Kiedy macierz dyskowa staje się osobną warstwą między serwerem rackowym a aplikacjami firmowymi

Infrastruktura IT w wielu przedsiębiorstwach błyskawicznie weryfikuje wydajność pierwotnych założeń sprzętowych. Pojedynczy serwer rackowy z lokalnymi dyskami przestaje wystarczać w środowisku rosnącej liczby procesów. Kolejne wirtualne maszyny generują duży ruch i wymuszają jednoczesny dostęp do wspólnych systemów bazodanowych. Początkowa architektura obsługuje podstawowe aplikacje bez większych problemów. Dokładanie następnych obciążeń prowadzi jednak do konfliktów w komunikacji sprzętowej. Pojawiają się także ograniczenia pojemnościowe fizycznych nośników danych. Administratorzy stają wówczas przed wyborem między dalszą rozbudową pojedynczych węzłów a stworzeniem wydajnej sieci współdzielonej. Oddzielenie przestrzeni dyskowej od maszyn obliczeniowych pozwala zapewnić ciągłość działania kluczowych procesów biznesowych. Takie podejście ułatwia również późniejsze utrzymanie całej infrastruktury informatycznej.

Dyski lokalne a współdzielona warstwa storage w firmie

Lokalne nośniki w serwerze rackowym tworzą rozwiązanie typu DAS, czyli przestrzeń przypisaną wyłącznie do jednej maszyny. Specjaliści z firmy GIGASERWER regularnie modyfikują takie konfiguracje w początkowych fazach rozwojowych projektów. Pojedyncze dyski łączą się z płytą główną za pomocą interfejsów SATA, SAS lub NVMe. Taki sprzęt doskonale sprawdza się przy niewielkiej liczbie uruchomionych usług. Uniemożliwia jednak łatwe udostępnianie plików innym hostom wirtualizacji bez skomplikowanych operacji programowych. Współdzielona warstwa storage opiera się z kolei na zaawansowanej architekturze SAN. Technologia ta gwarantuje bardzo szybki, blokowy dostęp do informacji przez dedykowaną sieć dla wielu stacji roboczych w tym samym czasie.

System hypervisora w klastrze wirtualnym zyskuje dzięki nowej architekturze bezpośredni dostęp do wspólnego zbioru danych. Bezpośrednia komunikacja eliminuje całkowicie konieczność replikacji plików między poszczególnymi maszynami fizycznymi. Architektura klastrowa wyraźnie oddziela przechowywanie informacji od samej pracy układu procesora. Takie rozdzielenie ról ułatwia zarządzanie pojemnością i zapewnia sprzętową redundancję układów sterujących. Dedykowana macierz dyskowa chroni firmowe środowisko przed postępującą fragmentacją przestrzeni magazynowej. Gwarantuje też bezproblemowe centralne administrowanie całą wydzieloną strukturą. Wdrożenie takiego specjalistycznego sprzętu trwale rozwiązuje uciążliwy problem wąskich gardeł w wymianie informacji między najważniejszymi systemami.

Pozycja nośników NVMe i protokoły podłączenia sprzętu

Nowoczesne środowiska serwerowe, w tym zaawansowane konfiguracje high-end, wymagają absolutnie najwyższej wydajności operacyjnej. Nośniki NVMe pełnią tu rolę warstwy o krytycznym priorytecie dostępu. Urządzenia te cechują się niezwykle niskimi opóźnieniami oraz imponującą liczbą obsługiwanych operacji wejścia-wyjścia na sekundę. Konstrukcje hybrydowe lub wielodyskowe rozwiązania typu all-flash wykorzystują ten standard sprzętowy jako bardzo szybką pamięć podręczną. Warstwa ta obsługuje najczęściej używane bazy oraz aplikacje wymagające natychmiastowego czasu reakcji. Dotyczy to przede wszystkim obciążonych środowisk transakcyjnych i współdzielonych buforów pamięci operacyjnej. Mniej wrażliwe na opóźnienia pliki archiwów trafiają na wolniejsze dyski magnetyczne.

Współdzielone systemy pamięci masowej komunikują się z serwerami obliczeniowymi za pomocą wyspecjalizowanych protokołów transportowych. Administratorzy najczęściej wykorzystują interfejs iSCSI na dedykowanej sieci Ethernet lub zaawansowaną technologię Fibre Channel. Nowsze wdrożenia przemysłowe bardzo często opierają się na bezstratnym standardzie komunikacyjnym NVMe over Fabrics. Sieciowa natura połączenia wprowadza minimalne opóźnienie względem lokalnego złącza umieszczonego na wewnętrznej płycie głównej. Ewentualna strata czasu jest natychmiast kompensowana przez wielościeżkową architekturę i potężną redundancję całego układu wymiany danych. Awaria pojedynczego kabla lub modułu sterującego nie powoduje przestoju w realizowanych operacjach zapisu. Architektura sieci SAN ułatwia elastyczne planowanie dostępnej przestrzeni bez fizycznego ingerowania we wnętrze pracujących maszyn.

Kiedy warto wydzielić storage jako osobną warstwę?

Rozbudowa sprzętowa musi zawsze odpowiadać na realnie diagnozowane problemy obserwowanego środowiska IT. Szybkie zapełnianie się wewnętrznych zatok w obudowie stanowi przeważnie pierwszy wyraźny sygnał ostrzegawczy. Kolejnym jasnym objawem są zauważalne spadki wydajności podczas jednoczesnego odpytywania tych samych baz przez różne programy. Duże problemy z infrastrukturą uwidaczniają się również przy próbach płynnej migracji obciążonych instancji wirtualnych. Kopiowanie ogromnego wolumenu operacyjnego przez standardową sieć lokalną blokuje całą dostępną przepustowość sprzętu na długie godziny. Samodzielna infrastruktura dyskowa eliminuje te techniczne ograniczenia poprzez proste udostępnienie wspólnej puli zasobów.

Wdrożenie w pełni niezależnego systemu magazynowania całkowicie zmienia zasady zarządzania firmową architekturą obliczeniową. Środowisko informatyczne zyskuje niezawodne mechanizmy błyskawicznego tworzenia migawek oraz bezpiecznej replikacji poza główny ośrodek. Przeniesienie ciężaru obsługi wejścia-wyjścia na dedykowane kontrolery sprzętowe mocno odciąża obciążone procesory w serwerach aplikacyjnych. Cykl życia całej firmowej pamięci masowej staje się fizycznie i logicznie niezależny od generacji posiadanego klastra. Odpowiednio zaprojektowane rozwiązanie sprawdza się wyśmienicie w zaawansowanych projektach, w których wysoka stabilność pracy decyduje o dochodach całego przedsiębiorstwa.