Метрокластер: 5 основных “active -active” решений. Цикл статей. Часть 3.
Вендор предлагает два различных решения для технологии хранения SVC active-active:
- Enhanced Stretch Cluster и
- HyperSwap ,
оба из которых являются решениями хранения active-active для центров обработки данных на основе виртуализированных платформ хранения, предоставляя архитектуру хранения active-active или высокой доступности для приложений верхнего уровня, гарантируя, что любой отказ компонента на уровне хранения не прервет работу приложений верхнего уровня. SVC Enhanced Stretch Cluster, также известный как архитектура растянутого кластера SVC, растягивает два узла в одной и той же группе ввода-вывода SVC в режиме взаимной защиты по сайтам, рассредоточенным в двух разных центрах обработки данных, соединенных оптоволоконными линиями связи. Данные зеркалируются на два хранилища на двух сайтах в режиме реального времени с помощью технологии Vdisk Mirror. По сравнению с SVC ESC, основная цель SVC HyperSwap заключается в устранении скрытых опасностей локальных узлов SVC, увеличении избыточных путей хранения хоста и дальнейшем повышении высокой доступности SVC active-active. Технология Metro Mirror используется для достижения синхронизации данных в реальном времени между двумя группами ввода-вывода и двумя наборами хранилищ, одновременно решая проблемы производительности, вызванные сбоями одного узла SVC, и проблему недоступности томов данных, вызванную сбоями двух узлов. Архитектуры двух вышеупомянутых решений являются симметричными. Арбитраж может быть настроен на третьем сайте для предотвращения возникновения сплит-брейна.
(1) Общая архитектура:
SVC ESC принимает растянутую топологию (рисунок 1 ниже). Каждый сайт имеет по крайней мере один узел, и каждый сайт имеет один набор хранилищ. Синхронизация в реальном времени поддерживается через SVC VDM. Хост видит только один Vdisk . Хост устанавливает пути соединения с узлами SVC на обоих сайтах, так что хосты на обоих сайтах могут читать и записывать локальные узлы SVC и хранилище, достигая цели активного-активного хранилища. Сети хранения двух сайтов каскадируются через оптоволокно между DWDM. SVC HyperSwap принимает топологию HyperSwap (рисунок 2 ниже). Каждый сайт имеет по крайней мере одну группу ввода-вывода, и каждая группа ввода-вывода настроена с двумя узлами SVC, что улучшает избыточность локальных узлов SVC. Каждый сайт имеет один набор хранилищ, который поддерживается в синхронизации в реальном времени через SVC Metrol Mirror. Для хостов на разных сайтах они видят разные LUN. Хост устанавливает пути соединения с двумя группами ввода-вывода на разных сайтах, что улучшает избыточность путей.
(2) Сетевое взаимодействие и арбитраж по оптоволоконному каналу:
Оба решения могут устанавливать частные и публичные сети FC для изоляции доступа. Частная сеть используется для синхронизации данных между двумя узлами SVC или между двумя группами кэша групп ввода-вывода SVC. Публичная сеть используется для передачи данных между хостом и узлом SVC, а также между узлом SVC и хранилищем. Сеть хранения FC двух сайтов каскадируется через две пары оптоволоконных кабелей между кросс-сайтом DWDM (мультиплексирование с разделением по длине волны). С точки зрения арбитража поддерживаются два режима: арбитражный диск и арбитражный сервер. Режим арбитражного диска использует каналы FC, а режим арбитражного сервера использует IP-каналы.
(3) Путь доступа к вводу/выводу:
В решении SVC ESC хост должен быть настроен с путями ввода/вывода к узлам SVC на локальном сайте и узлам SVC на удаленном сайте, чтобы гарантировать, что при отказе узла на локальном сайте путь хоста может быть немедленно переключен на удаленный сайт для доступа к другим узлам SVC в той же группе ввода/вывода; в решении SVC HyperSwap пути узлов доступа к хосту между сайтами являются необязательными конфигурациями. Чтобы избежать длительного RTO в сценарии отказа всех путей хранения (APD) на сайте, рекомендуется настроить пути узлов доступа к хосту между сайтами. Сторона хоста использует программное обеспечение SDDPCM multipath и настраивает политику путей на основе ALUA, чтобы указать, какой узел SVC является локальным узлом хоста, не позволяя хосту получать доступ к другим узлам SVC через сайты. Когда локальные пути не полностью вышли из строя, хост будет отдавать приоритет доступу к предпочтительному узлу группы ввода/вывода SVC HyperSwap на локальном сайте. Когда все локальные пути выходят из строя, хост будет получать доступ к удаленной группе ввода-вывода SVC HyperSwap через сайты. Однако политика путей на основе ALUA не может определить, какой удаленный узел SVC Preferred Node является предпочтительным. Поэтому политика ALUA станет Round-Robin, опрашивая порты всех удаленных узлов SVC.
(4) Функция осведомленности о сайте SVC ESC:
Все объекты на двух сайтах имеют атрибуты, специфичные для сайта, включая узлы SVC, хосты, хранилище и т. д., что преуменьшает значение концепции предпочтительного узла группы ввода-вывода в локальном кластере SVC. Два узла в группе ввода-вывода равноправны. Хосты на двух сайтах могут получать доступ к одному и тому же Vdisk параллельно через два узла SVC в одной группе ввода-вывода. То есть локальная оптимизация чтения ввода-вывода и локальная оптимизация записи ввода-вывода обеспечивают локализацию ввода-вывода и позволяют избежать влияния на производительность, вызванного удаленным доступом к вводу-выводу.
(5) Характеристики механизма кэширования SVC ESC:
Каждый узел SVC содержит кэш определенной емкости для хранения данных ввода-вывода хоста в реальном времени, что снижает влияние на производительность, вызванное физическим хранилищем ввода-вывода. SVC размещается между хостом и хранилищем, но не увеличивает задержку ввода-вывода хоста, обращающегося к хранилищу. SVC имеет эффект расширения кэша хранилища нижнего уровня, что в определенной степени повышает производительность хранилища нижнего уровня. Когда узел группы ввода-вывода SVC ESC выходит из строя, другой узел берет на себя управление, кэш записи отключается и включается режим сквозной записи с небольшим ухудшением производительности (по сравнению с SVC HyperSwap , в сценарии отказа сайта удаленная группа ввода-вывода по-прежнему имеет полный механизм защиты кэша записи, чтобы избежать ухудшения производительности, вызванного прямым входом в режим сквозной записи). Группа ввода-вывода SVC ESC использует набор таблиц кэша, поэтому она может реализовать механизм взаимного исключения блокировки ввода-вывода записи, реализовать истинный active-active двух узлов SVC и хранилища одного и того же Vdisk. Когда питание любого узла SVC выходит из строя, встроенная батарея SVC или внешний модуль ИБП могут продолжать подавать питание до тех пор, пока все данные кэша в узле SVC не будут сброшены в массив хранения на внутреннем сервере, а затем узел SVC будет выключен.
(6) Механизм master—slave volume SVC HyperSwap :
После установления связи между томами HyperSwap хосты на двух сайтах сопоставляют главный том и вспомогательный том соответственно, указывая, какой том действует как главный том и предоставляет все службы ввода-вывода; с группой ввода-вывода SVC главного тома все запросы на чтение и запись с двух сайтов должны проходить через эту группу ввода-вывода. Если группа ввода-вывода главного тома и хост находятся на одном сайте, хост на этом сайте может локально читать и записывать группу ввода-вывода и внутренний массив хранения. Если группа ввода-вывода главного тома и хост находятся не на одном сайте, хост на этом сайте пересылает запрос в группу ввода-вывода, где расположен главный том, через группу ввода-вывода SVC этого сайта, которая будет обрабатывать запросы на чтение и запись; HyperSwap автоматически сравнивает локальный трафик чтения и записи ввода-вывода и трафик чтения и записи перенаправленного ввода-вывода, чтобы решить, следует ли поменять местами свойства главного и вспомогательного томов. Трафик ввода-вывода относится к числу секторов, а не к числу операций ввода- вывода . После того, как том HyperSwap впервые создан и инициализирован, система автоматически определяет, какой том является главным. Если трафик ввода-вывода тома AUX (трафик ввода-вывода переадресации чтения и записи) превышает 75% всего трафика ввода-вывода в течение более 10 последовательных минут, свойства томов Master и Aux будут изменены на противоположные, что позволяет избежать частых изменений. Подводя итог, можно сказать, что в рамках механизма тома Master-Slave HyperSwap хосты на двух сайтах могут реализовать локальное чтение и запись локальной группы ввода-вывода, но два набора межсайтовых хранилищ находятся в режиме активного резервирования. Внутренний массив хранения, сопоставленный главным томом, является основным хранилищем, а внутренний массив хранения, сопоставленный вспомогательным томом, является хранилищем горячего резервирования.
(7) Технология бесшовной миграции томов SVC (NDVM):
Она может переносить виртуальные тома в разные группы ввода-вывода, быстро реагировать на сбои узлов и автоматически переносить виртуальные тома, сталкивающиеся с единичными сбоями, партиями, так что разные группы ввода-вывода больше не существуют изолированно в кластере, формируя избыточную защиту между несколькими группами ввода-вывода (см. рисунок ниже). Она будет анализировать различные риски, возникающие в результате операции миграции, чтобы гарантировать безопасность и надежность процесса миграции. Эта технология реализована с помощью приложения, встроенного в SVC, которое просто в развертывании, удобно в использовании и имеет низкие системные накладные расходы. Кроме того, кластер можно быстро восстановить до нормального состояния, быстро заменив отказавший узел на теплый резервный узел (см. рисунок ниже).
Продолжение следует. Следите за нашими новостями!
