به "وبلاگ فالنیک ( ایران اچ پی)" خوش آمدید    |   وبسایت فالنیک (ایران اچ پی)
امروز چهارشنبه ۱۶ آذر ۱۴۰۱ - تماس با فالنیک : 8363-021

آموزش رایگان Data Storage؛ کنترلرها چه نقشی در دنیای آرایه‌های ذخیره‌ساز دارند؟

کنترلرها چه نقشی در دنیای آرایه‌های ذخیره‌ساز دارند

کنترل‌کننده آرایه (array controller) قطعه‌ای است که مسئولیت مدیریت دیسک درایوهای فیزیکی را بر عهده دارد، به‌طوری که دیسک‌ها را به عنوان یک واحد یکپارچه به میزبان‌ها نشان می‌دهد. کنترلر رید، کارت یا تراشه‌ای است که نقش واسط را میان سیستم‌عامل و درایوهای ذخیره‌ساز بر عهده دارد. کنترلرهای آرایه‌ها بر مبنای معماری‌های مختلفی طراحی می‌شوند که هر یک مزایا و معایب خاص خود را دارند. در ادامه به معماری دو کنترلری و معایب آن؛ معماری های ذخیره ساز مشبک، LUN، آرایه‌های کلاس سازمانی و… می‌پردازیم. با فالنیک همراه باشید.

قیمت استوریج با گارانتی معتبر فالنیک و مشاوره رایگان خرید
علاوه بر مناسب بودن قیمت استوریج، داشتن گارانتی معتبر و اصلی هم در خرید استوریج اهمیت بالایی دارد. فالنیک، در کنار قیمت مناسب، ۱۸ ماه گارانتی اصلی و معتبر برای استوریج و دستگاه ذخیره سازی اطلاعات ارائه می‌دهد. شماره تماس مشاوره رایگان و اطلاع از قیمت استوریج: ۰۲۱۵۴۵۹۱۹۱۸
قیمت استوریج

معماری دو کنترلری در ذخیره سازی چیست؟

در معماری‌های دو کنترلری شما آرایه‌های ذخیره‌سازی با دو کنترلر در اختیار دارید. کنترل‌کننده‌ها اغلب با نام‌های دیگری مانند گره‌ها یا موتورها و به عنوان هدها (head) در دنیای NAS شناخته می‌شوند.

در تمام پیکربندی‌های کنترل‌کننده دوگانه، زمانی که به‌نظر می‌رسد هر دو کنترلر همزمان فعال هستند، در وضعیت فعال/فعال قرار ندارند. هر LUN فقط با یکی از کنترل‌کننده‌ها در ارتباط است. به‌عنوان یک قاعده کلی LUNهای با اعداد فرد متعلق به یک کنترل‌کننده و LUNهای زوج متعلق به کنترل‌کننده دیگری هستند. فقط کنترل‌کننده‌ای که مالک LUN است، قادر به خواندن و نوشتن مستقیم روی LUN است. آرایه‌های کنترل‌کننده دوگانه بر اساس هر LUN فعال/غیرفعال عمل می‌کنند. یک کنترل‌کننده مالک LUN است و بنابراین برای آن LUN فعال است، در حالی که کنترل‌کننده دیگر غیرفعال است و مستقیماً روی LUN اطلاعاتی را نمی‌خواند یا نمی‌نویسد. این معماری به‌نام دسترسی به واحد منطقی غیر متقارن (ALUA) سرنام asymmetric logical unit access شناخته می‌شود.

اگر یک میزبان از طریق کنترل‌کننده غیرمالک به یک LUN دسترسی پیدا کند، کنترل‌کننده غیرمالک باید درخواست را به کنترل‌کننده مالک ارسال کند، که تاخیری در عملیات خواندن و نوشتن به وجود می‌آورد.

اگر این وضعیت ادامه پیدا کند، مالکیت LUN (کنترل‌کننده‌ای که عملیات خواندن و نوشتن مستقیما به LUN را مدیریت می‌کند) باید تغییر کند. نرم‌افزار ویژه نصب شده روی میزبان که به آن نرم‌افزار چند مسیری (multipathing) گفته می‌شود به مدیریت این فرآیند کمک می‌کند و مالکیت کنترل‌کننده را به‌طور خودکار و بدون دخالت کاربر تغییر می‌دهد.

برای روشن شدن بحث مثالی در ارتباط با یک سیستم کنترل‌کننده دوگانه که ALUA را پیاده‌سازی می‌کند ارائه می‌کنیم. فرض کنید یک سیستم کنترل‌کننده دوگانه دارید که یک کنترلر به نام CTL0 و دیگری به نام CTL1 است.

معماری دو کنترلری در ذخیره سازی
معماری‌های دو کنترلری آرایه‌های ذخیره‌سازی با دو کنترلر را در اختیار کاربران قرار می‌دهند.
پیشنهاد مطالعه

این سیستم دارای ۱۰ عدد LUN است. CTL0 مالک تمام LUN‌های فرد است و CTL1 مالک تمام LUNهای زوج است. وقتی می‌گوییم یک کنترلر دارای LUN است، منظورمان این است که قابلیت خواندن و نوشتن انحصاری در اختیار LUN وجود دارد. در این پیکربندی، ممکن است مشاهده کنید که هر دو کنترلر فعال هستند و به همین دلیل برخی از کارشناسان آن‌ها را فعال/فعال می‌نامند. تنها یک کنترلر در هر مقطع زمانی به هر LUN دسترسی خواندن/نوشتن دارد.

در این‌جا، نکته ظریف، اما مهمی وجود دارد. اگر یکی از کنترل‌کننده‌ها در یک سیستم کنترل‌کننده دوگانه از کار بیفتد، کنترل‌کننده دیگر مالکیت LUN‌هایی را که قبلاً متعلق به کنترل‌کننده سالم بود در اختیار می‌گیرد. چنین تکنیکی عالی به‌نظر می‌رسد، اما مشکل این جاست که حجم کار کنترلر باقی مانده دو برابر شده است.

سیستم‌های کنترل‌کننده دوگانه سال‌هاست وجود دارند و پیاده‌سازی نسبتاً ساده‌ای دارند و به دلیل هزینه نه چندان بالا، مورد توجه فروشندگان و البته مصرف‌کنندگان قرار دارند. این معماری در محیط‌های کوچک تا متوسط ​​محبوب است و اغلب به عنوان آرایه‌ میان‌رده شناخته می‌شود.

معایب معماری دو کنترلر (Dual-Controller Shortcomings)

موارد زیر مهم‌ترین نکاتی هستند که باید در مورد معماری‌های کنترل کننده دوگانه بدانید:

  • وقتی یک کنترلر از کار بیفتد، کنترلر دیگر حجم کار کنترلر خراب را بر عهده می‌گیرد، این‌کار باعث افزایش حجم کار کنترلر باقی مانده می‌شود. یک آرایه کنترل‌کننده دوگانه با هر دو کنترل‌کننده که با ۸۰ درصد ظرفیت طراحی شده کار می‌کنند، در صورت خرابی یکی از کنترل‌کننده‌ها با مشکلات عملکردی زیادی روبرو می‌شود.
  • هنگامی که کنترلر در سیستم کنترل‌کننده دوگانه از کار می‌افتد، سیستم باید به حالت Write-through به معنای انتقال داده‌های حافظه کش به فضای پشتیبان برود. در این حالت، I/O باید قبل از صدور تاییدیه (ACK) برای میزبان از ایمن بودن دیسک پشتیبان اطمینان حاصل کند. این موضوع اهمیت زیادی دارد، زیرا صدور یک ACK زمانی که داده‌ها در حافظه نهان هستند، خطرناک است، زیرا ممکن است کنترل‌کننده دیگر نیز از کار بیفتد و داده‌ها از دست بروند. هنگام آغاز عملیات I/O در حافظه نهان و در وضعیت نوشتن هیچ پیام ACK صادر نمی‌شود، عملکرد آرایه به شدت کاهش پیدا می‌کند.
  • معماری‌های دو کنترلری از نظر مقیاس‌پذیری به شدت محدود هستند و نمی‌توانند بیش از دو گره کنترل‌کننده داشته باشند.

کارشناسان شاهد مشکلات عملکردی بسیاری در محیط‌های SAN بوده‌اند، آرایه‌های کنترل‌کننده دوگانه، هنگامی که یکی از کنترل‌کننده‌ها از کار می‌افتد در حداکثر ظرفیت خود کار می‌کنند، اما کنترلر توانایی پاسخ‌گویی سریع به حجم زیادی از بارهای کاری را ندارد.

کارشناسان سیستم‌های ایمیلی را مشاهده کرد‌ه‌اند که قادر نبودند به موقع ایمیل‌ها را ارسال و دریافت کنند. این مشکل زمانی به‌وجود می‌آید که آرایه ذخیره‌ساز مرکزی مجبور است روی یک کنترل‌کننده اجرا شود. حتی زمانی که کنترلر خراب تعویض می‌شود، صف‌های ایمیل ممکن است ساعت‌ها و گاهی چند روز طول بکشد تا ارسال یا دریافت شوند و سیستم دوباره به حالت اولیه خود بازگردد. طبیعی است در چنین شرایطی هیچ متخصصی دوست ندارد مدیر/معمار شبکه یا مسئول سرویس‌های ذخیره‌سازی چنین محیطی باشد.

معماری‌های ذخیره‌ساز مشبک (Grid Storage Architectures)

معماری‌های ذخیره‌ساز شبکه‌ای یا همان مشبک که به‌عنوان معماری‌های خوشه‌ای یا مقیاس‌پذیر شناخته می‌شوند، راه‌کاری برای غلبه بر محدودیت‌های معماری‌های کنترل‌کننده دوگانه هستند. آن‌ها بیش از دو کنترلر دارند و نسبت به معماری‌های دو کنترلر قدیمی بسیار مدرن‌تر و با نیازهای امروزی سازگارتر هستند.

پیشنهاد مطالعه

مالکیت واقعی LUN بر مبنای یک معماری فعال/فعال (Active/Active)

تفاوت اصلی معماری جدید در مقایسه با اکثر معماری‌های کنترل‌کننده دوگانه این است که همه کنترل‌کننده‌ها در یک آرایه مبتنی بر شبکه به عنوان یک واحد منطقی و در یک پیکربندی فعال/فعال واقعی عمل می‌کنند. وقتی می‌گوییم فعال/فعال واقعی، یعنی با محدودیت‌های معماری ALUA کنترل‌کننده دوگانه روبرو نیستیم. در معماری‌های شبکه، چندین گره می‌توانند مالکیت و نوشتن بر روی هر یک و همه LUN را داشته باشند.

یک میزبان می‌تواند از طریق هر یک از مسیرهای موجود به LUN که در دسترس است، عملیات I/O را ارسال کند، بدون این‌که تاخیری از بابت تغییر مالکیت کنترل‌کننده به‌وجود آید. در آرایه‌های کنترل‌کننده دوگانه، میزبان می‌تواند دستورات I/O را به یک LUN خاص (دقت کنید به یک LUN) و آن هم از طریق مسیرهای کنترل‌کننده مالک بدون ایجاد تأخیر اضافی ارسال کند که در دنیای محاسبات امروزی چندان جالب نیست، در حالی که معماری فعال‌فعال چنین نیست.

نکته: در این ارتباط اصطلاحی به‌نام scale-out وجود دارد که ترجمه مفهومی آن مقیاس‌پذیری افقی است (در نقطه مقابل مقیاس‌پذیری عمودی scale up) و شما می‌توانید به‌طور مستقل گره‌های بیشتری را اضافه کنید که می‌توانند شامل پردازنده مرکزی، حافظه و پورت‌ها به سیستم و همچنین درایوهای بیشتری باشند. این معماری متفاوت از معماری سیستم‌های مبتنی بر مقیاس‌پذیر عمودی است که فقط امکان اضافه کردن درایوهای بیشتری را می‌دهند. مثال ساده در معماری‌های کنترل‌کننده دوگانه را دوباره بررسی می‌کنیم، ۱۰ عدد LUN در آرایه با چهار کنترل‌کننده داریم. معماری ما از نوع شبکه‌ای یا همان مشبک است، هر چهار گره می‌توانند برای هر ۱۰ LUN فعال باشند و روی آن‌ها بنویسند پس به میزان قابل توجهی باعث بهبود کارایی می‌شود.

خدمات بازیابی اطلاعات در فالنیک
نرم‌افزارهای بازیابی اطلاعات، یا توانایی بازیابی داده‌های شما را ندارند یا نمی توانند تمامی اطلاعات را بازیابی کنند. استفاده از آنها کار بازیابی و احتمال بازگرداندن اطلاعات را کاهش می‌دهند. مرکز تخصصی بازیابی اطلاعات فالنیک اطلاعات هاردهایی را بازیابی می‌کند که سیستم شناسایی‌شان نمی‌کند.
درخواست بازیابی اطلاعات


نویسنده :

ارسال دیدگاه



خرید سرور hp
شارژ کارتریج
نصب و راه اندازی شبکه
خرید استوریج
پادکست
ایبوک فالنیک
تک تاک
نویسنده مهمان فالنیک
سوئیچ شبکه
استفاده از مطالب سایت فالنیک (ایران اچ پی) فقط برای مقاصد غیر تجاری و با ذکر منبع بلامانع است. کلیه حقوق سایت متعلق به فالنیک (ایران اچ پی) است.