קצת על אחסון נתונים ונקודות חשובות לפני החלטה

הערה: בפוסט זה אני רוצה להתייחס לנקודות שלדעתי חשובות לפני שמחליטים לקנות או לבנות סטורג'. פוסט זה אינו בא להמליץ על יצרן מסוים, דיסקים מסויימים וכו'. הפוסט נכתב כחומר למחשבה בלבד.

כל עסק נתקל מתישהו בבעיה ידועה: צריכים סטורג'. בין אם כסטורג' נוסף או סטורג' יעודי ראשי לפרודקשן או שפשוט צריך להחליף סטורג' פרודקשן ישן לסטורג' חדש. המכנה המשותף לכולם? זה כאב ראש לא קטן.

אחד הדברים המעניינים שניתן לראות קשור לגודל החברה המעוניינת בפתרון: ככל שהחברה יותר גדולה והיא יותר "Enterprise" – היא יותר ויותר "נצמדת לפרוטוקול" – הם ירצו פתרון של יצרן ברזלים מסוים ופחות יסכימו לפתרון SDS (כלומר Software Defined Stroage) עצמאי – אלא אם יצרן הברזלים ימליץ על הפתרון. הם יעדיפו תמיכה במקום אחד (שרתים, סטורג'), מקסימום 2 (שרתים של יצרן אחד, סטורג' של יצרן מאוד ידוע) אבל לא מעבר לכך. ככל שהעסק יותר קטן – הדברים יהיו הפוכים (בכל זאת, צריך לחסוך). החריגה מהכללים אצל החברות הגדולות, אגב, מגיעה כשצריך אחסון של מעל 1 פטהבייט – פתאום הח"מ מקבל טלפונים בדיוק מאותם אנשים שהתנגדו לתוכן שכתבתי על סטורג' בבלוג זה.

לפני שאמשיך – הערה קטנה: תודות לחברות שונות (CRG, ווסטרן-דיגיטל, סופר-מיקרו ואחרות) השאלתי ציוד כדי להעביד אותו בפרך (Stress Testing) למשך חודש או חודשיים, 24/7 עם תעבורה רציפה מקסימלית (תקשורת/דיסקים, מעבדים, מאווררים, תלוי בטסטים המתבקשים) בהתאם לסטנדרטים של IEEE וארגונים אחרים על מנת לבדוק לחברות וארגונים שונים אם המפרט שהם מבקשים יכול לעמוד בעומסים שונים. כך שהדברים שיכתבו כאן – נוסו.

(בתמונה למעלה: לקוח שרצה לבדוק LACP של 12 פורטים עם תעבורת נתונים של 16 פטהבייט. המבחן עלה לו יותר מסוויצ' 10 ג'יגהביט Low End, אבל – הלקוח דורש ומשלם, אני לא אומר "לא".)

אז בין אם אתה עסק קטן של סטארט אפ של 2 וחצי אנשים שממש לא מעוניין להתקרב לעננים ובין אם אתם חברה גדולה – יהיו פה בפוסט כמה נקודות שאולי תכירו ואולי לא, נקודות שאולי תסכימו ואולי לא.

הבה נתחיל.

אם אתם כעסק או חברה רוצים פתרון אחסון, חשוב לרכז את הנקודות הבאות שהן הכי חשובות:

  • כמה אחסון נטו אתם צריכים? עזבו חישובים של RAID כזה או אחר, דחיסה, dedup ושאר ירקות. 2 האחרונים הם נחמדים, אך לא תמיד יתנו לכם את מה שאתם מבקשים (זה תלוי בתכנים).
  • כמה לקוחות (clients) הולכים להשתמש בזה? יש הבדל ענק בין אחסון שמשמש לכמה עשרות/מאות מכונות וירטואליות, כמה אלפי משתמשים פיזיים שמשתמשים באחסון כ-File Server או עשרות/מאות אלפי משתמשים דרך האינטרנט.
  • האם החיבור בין האחסון למכונות אחרות ישתמש בתקשורת מהירה? (FC במהירות 8/16 ג'יגהביט, תקשורת 10 ג'יגהביט קואקסיאלית, TwinAX, סיב, Infiniband וכו') והאם אתה צריך ציוד חדש לחבר את הכל ביחד (גם בצד של השרתים, גם מתגים, חיבור לסטורג' עצמו וכו')
  • אחריות, SLA ושאר נושאים פרוצדורליים.
  • והכי חשוב – יחס הקריאה/כתיבה וסוג התוכן.
  • דיסקים SSD שישמשו כ-Cache, שימוש ב-Cache כ-Tiering וכו'.
  • פתרונות של Synology או QNAP.
  • הרחבת אחסון, זכרון.

להלן הנקודות בפירוט:

  • אחסון נטו: נניח ואתה צריך 40 טרהבייט אחסון נטו. אם נשתמש במחשבון הזה תוכלו לראות ש-5 דיסקים של 10 טרהבייט יתנו לנו 40 טרהבייט אחסון נטו עם שרידות של דיסק אחד (כלומר RAID-5). מצד אחד זה יכול "לסגור פינות" שיש לנו כמות אחסון מספקת, וגם שרידות. הבעיה המרכזית: מהירות כתיבת נתונים ושליפתם. אין לנו שום האצה בכתיבת הנתונים, יש לנו האצה בקריאת הנתונים (שזה אידיאלי אולי לארכיבאות לדוגמא). בשביל לקבל האצה פי 4 בכתיבה ופי 8 (בהשוואה לקריאה/כתיבה מדיסק בודד) נצטרך 8 דיסקים של 10 טרהבייט ב-RAID-10. אם אנחנו רוצים מהירות קריאה/כתיבה יותר גבוהה בהרבה (X10 בכתיבה, X20 בקריאה) נצטרך לעבור מדיסקים של 10 טרה לדיסקים של 4 טרה בייט ולרכוש 20 כאלו (תגידו "היי" למארזי 4U). ככל שנבחר דיסקים יותר גדולים, כמות ההאצה שהמערכת תתן – היא יותר קטנה (לדוגמא: 10 דיסקים של 8 טרהבייט יתנו X5 בכתיבה, X10 בקריאה – הדוגמאות הם ב-RAID-10). טעות נפוצה, אגב, היא שימוש ב-RAID-5: הגדרות RAID-5 נותנת אפס האצה בכתיבה לאחסון.
  • לקוחות שהולכים להשתמש בסטורג'. אם מדובר על שרת קבצים לדוגמא, עניין המהירות הוא יחסית די שולי כי כולם משתמשים בתקשורת 1 ג'יגהביט שברוב הזמן מנוצלת חלקית, ואם מישהו יחכה עוד חצי שניה לשמירת קובץ האקסל שלו, השמיים לא יפלו.
    לעומת זאת – מכונות וירטואליות זה סיפור אחר לגמרי. פרוטקול כמו iSCSI הוא פרוטוקול "מפונק" ומערכת כמו VMWare לדוגמא דורשת אישור מהסטורג' על כל קבוצת נתונים שנרשמת, כך שאם אין איזה מנגנון ש"יאמר" ל-VMWare "קיבלתי, מאשר" בכל פעם ובאופן מהיר – המכונות הוירטואליות פשוט יזחלו בכל כתיבה. כיום ברוב פתרונות הסטורג' (סגורים ופתוחים) יש מנגנון שמטפל בכך, אבל אם תרימו מכונת לינוקס עם MDADM ל-RAID, זה לא יתן פתרון (אפשר לעקוף זאת על ידי ביטול ה-sync ב-ZFS לדוגמא, אבל זה מסוכן, במיוחד אם אין UPS למכונה).
    לכן, כשמדובר בסטורג' שיטפל בכל הקשור לאחסון מכונות וירטואליות, חשוב לבדוק שהסטורג' תומך ב-Sync On write, reclaim space, תמיכה ב-VAAI, VVOL ואחרים.
  • חיבור בין הסטורג' למכונות אחרת. הנה נקודה שרבים יתווכחו עליה מתוך איזה נסיון שיש להם, מתוך אמונות, מתוך שמועות, אך כמו שכתבתי למעלה – הנקודות נוסו על ידי הח"מ בתנאי Extreme.
    חיבורי ה-FC היו מעולים לזמנים שהתקשורת נחושת היתה במהירות 1 ג'יגהביט וחיבורי 10 ג'יגהביט היו יקרים מאוד. כיום, לעומת זאת, ישנם 5 אפשרויות פופולריות:

    • CAT6/CAT-6E – חיבורי נחושת של 10 ג'יגהביט, עובדים מעולה ואם רוצים, אפשר לעבוד עם LACP (או Bridge) בצוותים של 2 חיבורים לדוגמא לקבל מהירות יותר גבוהה. היתרון: עלות זולה יותר של כבלים וסוויצ'ים.
    • +SFP עם TwinAx (נקרא גם DAC) – עובד מעולה למרחקים קצרים (עד 5 מטר). חשוב לשים לב שהחיבורים יהיו מאותו מותג של הסוויצ' (בסוויצ'ים 10 ג'יגהביט בקצה הנמוך זה לא רלוונטי, הם מתעלמים מה-Branding Tag).
    • +SFP עם סיבים אופטיים – את זה כולם ימליצו. לא חוכמה 🙂
    • +QSFP – כמו ה-+SFP רק למהירות 40 ג'יגהביט. מדובר בחיבור פיזי גדול יותר כך שהוא אינו תואם אחורה. קיים גם כגירסת DAC/TwinAX וגם כחיבור עצמאי שאליו מחברים סיב אופטי.
  • אחריות, SLA וכו' – כל יצרניות השרתים מוכרות כיום פתרונות סטורג' (ברזלים יעודיים או תוכנה לשימוש בשרתים עצמם) משלהם, אך יחד עם זאת הן גם "מכשירות" (Certified) תוכנות אחרות, ובדרך כלל ביקור באתר יצרן תוכנת הסטורג' יראה את הלוגואים של היצרנים שנתנו "הכשרה" לתוכנת הסטורג', כלומר אם תפנו לתמיכת יצרן השרתים, אף אחד לא יעקם את האף מדוע אתם משתמשים בתוכנת סטורג' X. בחלק מהמקרים (תלוי בחוזה התמיכה) אולי יסייעו לכם עם תוכנת הסטורג' צד ג' או יפנו את בקשת התמיכה ליצרן התוכנה (במקרים בהם יצרן השרתים [כמו HPE] מכר לכם חוזה תמיכה על כל הציוד והתוכנות שברשותכם).
  • SSD, Caching: בכל סטורג' המשלב דיסקים מכניים ודיסקים SSD – המערכת תורכב מ"שכבות" (או במושג המקצועי: Tiering), כאשר השכבה המהירה מורכבת מהדיסקים SSD והשכבה האיטית יותר מדיסקים מכניים (SAS או SATA). ישנם כמובן סוגי סטורג' שונים שבהם יש עוד שכבות כמו מדף זכרון מגובה סוללות, NVRAM, או שכבות של דיסקים מכניים מהירים ובשכבה מתחת דיסקים SATA במהירות 7200 RPM.
    בכל המקרים הללו, ה-SSD נועד "להחביא" את הדברים הקשורים לכתיבה. הוא מקבל את ה-DATA ולאחר מכן ה-DATA מופץ לשכבות היותר איטיות, והוא גם מאחסן נתונים שנקראים תדיר (נניח יש לך 10 מכונות לינוקס, כולן רפליקציות מלאות או משורשרות – רוב הסיכויים שה-DATA יקרא מה-SSD). ה-DATA עצמו לא נכתב ישר אל הדיסקים המכניים, אבל הסטורג' מציג את הדברים כאלו שהנתונים כן נכתבו למכניים, והסטורג' ברקע עושה זאת.
    במערכות יקרות יותר (מילת קסם: AFA או All Flash Array) ישנם גם שכבות אם כי טיפה שונות: רוב הדיסקים הם Read Intense וחלק קטן מהם Write Intense או Mixed Intense ולפעמים יש שימוש ב-NVRAM או בזכרון מגובה סוללה (נדיר). במערכות הסופר-סופר-יקרות, מכניסים גם Optane, גם כרטיסי FPGA ודברים נוספים כדי להאיץ את הכל (ועוברים בדרך לפרוטוקול ה-RDMA הוותיק) – כמו במערכות NVMEoF לדוגמא.
  • פתרונות של Synology או QNAP: אלו פתרונות שאני יכול להמליץ עליהם בלב שלם כפתרונות לשמירה/קריאה של מידע, פחות למכונות וירטואליות (אם כי ל-LAB קטן הם בהחלט יכולים להספיק). כיום בכל QNAP או Synology ניתן להוסיף דיסק SSD לקבלת Cache בסיסי, אבל אל תנסו להכניס לשם SSD מסוג Optane  לדוגמא (כמו שינוי QD) – בשביל זה יש צורך לשנות כמה וכמה דברים בלינוקס ואין במכשירים הללו לא את הספריות ולא את האפשרויות לשנות פרמטרים.
  • הרחבת אחסון, זכרון: בכל מה שקשור לזכרון, רוב הסטורג'ים שמבוססים לינוקס/BSD/סולאריס ו/או ZFS ישתמשו בזכרון כ"מאיץ ראשי" לקבלת הנתונים ולשחרר את צוואר הבקבוק, כך שאם אתם יכולים להשקיע ברכישת RAM – מה טוב.
    לגבי הרחבת האחסון עצמו: בסטורג' סגור הפתרון תמיד יגיע עם "מדפים" לאחסון הדיסקים. בסטורג' פתוח לעומת זאת, חשוב לבדוק שיש חיבור מאחורה המאפשר לחבר JBOD אחד או יותר על מנת להוסיף קופסת JBOD או יותר עם דיסקים ומומלץ לבדוק שהחיבור הוא SAS-3 (נקרא גם HD MINI-SAS או בשמו המקצועי: SFF-8644). לפני שנתיים שוחרר סטנדרט שנקרא SAS-24G אך אני לא ממליץ לרכוש אותו הואיל ודיסקים קשיחים עתידיים (כמו אלו עם 2 מנועים שאמורים לצאת בשנה הקרובה/שנה הבאה) עוברים להשתמש בחיבור NVME. ה-24G פיספס את הרכבת.

לסיכום: אלו נקודות כלליות שלעניות דעתי כדאי לקחת אותן בחשבון לפני שרוכשים סטורג'. אתם יכולים להדפיס או להוריד כ-PDF את הפוסט הזה (לינקים בהתחלת הפוסט מצד שמאל). חשוב לשים לב לדברים ובמיוחד לא לרוץ על דברים שאין לכם צורך בהם (אך איש המכירות ישמח אם תרכשו). אין לכם מושג או ידע בנושא? קחו יעוץ עצמאי בלתי תלוי, והנקודה הכי חשובה – תחשבו גם על מחר, שנה הבאה ובעוד שלוש שנים אם הרכישה תספק פחות או יותר את הצרכים.