SSD akcelerátor v PCIe slotu. Až 25 SSD/SAS/NL-SAS disků na jeden server

Transkript

1 AC Privátní Cloud Popis funkcí 1. Základní stavební jednotka - x86 server Základní stavební jednotkou systému jsou 2U x86 servery, které slouží zároveň pro ukládání dat (storage cluster) i jako HW vrstva pro serverovou virtualizaci na VMware vsphere. 10 Gbit konektivita - směrem uživatelům i mezi servery clusteru SSD akcelerátor v PCIe slotu Využití části jader CPU jako řadičových čipů a částí pro provoz aplikací. Až 24 fyzických jader (48 s hyperthreadingem). Využití RAM jako diskové cache a zároveň pro virtuální stroje. Až 768 GB RAM na jeden nod. Až 25 SSD/SAS/NL-SAS disků na jeden server Jednotlivé nody (servery) lze nakonfi gurovat přesně podle požadavků aplikací a v případě změny v budoucnu je jejich rozšíření jednoduchou a levnou záležitostí. Systém se skládá minimálně ze tří serverů a lze jej škálovat do celkového počtu v řádu desítek jednotek. Už základní konfi gurace 3 serverů nabízí zajímavé výkony a kapacity. Hlavní parametry jsou shrnuty v následující tabulce: Kategorie 1 server Základní konfigurace 3 serverů Procesor až 2x 12-ti jádrový Xeon řady E až 6x 12-ti jádrový Xeon řady E RAM 24 slotů, až 768 GB 72 slotů, až 2,3 TB Konektivita 10 Gbit IP/iSCSI, 2x-6x 10 Gbit SFP+ 10 Gbit IP/iSCSI, 6x-18x 10 Gbit SFP+ Disková kapacita 25x2,5'' pozice nebo 12x 3,5'' pozice 75x2,5'' pozice nebo 36x3,5'' pozice Diskový výkon až IOPS a latence <1ms až IOPS a latence <1ms Typy disků - 2,5'' GB SAS 10k nebo 1 TB 7,2k Typy disků - 3,5'' GB SAS 15k nebo 1-4TB SATA 7,2k Typy disků - SSD GB SLC PCIe nebo GB emlc SAS Jednou z výrazných výhod konceptu nekupujme disková pole a SAN infrastrukturu a postavme vše na x86 serverech je cena. Mezi diskovými poli různých řad a různých výrobců jsou velké technické rozdíly, protože každý výrobce si vyvíjí svůj vlastní systém = náklady na vývoj jsou následně zohledněny poměrně vysokou cenou výsledného produktu. Naproti tomu rozdíly mezi x86 servery u velkých výrobců (IBM, DELL, HP, Fujitsu) jsou zanedbatelné (komponenty jsou standardizované) a při výběru dodavatele hraje roli spíše cena než drobné nuance v technickém provedení. Díky vysoké konkurenci mezi výrobci je tak možné HW pořídit za zlomek ceny při srovnání s infrastrukturou SERVER-SAN-DISKOVÉ POLE. Toto je obecný trend na dnešním IT trhu a čím dál tím více odborníků hovoří o softwarově defi nované storage.

2 2. Výkon Gbit konektivita Jednotlivé servery jsou propojeny 10 Gbit konektivou dvojicí redundantních IP switchů. Ty slouží jak pro komunikaci v rámci clusteru, tak i pro komunikaci se zbytkem infrastruktury (připojení do LAN) Přístup na všechny disky v systému Storage vrstva AC Privátního Cloudu zajišťuje, aby virtuální servery vždy využívaly výkon všech disků v clusteru bez ohledu na nastavené virtuální svazky. Toto se týká zápisových i čtecích operací. Rozložení dat přes všechny disky v systému 2.3. SSD akcelerace Do každého serveru v clusteru lze zakomponovat SSD akcelerátor v kapacitách 200 GB, 400 GB i větší. SSD akcelerátor je umístěn v PCIe slotu a je tudíž přístupný procesoru přímo po sběrnici tzn. nedochází ke snížení výkonu a zvýšení latencí průchodem přes řadič. Tento systém dokáže razantním způsobem zvýšit výkon celého diskového subsystému za velmi nízkou cenu. Akcelerovat je možné čtecí i zápisové operace. Při akceleraci zápisových operací je nutné umístit SSD akcelerátor do alespoň dvou serverů, aby bylo zajištěno jejich zrcadlení a zamezilo se ztrátě dat a výpadku provozu v případě selhání HW. SSD akceleraci lze nasadit na základě požadavků aplikací. Existují následující možné scénáře: 1. Akcelerace vytipovaných virtuálních strojů - zejména se jedná o náročné informační systémy, databáze (Oracle, SQL) a v některých případech také o poštovní server. Tato varianta je zaměřená nejcíleněji na konkrétní nejvytíženější aplikace a SSD výkon je pro tyto aplikace rezervován. 2. Akcelerace všech VM serverů - akcelerovat storage výkon mohu také na úrovni celého serveru. Smysl dává především umístit všechny virtuální stroje vyžadující velký diskový výkon na jeden ze serverů clusteru a tento server následně akcelerovat. Dojde tak k velmi efektivnímu využití SSD technologie. Akcelerátor s relativně malou kapacitou tak dokáže až 10x zvýšit výkon (řádově desítky tisíc IOPS) a až 100x snížit latence (řádově mikrosekundy). Abychom se na podobný výkon dostali s klasickými točícími se disky, bylo by nutné postavit storage ne na desítkách ale na stovkách disků. To by samozřejmě bylo velmi nákladné. Na druhou stranu postavit celý storage pouze na SSD discích je také velmi drahé a výkon v řádů stovek tisíc IOPS je pro řadu společností zbytečný. Chytrá SSD akcelerace představuje velmi zajímavý kompromis jak spojit relativně nízkou pořizovací cenu s využitelným výkonem v řádu desítek tisíc IOPS. 3. Akcelerace všech serverů v clusteru se sdílením SSD disků - pokud není žádané či potřebné vybírat, které aplikace je nutné akcelerovat, je možné nasadit SSD akceleraci do všech serverů AC Privátního Cloudu. Obsah SSD je pak zrcadlen/sdílen mezi všemi servery a aplikace jsou akcelerovány bez ohledu na to, na kterém fyzickém serveru běží. Data uložená v SSD discích jsou navíc navázána na konkrétní virtuální stroj - pokud je přemigrován (manuálně nebo automaticky s DRS), akcelerovaný obsah se přesune spolu s ním. PCIe SSD akcelerátor

3 3. Vysoká bezpečnost 3.1. Zabezpečení v rámci clusteru - ZERO DOWNTIME Servery AC Privátního Cloudu mezi sebou na storage úrovni komunikují a pracují s daty tak, aby bylo zajištěno, že v jednu chvíli jsou konkrétní data uložena na minimálně dvou serverech. Díky tomu je zabezpečeno, že v případě fyzického selhání jednoho ze serverů v clusteru nedojde k žádné ztrátě dat. Systém tuto funkci navíc zajišťuje transparentně vzhledem k aplikacím - ty vůbec nepoznají, že se něco stalo a pokračují v provozu bez jakéhokoliv výpadku. Na úrovni virtuálních strojů je vysoká dostupnost zajištěna prostřednictvím VMware HA clusteru, popřípadě Fault Tolerant funkcí. V případě výpadku tedy virtuální stroje automaticky přepadnou na další servery v clusteru. Korektní stav Konektivita mezi servery clusteru je vždy umožněna minimálně dvojicí 10 Gbit IP prvků. Zapojení je vždy redundantní, aby v případě výpadku jednoho switche nedošlo k přerušení provozu ani ztrátě konektivity. Co se děje při výpadku serveru? Nedojde ke ztrátě dat - data byla redundantně uložena zároveň na více serverech. Systém zajistí automatický failover storage části - Vmware prostředí vůbec nezjistí, že došlo k výpadku a pokračuje bez výpadku v provozu. Na úrovni VMware dojde k přepadnutí virtuálních strojů ze selhaného serveru na další servery v clusteru. Výpadek jednoho prvku Celý systém má navíc globální spare kapacitu. V případě výpadku jednoho ze serverů v clusteru pak dojde k automatické resynchronizaci = data se bez zásahu administrátora dostanou do zrcadleného stavu a systém bude opět odolný proti výpadku. Resynchronizace dat = opět plné zrcadlo A když je server opět zprovozněn? Po opravě HW se systém dostane do původního stavu - VM jsou přesunuty zpět na původní server a data se rozstripují mezi všechny servery v clusteru. Celkově je tedy systém odolný proti výpadku kterékoliv komponenty clusteru (no single point of failure). Kromě zajištění provozu v případě selhání hardware tato funkce usnadňuje správu celého systému - při řízeném výpadku (odstávce) pak lze udělat údržbu za plného provozu. Jakékoliv rozšiřování systému, migrace a podobné činnosti se také provádějí za plného provozu a s minimálním omezením výkonu. Návrat do korektního stavu po výpadku

4 4. Rozšiřitelnost/škálovatelnost U klasického scénáře (SERVER-SAN-POLE) je fi nančně výhodnější při nákupu celý systém předimenzovat tak, aby dostačoval po celou dobu plánované životnosti. Cena rozšíření je totiž výrazně vyšší než při pořízení nového systému - při rozšíření musíte koupit HW od předchozího výrobce a neexistuje konkurenční boj mezi výrobci. Navíc rozšiřování diskového pole (dokupování disků) je výrazně dražší než dokupování (technicky totožných) disků do serveru. Rozšíření doplněním komponent (HDD, RAM, SSD akcelerace) Pro srovnání: 600 GB SAS HDD - diskové pole IBM V7000 Storwize = Kč v ceníkové ceně 600GB SAS HDD - HP DL380p server = Kč v ceníkové ceně AC Privátní Cloud je nezávislý na výrobci HW. Díky tomu je cena HW při pořízení a při rozšiřování řešení cenově srovnatelná = není třeba systém při pořízení předimenzovat (obtížně se odhadují nároky za rok natož za tři roky) a uspoří se značná část nákladů. AC Privátní Cloud je škálovatelný do desítek až stovek serverů, to je na storage řádově od desítek do stovek disků (základní konfigurace má k dispozici 75 pozic pro disky). Systém bývá navíc dimenzován tak, aby ho bylo možné jednoduše rozšířit bez nutnosti pořízení nového serveru - je v něm dostatek volných pozic pro disky, dostatek PCIe slotů, volné RAM sloty apod. A jak už bylo zmíněno výše, dokupovaní komponent do serveru je výrazně levnější než dokupování komponent do diskového pole. Rozšíření doplněním dalších serverů (roste výpočetní i storage výkon)

5 5. Zálohování a Disaster Recovery S rostoucím významem IT jde ruku v ruce i požadavek na zajištění dostupnosti dat a zachování provozu i v případě výpadku produkční lokality (většinou z důvodu pohromy - výpadek proudu, zaplavení, požár, krádež apod.). Současně je potřeba data společnosti zálohovat a chránit před chybou uživatele nebo aplikace. AC Privátní Cloud obě tyto důležité funkce obsahuje Lokální záloha Pro běžný provoz, tedy časté zálohy a hlavně rychlé obnovy je vhodné umístit zálohovací zařízení přímo na LAN síti ve stejné lokalitě. I když je vhodné umístit zálohovací zařízení do jiné místnosti nebo budovy v rámci lokality, není to podmínkou Replikace dat off-site a zajištění DR Kromě lokální zálohy je však nutné data zabezpečit i pro případ výpadku celé hlavní lokality. Nabízejí se dvě varianty: Zbytek společnosti nepotřebuje v případě výpadku hlavní lokality okamžitý přístup k aplikacím. V tomto případě stačí off-site umístit pouze úložiště pro data a provoz bude obnoven v hlavní lokalitě po odstranění havárie (řádově dny až týdny). Zbytek společnosti musí být schopen fungovat i bez hlavní lokality. V tomto případě je kromě datového úložiště nutné v off-site lokalitě zajistit také serverové prostředí pro běh aplikací. Může se jednat například o rezervovaný výkon v hostingovém centru AC nebo starší infrastrukturu klienta, která už nestačila pro běh produkčního prostředí. Hlavní vlastnosti jsou: Blokový přístup - zálohují se pouze změněné bloky a ne celé změněné soubory. Z toho plyne výrazně nižší zatížení sítě i výrazně vyšší rychlost zálohování Zálohování na úrovni virtuálních strojů - jsou zálohovány celé virtuální stroje včetně operačního systému - díky tomu lze data i celé virtuální stroje jednoduše obnovit i na jiný HW. Krátké intervaly mezi zálohami (RPO) - systém umožňuje zálohovat ne jednou denně, ale až v 15-ti minutových intervalech. Typické nastavení je záloha jednou denně. Instantní obnova (RTO) - data není potřeba obnovovat - jsou přímo přístupná ze zálohovacího úložiště. Je tak možné přímo spustit virtuální stroje a použít backup úložiště jako záložní diskové pole. V případě, že je pro některé aplikace nebo celé prostředí požadovaná lepší úroveň ochrany (lepší RTO a RPO), je možné doplnit integrované funkce o další SW, který tyto parametry naplní.