Слоеные JBOD

В программно-определяемом хранении объемных данных почти всегда есть расслоение данных по быстрым (SSD) и емким (HDD) носителям. 

Примеры ролей SSD в объемном хранении. В Windows Server 2012 R2 это Write Cache (для сглаживания пиковых обращений), Auto Tieiring (для постоянного хранения горячего пула данных, модицифируемого ОС либо вручную). В ZFS-хранилищах: L2ARC (адаптивный кэш чтения), ZIL (журнал записи).

Производительное хранение первого слоя (Primary storage) – обычно  гибридное хранение, на гармоничной смеси SSD / HDD под горячий и холодный слои.

HGST 4U60 – пример JBOD как основы объемного хранения. Сделан в компоновке 4U / 60 HDD с верхней загрузкой дисков. У него два модуля ввода-вывода с двумя портами SAS 12 Гбит на каждом. Возможны разные варианты подключения JBOD: одиночное, кластерное, с каскадированием. Дисковые карманы универсальные – 3.5”/2.5”. Часть HDD может быть заменена на SSD – если того требует программная модель управления данными. Доступны JBOD’ы на дисках 4-6-8-10TB, общей емкостью 240-360-480-600TB соответственно. Можно заказать частично наполненный JBOD, с 24 дисками из 60.

Учитывая общую большую емкость хранения, понятно, что SSD-слой не может быть микроскопическим.  Идеально подходят SAS SSD емкостью 2TB. В зависимости от приложений, относительная толщина горячего слоя колеблется от 3-5% (хранение VM) до 8-10% (OLTP). К примеру, для варианта JBOD на дисках 10TB, при заполнении HDD 4 рядов из 5 получаем 480TB холодного объема. Заполняя оставшийся ряд SSD по 2TBполучим отношение горячего/холодного объемов ~ 4%.

Приведенные в качестве примера SSD хороши всем: емкостью, высокой производительностью записи коротким блоком (37K IOPS), большим ресурсом перезаписи ячеек (DWPD = 30). И это SAS (!) – со всеми вытекающими преимуществами производительности и отказоустойчивости.

Преодолевая барьеры производительности SDS

Для программно-определяемого хранения (SDS) объемных данных используют комбинации серверов 1U и JBOD – добиваясь гибкости, управляемости, запаса масштабирования и сервисных преимуществ. Наибольшую свободу подключения хранилищ к серверам дают SAS HBA Avago 9305-16e. В базовом контроллере этого хост-адаптера, SAS 3216, по сути реализованы два контроллера на чипе. Его 4 внешних порта 12Гб SAS (SFF-8644) и способность отдавать свыше 1.5 млн. IOPS неоценимы в приложениях с высокими требованиями к производительности и объему хранения. 

На этих SAS HBA можно построить масштабируемую многосвязную сеть SAS без дополнительных коммутаторов. Запас каналов SAS позволяет отвести часть из них под синхронизацию памяти узлов в кластерных конфигурациях.

Типичные устройства хранения в такой сети – HGST 4U60 JBOD, 60-дисковые контейнеры с диапазоном емкости 240-600 ТБ и полностью дублированными системами жизнеобеспечения. Вместо части HDD в них могут использоваться SSD – под кэширование и размещение «горячих» данных. По тестам, такие JBOD способны обслужить более 8900 IOPS и поток шириной 8.9 ГБ/с, при объединении каналов Avago 9305-16e.

Производительная инфраструктура объемного хранения востребована в хостинге виртуальных машин, видеопроизводстве, обработке больших массивов неструктурированных данных.