Метрокластер: пять ключевых Active-Active-решений. Часть 3.
Вендор предлагает два варианта решений для хранения данных SVC в режиме Active-Active: Enhanced Stretch Cluster и HyperSwap. Оба решения основаны на виртуализации хранилищ и предназначены для улучшения доступности и устойчивости центра обработки данных (ЦОД), обеспечивая защиту критичных приложений от сбоев компонентов на уровне хранилищ. Решение SVC Enhanced Stretch Cluster создаёт растяжимую инфраструктуру, распределяющую узлы в разных ЦОДах, объединённых оптоволоконными каналами связи. Зеркалирование данных осуществляется с помощью технологии Vdisk Mirror, что позволяет мгновенно синхронизировать данные между двумя хранилищами. Второе решение, SVC HyperSwap, направлено на устранение потенциальных рисков локальных узлов, улучшение избыточности путей и дальнейшее повышение общей доступности.
SVC: особенности Stretch Cluster и HyperSwap
(1) Архитектурные отличия
SVC Enhanced Stretch Cluster характеризуется классической растянутой структурой (Stretch Cluster), где каждый центр обработки данных располагает своим набором хранилищ, взаимосвязанным через виртуализированные устройства SVC. Хост осуществляет доступ к единственному виртуальному диску (Vdisk), при этом процессы чтения и записи происходят на локальном узле и соответствующем хранилище. Для передачи данных между центрами используются оптоволоконные линии связи.
SVC HyperSwap представляет собой новую топологию с дополнительными группами ввода-вывода (IO Groups), содержащими собственные узлы SVC, что повышает локальную избыточность и устойчивость системы. Каждый центр хранит отдельную копию данных, синхронизируемых в реальном времени с помощью Metro Mirror. Хост воспринимает две независимые логические единицы (LUN) на разных сайтах, что дополнительно усиливает избыточность путей доступа.
(2) Организационная структура сети и арбитраж
Обе архитектуры предусматривают изоляцию частных и публичных сетей Fibre Channel (FC) для повышения безопасности. Частная сеть предназначена для внутренней синхронизации данных между узлами SVC, тогда как публичная сеть обслуживает обмен информацией между хостом и узлами SVC, а также между самими узлами и хранилищами. Между двумя сайтами передача данных осуществляется через две пары оптоволоконных линий, мультиплексированных по длине волны (DWDM). Возможны два способа арбитража: с использованием арбитражного диска (через FC-каналы) и арбитражного сервера (IP-каналы).
(3) Управление путями ввода-вывода
В SVC ESC хосты обязаны иметь доступ к обоим сайтам для обеспечения работоспособности в случае выхода из строя локального узла. Рекомендуется использовать политику путей ALUA, чтобы оптимизировать выбор узла доступа. При выходе из строя всех локальных путей хосты получают доступ к удалённому узлу.
В SVC HyperSwap предпочтительные пути к узлам определяются на основе анализа производительности и текущих условий сети. При полном отказе локальных путей хосты переходят на удалённые IO-группы, выбирая лучший доступный узел на основе алгоритмов опроса.
(4) Осведомленность о местоположении в SVC ESC
Каждому объекту (узел SVC, хост, хранилище) присваивается определённая географическая принадлежность, исключающая понятие предпочтительных узлов в пределах локального кластера. Это позволяет равномерно распределять нагрузку между узлами одной группы ввода-вывода и обеспечивать параллельную обработку операций чтения и записи. Таким образом, уменьшается нагрузка на удалённые ресурсы и повышается производительность.
(5) Механизм кэширования в SVC ESC
Узлы SVC оснащены собственным кэшем, увеличивающим производительность ввода-вывода. Сам SVC выступает буфером между хостом и физическим хранилищем, не создавая дополнительного времени ожидания. Благодаря расширению внутреннего кэша улучшается производительность низлежащего хранилища. В случае сбоя одного узла второй узел берёт на себя обязанности, продолжая функционировать в режиме сквозной записи с незначительной потерей производительности. Уникальность подхода заключается в применении специальных таблиц кэша, обеспечивающих взаимоисключающие блокировки и истинный активный-активный режим работы.
(6) Роли томов Master-Slave в SVC HyperSwap
Механизм Master—Slave Volume обеспечивает чёткую организацию процессов чтения и записи. Хосты выполняют доступ к ведущему тому (Master Volume), направляя все запросы через соответствующую группу ввода-вывода. HyperSwap динамически контролирует баланс между локальными операциями и перенаправляемыми действиями, автоматически перекидывая роли томов при превышении порогового значения загруженности (например, 75%). Это предотвращает перегрузку ведущего тома и сохраняет стабильную производительность.
(7) Бесшовная миграция томов (NDVM)
Эта технология позволяет перемещать виртуальные тома между различными группами ввода-вывода, оперативно реагируя на одиночные сбои узлов и осуществляя массовый перенос томов в случае проблем. Данный подход формирует защитную избыточность между несколькими группами ввода-вывода, повышая отказоустойчивость и безопасность миграционных процессов. Использование NDVM ускоряет восстановление после сбоев, позволяя заменить вышедший из строя узел горячим резервом практически незаметно для системы.
Таким образом, предложенные решения демонстрируют эффективные подходы к повышению доступности и устойчивости инфраструктуры хранения данных, предлагая различные стратегии и инструменты для адаптации к современным требованиям центров обработки данных.
