в логические объединения. Хороша та физическая реализация хранения, которая обеспечивает быстрое обращение к данным и достаточную ширину канала для их передачи.

При большом количестве накопителей (а речь об объемном хранении) и необходимости одновременного доступа к данным нескольких контроллеров, SSD и HDD выносят в отдельные контейнеры (enclosures, JBOD). Разбор их анатомии показывает мотивы раздельного размещения данных и контроллеров.

JBOD –самостоятельный класс устройств для презентации дисковых наборов управляющей инфраструктуре. Их основная функция - обеспечение максимально комфортных условий содержания накопителей, надежного и производительного доступа к ним. За все остальное отвечают управляющие серверы. К ним JBOD’ы подключаются по интерфейсу SAS.

В погоне за двумя целевыми функциями хранения – объемом и производительностью – резонно допустить, что и хранилища могут быть разными. По этой логике, приходим к JBOD двух классов: «емким» и «быстрым».

Толстый

 

 

Толстый и тонкий

JBOD большой емкости вмещает несколько десятков HDD. Мало добиться плотного размещения дисков, обеспечить горячую замену, снабдить коробки несколькими скоростными портами 12Gb SAS и дублировать все подсистемы (пути к данным, платы расширения портов, компоненты питания и вентиляции). Важно создать дискам щадящее окружение: отвести тепло и компенсировать наведенную вибрацию. Cтатистика крупных дата-центров показывает зависимость между перегревом и вероятностью выхода HDD из строя:

Толстый и тонкий

Так что, дизайн хранилищ имеет значение. Температура внутри специализированного JBOD на 10-15 градусов ниже, чем в модифицированном под него серверном корпусе общего назначения. По той же причине не стоит совмещать вычислительные мощности с дисками в одном конструктивном решении – компромиссы оборачиваются потерями.

Тонкий
Скорость отклика систем хранения повышают накопители на флэш-памяти. По мере падения цен и роста объемов SSD растет популярность систем, построенных исключительно на флэше.

Производя более половины мирового тиража SAS SSD и оценив спрос, компания HGST расширила линейку дисковых платформ. В дополнение к семейству 4U60 емких JBOD на HDD они выпустили 2U24 JBOF (Just a Bunch Of Flash): емкостью до 184ТБ, производительностью до 4.7M IOPS, 23 ГБ/сек, при задержках менее 1 мс. JBOF можно подключить к шести хостам по 12Gb SAS, все его 24 SSD меняются на горячую (как и модули ввода/вывода, и модули питания).

 

Толстый и тонкий

Подобные платформы могут стать ключевым элементом следующего поколения программно-определяемых систем хранения. Их место в инфраструктуре под нагруженные базы данных и задачи виртуализации, в многослойных системах хранения. 

Два сапога пара
Так говорят о людях, не вполне обычных с общепринятой точки зрения. Их тянет друг к другу, а «ненормальность» делает союз крепким.

Производителям традиционных аппаратных систем хранения кажется странным отдавать на откуп пользователю свободу аппаратной реализации. По их мнению, именно тщательная подгонка управляющего программного обеспечения к начинке (контроллерам, наборам дисков, сетевым интерфейсам) представляет для пользователя наивысшую ценность, вкупе с авторизованным сервисом. По частям закрытые системы не продаются.

Многие пользователи считают иначе. Принимая SDS c его распределением ролей между устройствами на физическом и логическом уровнях, они хотят открытых стандартов, простого масштабирования хранения, управлять его производительностью.  Их устраивают конвергентные системы, построенные на типовых серверах х86, сетях 10-40Gb Ethernet, сетевых картах с RDMA, скоростных протоколах вроде SMB 3.0. Ставь коммутируемую фабрику Ethernet, подключай в нее файловые серверы («головы»), JBOD нужного объема/потенциала производительности – и работай.

Связки управляющих серверов с JBOD/JBOF подходящего фасона – те самые “парные сапоги”, которые ведут пользователя к его целям понятным и доступным способом.

А на практике?
Начиная с Windows Server 2012, Microsoft обходится ресурсами операционной системы для построения отказоустойчивой инфраструктуры масштаба предприятия. В ней нет SAN- и NAS-устройств, а хранение реализовано силами встроенного в ОС менеджера данных Storage Spaces, поверх кластера типовых серверов х86 и JBOD разделяемого доступа.  Сами данные вынесены на SSD и HDD в JBOD, вне серверов. Кластеризация построена на файловом протоколе SMB 3.0. К дискам серверы обращаются по блочному протоколу SAS, с низкими задержками.

(Windows Server 2016 позволяет строить распределенную гиперконвергентную инфраструктуру на однородных серверах с локальными наборами дисков и репликацией данных – по технологии Storage Spaces Direct. Но, если говорить о больших объемах данных, дешевле оставаться с консолидированным хранением средствами Storage Spaces – ОС поддерживает).

С объемным хранением на HDD под Storage Spaces понятно. Флэш-носители тут появляются в трех качествах. Можно создать том с данными, которые постоянно размещены на SSD (например, таблицы баз данных). Есть Auto-Tiering, ярусное хранение данных: в логических томах на смешанных наборах SSD/HDD отслеживаются дисковые запросы, блоки частого обращения переносятся на быстрые носители, «остывающие» блоки возвращаются на более медленные/емкие (хранение виртуальных машин, почтовые системы). Наконец, есть Write Back cache – область данных на SSD, принимающая на себя пиковые обращения – кэширующая запись на HDD.

Потребности в большом количестве SSD у владельцев таких кластеров обычно нет. Но что делать дата-центрам, когда мощности серверов инфраструктуры для размещения виртуальных машин клиентов обычно хватает (при современных –то многоядерных процессорах и объемах обслуживаемой оперативной памяти), а маневра по дискам, как правило, нет? С двумя типами дисковых контейнеров: «быстрыми» JBOF на SSD и «емкими» JBOD на HDD появляется запас роста, по производительности и объему. А c ним – разнообразие тарифных планов и привлекательных для пользователей стратегий.

Толстый и тонкий

Подобная структура может использоваться в других программно-определяемых системах – например, на ZFS (Open-E JovianDSS, Nexenta). В одном кластере хранения могут соседствовать тома all-flash с томами, где SSD кэшируют обращения к HDD. C точки зрения управляющих серверов, все SAS-накопители – прямого доступа, независимо от того, в каком дисковом контейнере они находятся. Раздельное размещение SSD и HDD никак не влияет логику работы системы хранения и производительность. А вот на гибкость управления слоями и томами данных - влияет.

+33
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT