Метрокластер: 5 основных “active -active” решений. Цикл статей. Часть 2.
Active-active решение следующего вендора основано на продуктах Vplex с использованием шлюза , которые могут интегрировать гетерогенные хранилища разных производителей, виртуализировать их в единый пул ресурсов хранения и реализовывать гетерогенное хранилище active-active.
Vplex active-active имеет два решения:
- Vplex Metro
- Vplex Geo
Решение состоит из двух наборов кластерных систем Vplex на двух сайтах. Кластер Vplex на каждом сайте имеет свой собственный эксклюзивный локальный массив хранения. Благодаря созданию распределенных зеркальных томов в качестве зеркальных томов кросс-кластера, обеспечивается функция Vplex Access Anywhere. Кластеры Vplex на двух сайтах имеют по одному тому, а идентификаторы двух томов одинаковы.
(1) Конфигурация кластера: как показано на рисунке ниже, каждый кластер Vplex включает в себя консоль управления Vplex , один, два, четыре или восемь двигателей, а каждый двигатель включает в себя резервный источник питания. Vplex Local используется для управления перемещением данных и доступом в центре обработки данных с использованием одного кластера Vplex . Он поддерживает одинарные, двойные или четверные конфигурации (содержащие один, два или четыре двигателя соответственно). Local Vplex образует локальный кластер (4 двигателя и 8 контроллеров), а двухсайтовые локальные кластеры образуют удаленный кластер Metro/Geo (максимум 8 двигателей, 16 контроллеров), образуя кластер AA с 16 узлами управления.
(2) Синхронное/асинхронное решение: как показано на рисунке ниже, Vplex Metro использует два кластера Vplex с уникальными функциями. Он использует кэширование со сквозной записью (write-through) для зеркалирования данных между двумя кластерами в реальном времени для поддержания согласованности данных внутреннего хранилища. Из-за использования синхронной репликации в реальном времени, решение Vplex Metro должно соответствовать требованию по RTT (задержка приема-передачи между сайтами) — менее 5 мс. Vplex Geo используется для двух удаленных узлов кластера приложений для асинхронного доступа к данным хранилища с помощью Access Anywhere. Распределенные тома Vplex Geo используют кэширование с обратной записью для поддержки распределенного зеркалирования Access Anywhere. Максимальное RTT (задержка приема-передачи) между сайтами, которое может поддерживать это решение, составляет 50 мс. Кроме того, кластеры, развернутые в рамках решений Vplex Metro и Vplex Geo, не требуют, чтобы количество двигателей между сайтами было абсолютно одинаковым.
(3) Сетевое взаимодействие на уровне хранилища: на следующем рисунке показана архитектура сетевого взаимодействия между кластерами active-active решения Vplex Metro. Доступ между хостом и кластером Vplex , передача данных между кластером Vplex и внутренним хранилищем, а также коммуникационная сеть между кластерами Vplex — все это изолировано. Для обеспечения наивысшего уровня высокой доступности необходимо гарантировать более двух физических соединений между каждым модулем ввода-вывода Vplex Director front-end и парой оптоволоконных коммутаторов SAN. Каждый хост и каждый директор A и директор B каждого движка Vplex должны поддерживать более одного соединения пути, поэтому между хостом и движком Vplex существует 8 логических путей . Для кластеров Vplex с 2 или 4 движками на каждом сайте соединения хоста должны охватывать все движки. Кроме того, когда хост отключается от локального кластера Vplex , чтобы гарантировать, что хост может получить доступ к другому кластеру Vplex через сайты, хост должен установить соединение с кластером Vplex на другом сайте.
Программное обеспечение PowerPath multi -path может использоваться для настройки пути ACTIVE/PASSIVE, чтобы гарантировать, что хост имеет приоритетный доступ к локальному кластеру Vplex .
Внутренний массив хранения подключается к внутреннему модулю ввода-вывода движка Vplex через коммутатор SAN или напрямую, и нет необходимости настраивать пути межсайтового подключения к другим кластерам Vplex . Witness выбирается для арбитража по мере необходимости. Witness необходимо развернуть в разных доменах отказов двух кластеров Vplex (сторонние сайты), и его можно развернуть только в среде виртуализации VMware, подключившись к двум кластерам Vplex по IP.
(4) Технология распределенного согласованного кэширования. Vplex — это кластерная система, которая обеспечивает распределенные гарантии согласованности кэша и может управлять кэшами двух или более Vplex унифицированным образом, так что хост может получить доступ к общей системе кэширования. Когда хост записывает ввод-вывод в область кэша Vplex , кэш Vplex заблокирует эту область кэширования, и другие хосты не смогут записывать ввод-вывод в эту область кэширования одновременно. Однако, когда хост считывает ввод-вывод, кэш Vplex позволяет нескольким хостам получать доступ к области кэширования. В частности, когда хост получает доступ к данным, управляемым другими узлами Vplex в других кластерах Vplex , унифицированное управление кэшированием сообщит хосту конкретное местоположение кэша этого ввода-вывода, и хост напрямую получит доступ через кластер Vplex . С точки зрения реализации технология распределенного согласованного кэширования не требует, чтобы все кэши оставались унифицированными, но отслеживает небольшие блоки памяти на основе формы каталогов кэширования томов и обеспечивает согласованность данных посредством гранулярности блокировки. Кэш каждого движка делится на локальный кэш (Cache Local) и глобальный кэш (Cache Global). Локальный кэш каждого движка составляет всего 26 ГБ, а остальное — глобальный кэш, как показано на рисунке ниже.
(5) Режим распределенного кэширования: Vplex Local и Vplex Metro используют режим кэширования со сквозной записью. Когда виртуальный том кластера Vplex получает запрос на запись от хоста, ввод-вывод записи напрямую записывается в LUN внутреннего хранилища, сопоставленный с томом ( Vplex Metro содержит два набора LUN внутреннего хранилища). После того, как внутренний массив подтвердит, что ввод-вывод записи завершен, Vplex вернет хосту сигнал подтверждения для завершения этого цикла ввода-вывода записи. Режим кэширования со сквозной записью должен дождаться, пока массив внутреннего хранилища завершит запись на диск и имеет высокие требования к задержке ввода-вывода записи.
Этот режим кэширования со сквозной записью не подходит для решения Vplex Geo, которое поддерживает максимальную задержку кругового обхода между сайтами в 50 мс.
Использование этого режима кэширования окажет очень большое влияние на производительность хоста, что, очевидно, неприемлемо для большинства приложений. Поэтому Vplex Geo использует режим кэширования с обратной записью. В этом режиме после того, как Vplex получает запрос на запись от хоста, он напрямую записывает в кэш контроллера двигателя и зеркалирует ввод-вывод записи в память другого контроллера двигателя и контроллера двигателя другого кластера Vplex , а затем подтверждает этот цикл ввода-вывода записи хосту. Наконец, данные асинхронно сбрасываются в массив хранения на задней стороне двигателя. При возникновении сбоя питания встроенный резервный источник питания двигателя Vplex может гарантировать, что все непостоянные данные в кэше временно хранятся на локальном SSD-накопителе. Режим кэширования с обратной записью может отвечать хосту, не дожидаясь, пока массив хранения на задней стороне запишет данные на диск, что значительно улучшает требования к расстоянию и задержке решения Vplex active-active.
(6) Возможность ускорения чтения ввода-вывода. С кэшем чтения механизм записи ввода-вывода может ускорить чтение ввода-вывода. Чтобы улучшить производительность чтения ввода-вывода, при записи ввода-вывода сначала определите, есть ли соответствующие старые данные в локальном и глобальном кэшах. Если нет, записывайте напрямую в локальный кэш. Если есть старые данные, сначала отмените старые данные, а затем запишите их в локальный кэш, а затем сбросьте запись ввода-вывода на два внутренних массива хранения через режим сквозного кэша записи (см. рисунок ниже). Наконец, отправьте хосту обратную связь о том, что цикл записи ввода-вывода завершен и индекс в глобальном кэше соответствующим образом изменен, а информация совместно используется всеми движками для достижения согласованности распределенного кэша. Кроме того запись ввода-вывода в рамках этого механизма Vplex требует дополнительных 2 задержек на круговую передачу между сайтами (официально заявлено, что задержка составляет 1–1,6 мс). В решении Vplex Metro на основе сквозного кэша записи жертвуется определенная часть производительности записи ввода-вывода.
При чтении ввода-вывода сначала считывается локальный кэш. Если найдено попадание, оно считывается напрямую, и эффект ускорения чтения ввода-вывода очевиден. Если найдено попадание в глобальном кэше, оно считывается из соответствующего кэша движка Vplex в локальный кэш, а затем результат чтения ввода-вывода хоста возвращается обратно. Эффект ускорения чтения ввода-вывода является вторым. Если в глобальном кэше нет попадания, оно считывается из локального внутреннего массива хранения в локальный кэш, и информация и индексная информация в локальном и глобальном кэшах изменяются одновременно.
(7) Поддержка технологии CDP. Vplex обеспечивает только две функции: гетерогенную виртуализацию и зеркалирование хранилища. Такие функции, как моментальные снимки и репликация, требуют добавления собственной реализации RecoverPoint, поэтому сетевой метод Vplex часто используется в сочетании с RecoverPoint. Кроме того, Vplex имеет внутреннее интегрированное программное обеспечение для перенаправления ввода-вывода. Vplex синхронно реплицирует каждый хост-запись ввода-вывода в RecoverPoint. RecoverPoint записывает каждый ввод-вывод и использует CDP для восстановления в любой момент времени. На следующем рисунке сравнивается процесс записи ввода-вывода решений Vplex dual active и Vplex dual active + RecoverPoint CDP. Последнее увеличит задержку записи ввода-вывода и повлияет на производительность.
Продолжение следует. Следите за нашими новостями!
