Метрокластер: 5 основных “active -active” решений. Часть 4.
Четвертое решение для хранилищ серии HDS VSP реализовано с использованием уникальной операционной системы Storage Virtualization Operating System (SVOS), которая поддерживается хранилищами серий G (G1500, G1000, G800, G600, G400, G200) и F (F1500, F800, F600, F400), что обеспечивает глобальную виртуализацию хранилищ, распределенное непрерывное хранение, нулевое время восстановления и нулевую цель восстановления, упрощенную конструкцию и эксплуатацию распределенной системы. Глобальная виртуализация хранилищ обеспечивает «глобальные активные тома». Эти тома хранилищ могут считывать и записывать две копии одних и тех же данных одновременно в двух хранилищах или на двух площадках. Такая конструкция хранилища Active-Active позволяет двум системам хранения одновременно осуществлять рабочие нагрузки в локальной или метрокластерной конфигурации, сохраняя при этом полную согласованность и защиту данных.
Особенности решения
Путь доступа к вводу/выводу: как показано на рисунке ниже, GAD принимает архитектуру Active-Active, поддерживает одновременное чтение и запись основных и подчиненных массивов, и все операции записи ввода/вывода сначала записываются в основной LUN, а затем в подчиненный LUN; предпочтительный путь настраивается с помощью оригинального программного обеспечения HDLM multipath, которое может поддерживать локальные политики приоритетного чтения и записи. Версии после G1000 поддерживают функцию ALUA, автоматически определяют предпочтительный путь локального сайта, а также совместимы со сторонними multipaths основных ОС; когда все локальные пути выходят из строя (сценарий APD), хост продолжает получать доступ к удаленному хранилищу через сайты через путь StandBy . Обычно главный и подчиненный сайты поддерживают расстояние 100 км, поддерживают репликационные каналы FC/IP и поддерживают 8 физических путей и перекрестную сеть хостов массива. Версии после VSP G1000, VSP G1500 и VSP F1500 поддерживают SAN dual-active до 500 км (задержка приема-передачи RTT 20 мс); поддерживают максимум 32 арбитражных диска (диски хранения или сервера) и не поддерживают арбитраж IP-адресов виртуальных машин или физических машин.

Сетевое взаимодействие на уровне хранилища:
Сетевое взаимодействие GAD является относительно гибким. Сетевое взаимодействие с двумя массивами из одной машины используется в центрах обработки данных и может обеспечить только возможности «активный-активный» на уровне хранилища. Хост сервера представляет собой единую точку и может только предотвращать сбои в работе хранилища. Этот сетевой метод часто используется в приложениях, которые не поддерживают кластеризацию. Сетевое взаимодействие с двумя машинами и двумя массивами является относительно распространенным сетевым методом. Этот сетевой метод требует, чтобы на сервере было установлено кластерное программное обеспечение для переключения бизнеса. Этот сетевой метод может обеспечить услуги «активный-активный» как на уровне хранилища, так и на уровне приложений. Кросс-сетевое взаимодействие похоже на двухмашинное двухмассивное сетевое взаимодействие, но на сетевом уровне достигается перекрестное резервирование. Этот метод является рекомендуемым сетевым методом, то есть сервер может видеть все хранилище. Сервер использует кластерное программное обеспечение и многопутевое программное обеспечение для одновременного выполнения переключения при сбоях. Метод переключения более разумен.
Например, если происходит сбой хранилища, кластеру серверов не нужно переключаться, и только многопутевому программному обеспечению нужно переключать хранилище. На следующем рисунке представлена локальная симуляция топологии сети GAD между сайтами. Сеть хранения доступа к хосту, сеть зеркалирования хранилища с круговым обходом, сеть доступа к хосту между сайтами и сеть арбитража третьего сайта — все они изолированы. Хост на сайте 1 записывает данные в хранилище VSP на сайте 1 через красный путь, а зеркальные данные синхронизируются с хранилищем VSP на сайте 2 через сеть ISL между сайтами. Хост на сайте 2 записывает данные в хранилище VSP на сайте 2 через синий путь, а зеркальные данные синхронизируются с хранилищем VSP на сайте 1 через другую пару сетей ISL между сайтами.


Виртуальная машина хранения (VSM):
HDS позволяет пользователям определять несколько VSM в одном физическом хранилище в соответствии с требованиями бизнеса и приложений. VSM похож на единицу хранения и имеет свой собственный идентификатор хранилища, серийный номер устройства и порт WWN. Благодаря определению VSM можно эффективно улучшить использование ресурсов хранилища и максимизировать гибкость архитектуры и бизнеса. VSP поддерживает максимум 8 VSM, но может поддерживать 63 231 пару активных-активных томов GAD. Технология HDS GAD использует SVM, чтобы два устройства хранения использовали один и тот же виртуальный серийный номер, позволяя хосту просматривать два физических устройства хранения (которые могут содержать несколько SVM) как одно устройство хранения. Это позволяет пользователям определять несколько VSM в одном физическом устройстве хранения в соответствии с требованиями бизнеса и приложений. VDKC — это виртуальный контроллер, виртуализированный на VSP. Он может виртуализировать базовые физические контроллеры нескольких устройств хранения в один контроллер. Таким образом, когда хост получает доступ к внутренним дисковым ресурсам через виртуальный контроллер, он всегда взаимодействует с одним идентификатором контроллера. Независимо от того, как изменяется фоновое хранилище, хост не будет знать об этом, реализуя таким образом функции «активный-активный» и другие.
Микрокод для достижения согласованности данных: HDS GAD реализует двухъядерный режим «активный-активный» на основе микрокода, и для всего пути ввода-вывода хоста, коммутатора и хранилища не требуется никакого нового оборудования. Технология HDS GAD не добавляет никаких избыточных шагов в процесс ввода-вывода записи хоста. Она реализуется с помощью усовершенствованной технологии синхронной репликации TrueCopy . Данные возвращаются на хост только после завершения ввода-вывода записи с обеих сторон, что обеспечивает целостность данных на протяжении всего процесса. Когда два хоста одновременно записывают в один и тот же блок хранения, HDS блокирует блок хранения записи, чтобы обеспечить согласованность данных. Ввод-вывод чтения хоста поддерживает сходство сайтов через многопутевой режим и считывает с локального.

Технология HDS 3DC:
HDS поддерживает режим 3DC «активный-активный + репликация», т. е. асинхронная репликация HDS GAD + хранилище, и поддерживает треугольную инкрементную репликацию SAN и NAS 3DC. Асинхронная репликация основного сайта и удаленного сайта записывает разницу данных в форме журнала. Как активный-активный основной, так и подчиненный LUN записывают данные разницы с сайтом аварийного восстановления. Идентификатор журнала будет выровнен по началу записи разницы. После того, как определенный активно-активный узел выходит из строя, другой узел продолжает репликацию с удаленным сайтом аварийного восстановления. Дифференциальные данные можно получить, запросив идентификатор журнала.

Аппаратная реализация поддерживает моментальные снимки и клоны:
функции моментальных снимков и клонов HDS реализованы на основе выделенного оборудования с высокой производительностью, а моментальные снимки видны как главному, так и подчиненному узлам.
HNAS+GAD active-active: HDS использует шлюз HNAS и VSP GAD для реализации NAS active-active, как показано на рисунке ниже, и предоставляет службы блочного хранения SAN и службы файловой системы NAS. Однако NAS active-active зависит от SAN active-active. В настоящее время HNAS поддерживает два кластера шлюзов HNAS, привязанных к GAD, для формирования удаленного Active-Passive active-active. Чтение и запись данных выполняются на главной стороне, но подчиненная сторона также может поддерживать частичное чтение через кэш путем настройки кэша и CNS. Все данные файловой системы HNAS хранятся на активно-активном устройстве GAD. Основная задача узла HANS — завершить синхронизацию метаданных, данных о состоянии и управлении между сайтами.

HNAS+GAD активно-активная сеть:
Как показано на рисунке ниже, репликация данных кластера NAS NVRAM поддерживает сеть 10GE на 100 км, а главные и подчиненные узлы GAD заявляют о поддержке сетей FC на 500 км, поддерживая до 8 физических каналов. Узлы HNAS и GAD поддерживают перекрестную сеть. В сценарии APD переключается только путь ввода-вывода, а шлюз HNAS не переключается; NAS использует режим сервера арбитража и поддерживает сеть GE, а SAN использует арбитраж в режиме диска арбитража. Соединение между главным и подчиненным узлами и арбитражем использует каналы FC, а SAN и NAS используют две независимые системы арбитража. С точки зрения сложности сети, HNAS требует независимой сети арбитража, сети управления, зеркальной сети и сети доступа к службам NAS. GAD также требует независимой сети арбитража, сети управления, зеркальной сети данных и сети доступа к службам хранения SAN. Всего требуется 8 типов сетей, при этом предъявляется множество требований к сетевым интерфейсам, а архитектура и конфигурация относительно сложны.

Продолжение следует. Следите за нашими новостями!