קטגוריה: אחסון / Storage

אחסון Scale Out בקוד פתוח – פוסט עדכון

כתבתי בעבר לגבי Ceph ולגבי GlusterFS. בפוסט זה אנסה לענות לשאלה שחוזרת מדי פעם אצלי באימייל: במי מהם לבחור אם הולכים על Scale Out Storage?

בשביל לענות, נתחיל מההתחלה הפשוטה: רוב הארגונים רוכשים לעצמם סטורג' קנייני כלשהו שעובד בשיטת ה-Scale Up: רוצה יותר אחסון? תוסיף מדפי דיסקים, SSD, Cache וכו' וכו'. ברוב הארגונים לעומת זאת, כשחושבים לדוגמא על Cluster Storage במובן של 2-3 מכונות סטורג' נפרדות שמסונכרנות ביניהם – המחיר של הפתרון הקנייני מרתיע ואז מתחילים להישלח אימיילים ולחייג ליועצים שונים.

אותו סיפור קורה כשצריכים אחסון בכמויות של פטהבייטים. כמובן שכל נציג מכירות של סטורג' קנייני מציג דגם או דגמים שיתנו את הפתרון, אבל במקרים רבים, הצעות המחיר שמגישים הנציגים מריצים מהר מאוד את המנמר"ים לכיוון יעוץ לפתרונות אלטרנטיביים.

כיום, אני שמח לציין, שום ארגון רציני (כולל משרדי ממשלה, משרד הבטחון וכו') לא פוסל מלשמוע הצעות על SDS (כלומר Software Defined Storage) מבוסס קוד פתוח, במיוחד שיש לזה "אבא" בארץ כמו Red Hat או SuSE. בכל הארגונים שציינתי יש פתרונות של יצרני הפצות הלינוקס הנ"ל.

מבחינת תחרות, יש 2 פתרונות, וכל אחד מהם מיועד לשוק ולצרכים מסויימים. אף אחד מהם לא הולך "לסגור את הבאסטה" בקרוב. 2 הפתרונות הם Ceph מול GlusterFS. את Ceph אפשר לרכוש מ-Red Hat ו-SuSE, ואת Gluster מ-Red Hat (את שתיהם כמובן אפשר להוריד בחינם, אבל אני לא ממליץ במערכות פרודקשן קריטיות להריץ את הגרסאות קוד פתוח).

בשביל להבין מי מתאים לאלו צרכים, אני אתאר פה מספר סיטואציות דמיוניות כדוגמאות. אף גורם שאזכיר לא התעניין אצלי ולא שמעתי אצלו על פרויקט כזה.

  • משרד האוצר פונה אליי בבקשה להקים SDS בגודל 4 פטהבייט שיאכסן ארכיב של מידע ישן: הודעות לעיתונות, גיבויים, מסמכי הצעות שונות ותוכן נוסף שכולו מורכב מקבצי אופיס ופורמטים אחרים. הגישה אל האחסון למשתמשים תהיה דרך SMB/CIFS בלבד עם הרשאות AD. אין גישת Web או שום דבר אחר. אחסון קבצים קלאסי.
    ההצעה שלי אליהם: GlusterFS.
    מדוע? GlusterFS מיועד לתת גישה לקבצים בלבד, בין אם דרך NFS או SMB/CIFS. קל להרחיב אותו (מוסיפים עוד ברזלים עם דיסקים, מחברים לסוויצ', מתקינים מערכת הפעלה, מריצים כמה סקריטפים ותוך שעות ספורות יש עוד כמה מאות טרהבייט זמינים) והרבה יותר קל לנהל אותו בהשוואה ל-Ceph.
  • ערוץ "כאן" פונה בבקשה להקים SDS בגודל 20 פטהבייט. בסטורג' הזה יאוחסן כל הסרטים, הסדרות, החדשות וכל מה שצולם עוד מימי הערוץ הראשון והטלויזיה החינוכית – והכל יהיה זמין דרך פורטל VOD לגולשים בארץ דרך נגן HTML5 יעודי והוידאו יוגש בזרימה או להורדה לתצוגה ב-Offline.
    ההצעה שלי אליהם: Ceph.
    מדוע? במערכת Ceph כל דבר שמאוחסן – מאוחסן כאובייקטים שבתוכם יאוחסנו הנתונים בפורמט שאנחנו רוצים. במקרה של "כאן" לדוגמא – כל קבצי הוידאו יאוחסנו כ-Object Storage וכל קליפ מקבל זיהוי יעודי משלו, מה שעוזר מאוד בגישה מהירה לקליפ ולהתחלת השידור שלו. כך, אגב, רוב חברות המדיה מאחסנות באמזון את קבצי הוידאו שלהם (ב-S3 ולא תחת File system עם איזה סטורג' כלשהו). ל-Ceph יש יתרון של Seek מהיר מאוד, והעברת מידע מהירה.
  • משרד הבטחון מקים מרכז מיחשוב חדש לאחד מהחילות. במרכז יהיו 200 שרתים פיזיים שיריצו וירטואליזציה כלשהי (נניח OpenStack או VMware) ומערכת Kubernetes או OpenShift. במשרד מעוניינים ב-SDS בגודל 30 פטהבייט עם אופציה לגדילה מהירה.
    ההצעה שלי אליהם: Ceph
    מדוע? כי Ceph יכול לאפשר ליצור Block Devices וירטואליים וגישת קבצים קלאסית (File System – CephFS) עם שרידות גבוהה. אם לדוגמא הם ישתמשו ב-OpenStack, הם יכולים ליצור דרך Ceph דבר שנקרא RBD (כלומר Raw Block Devices) ואם הם משתמשים ב-VMware – הם יכולים לקבל iSCSI כמו שהם רגילים אליו, ואם הם מעוניינים ב-NFS – אפשר ליצור ולייצא את זה מ-Ceph דרך ה-CephFS ואפשרי לתת להם גם שרותי PV ל-Kubernetes לדוגמא.
  • חברת "שופרסל" מעוניינת ב-SDS  בגודל 5 פטהבייט שיאכסן גיבויים, קבצים וכו'. הם מעוניינים שבחוות שרתים אחרת ישב SDS זהה עם סינכרון מתמשך בין ה-2.
    ההצעה שלי: GlusterFS
    מדוע? מכיוון שגם כאן מדובר בקבצים בלבד בשיטה המסורתית ו-GlusterFS כולל  בתוכו פונקציות לסינכרון מתמשך בתנאי תקשורת שונים מבלי להעמיס על התקשורת או להאיט את שרותי ה-File Server.

כפי שציינתי לעיל – הכל דמיוני לחלוטין, אבל אם חברה מסויימת רוצה שרותים – אהלן וסהלן. 🙂

נסכם את היתרונות והחסרונות של כל מערכת SDS:

  • ל-Ceph יש יתרון גדול בכך שזו מערכת רצינית לתת לך כל סוג של פורמט נתונים שאתה רוצה, בין אם מדובר ב-File Server קלאסי, Block Device, Object Storage ועוד. למערכת יש שרידות מצוינת (כך שאם נופל שרת Ceph – המערכת ממשיכה לעבוד כרגיל). ב-Ceph יש תמיכה ל-tiering, דחיסה, Dedup וכל הדברים שמוצאים ב-Scale Up.
  • ל-GlusterFS יש יתרון בכך שהיא מיועדת בדיוק לדברים הקלאסים של File Server (דרך CIFS/NFS) ותו לא. אפשר להקים אותה על ברזלים ישנים, היא תומכת גם ב-RAID חומרה או RAID תוכנה, היא לא דורשת המון משאבים (מבחינת CPU/זכרון) וממש לא אכפת לה מה ה-File System מתחתיה. ל-GlusterFS יש Load Balancing מובנה, כך שאם יש צורך ב-File Server שישרת מאות משתמשים ובגדלים של עשרות או מאות טרהבייט ומעלה – GlusterFS היא בחירה טובה ויחסית קלה יותר ללימוד בהשוואה ל-Ceph.

לסיכום: כשמגיעים ל-SDS בקוד פתוח, יש 2 פתרונות לסקטורים ושימושים שונים. 2 הפתרונות נותנים שרידות גבוהה וביצועים גבוהים אבל חשוב לבחור את הפתרון המתאים מראש. אפשר להשתמש בגרסאות הקוד הפתוח אך הדבר אינו מומלץ במערכות פרודקשן או מערכות קריטיות.

כמה מילים על SR-IOV

אם נסתכל היום כמעט בכל חברה שמשתמשת בפתרונות וירטואליזציה (לא חשוב אם זה vSphere, Hyper-V, XenServer או אחרים) – בד"כ הפתרון רץ כך:

  • יש סטורג' שמאחסן את ה-Datastore (יכול להיות סטורג' חיצוני, יכול להיות דיסקים מקומיים עם RAID-חומרה בתצורה כלשהי)
  • חיבורי רשת – או חיבור של 10 ג'יגה או חיבור של מס' פורטים 1 ג'יגה (בנפרד, ב-Teaming/Bonding)
  • מעבד יחיד או זוג Xeon פר מכונה
  • זכרון

ברוב מוחץ של אותם מקרים, כל ה"ציוד" בכל מכונה וירטואלית – הוא ציוד Paravirtualized, כלומר זהו ציוד "מדומה" חלקית, כאשר מאחורי הקלעים יש ציוד אמיתי שעושה את העבודה. כך לדוגמא אם אתם משתמשים בכרטיס רשת ב-vSphere, סביר להניח שאתם משתמשים ב-VMXNET3, זהו ציוד Paravirtualized שבעצם מתממשק לחלק ה-Network של ESXI (ה-VMKERNEL) ומשם הוא מתחבר לציוד הפיזי ופאקטים יוצאים ונכנסים. אם נשתמש לעומת זאת ב-E1000 (או e1000e שקיים בפתרונות וירטואליזציה אחרים כמו RHV/KVM) – כאן מדובר באמולציה מלאה של כרטיס הרשת של אינטל והאמולציה מדמה את הכרטיס (כמעט) אחד לאחד ובסופו של דבר מעבירה את הנתונים מ/אל ה-STACK רשת של פתרון הוירטואליזציה. אותו דבר קורה עם דיסקים, תצוגה וכו' וכו'.

כל ההגדרות לעיל הם טובות עם ביצועים לא רעים בכלל. יחד עם זאת, יש בלא מעט מקומות דרישה לקבל יותר – ביצועים גבוהים יותר של רשת, או ב-VDI כשצריכים משהו שהוא יותר מאשר אמולציה בסיסית של תצוגה, וכאן מגיע מושג שנקרא SR-IOV.

SR-IOV (ר"ת של Single Root Input Output Virtualization) היא טכנולוגיה שפותחה ע"י הקבוצה שאחראית על פיתוח PCI, PCIe ועוד (PCI-SIG) ומטרת הטכנולוגיה הזו היא לפתח כרטיסים שמיועדים לשימוש בפתרונות וירטואליזציה.

כרטיס PCIe רגיל, בדרך כלל מיועד לפעילות אחת ולמערכת אחת. קחו לדוגמא כרטיס RAID או HBA, הוא מיועד לשבת ולתת שרותים למערכת אחת שרצה בשרת. אם לדוגמא אתם משתמשים בוירטואליזציה על אותו שרת, ה-OS (ה-ESXI לדוגמא) "יחטוף" את הכרטיס לשימושו האישי, ואתם לא תוכלו להשתמש בכרטיס ה-RAID ישירות במכונה וירטואלית. אנחנו כאן יכולים "לבדל" את כרטיס ה-RAID (כלומר Exclude) מה-ESXI אם לדוגמא נבצע Boot מ-USB או כרטיס SD ונגדיר ב-ESXI לעשות "Passthrough" לכרטיס ה-RAID לפי מספר ה-PCI ID שלו (כפי שניתן לראות כאן) ולאחר ביצוע Reboot לשרת, נוכל לבצע "מיפוי" של כרטיס ה-RAID למכונה וירטואלית אחת. למיפוי הזה יש מגבלות: אנחנו חייבים לתת מראש את כל משאבי הזכרון שאנחנו מגדירים ב-VM, לא ניתן לבצע Live Migration וכמובן – יש כרטיסים שלא ממש "מחבבים" את הרעיון של PCI Passthrough כמו כרטיסי GTX של nVidia (אם כי יש גם לכך פתרון).

עם SR-IOV הדברים שונים.

בכרטיסים המכילים פונקציונאליות SR-IOV (הכרטיסים האלו יכולים לתת את הפעילות הזו רק עם מעבדי Xeon E5 v3 ומעלה ומעבדי AMD EPYC), ישנם 2 חלקים חשובים: PF ו-VF.

ה-PF (כלומר Physical Function) מייצג פונקציונאליות פיזית שהכרטיס יכול לתת ואותה ניתן להגדיר. אם ניקח לדוגמא כרטיסים כמו GRID או Tesla של nVidia, אנחנו יכולים להגדיר כמה זכרון תצוגה יהיה לכל vGPU. מכיוון שיש לנו יכולת להכניס כמה כרטיסים בשרת אחד, יהיו לנו בעצם מספר PF, ואותם נוכל להגדיר כבודדים או כקבוצה עם הפרמטרים הרלוונטיים.

ה-VF הוא בעצם מעין "תת כרטיס PCIe" וירטואלי (Virtual Function) שאותו אי אפשר להגדיר (זהו בעצם "כרטיס טיפש") שאת הפונקציונאליות שלו מממש הכרטיס הפיזי. ברגע שהגדרנו את ה-PF בוירטואליזציה (לכל כרטיס יש כלים והגדרות אבל כולם משתמשים ב-PF, ו-VF), במערכת "יצוצו" כמות של כרטיסים וירטואליים חדשים שנראים כמו כרטיסי PCIe רגילים, ואותם אנחנו ממפים פר VM. ברגע שמיפינו והפעלנו את ה-VM, נצטרך להתקין את הדרייברים היעודיים לאותו כרטיס (במקרה של nVIdia ו-AMD – הדרייברים של ה-vGPU, לא לבלבל בין אלו לבין הדרייברים לוירטואליזציה) ואז נוכל להשתמש בפונקציונאליות החדשה.

בתחום ה-Network, כל יצרני כרטיסי הרשת (אינטל, Mellanox, Solarflare, ואחרים) נותנים פונקציונאליות SR-IOV בכרטיסים שלהם. אם לדוגמא אתם משתמשים בכרטיסי רשת של אינטל, אתם יכולים להסתכל ברשימה הזו ולראות אם יש תמיכת SR-IOV. חשוב לזכור: גם אם כתוב שיש תמיכת SR-IOV, במקרה של אינטל אין תמיכת SR-IOV בכרטיסים עם חיבורי 1 ג'יגהביט, או FCoE ו-SR-IOV.

עד כמה הביצועים שונים בין VNXNET3 ל-SR-IOV של כרטיס רשת? להלן גרף לדוגמא:

הגרף הוא מתוך מסמך  ש-VMWare שחררה בכתובת: http://delivery.acm.org/10.1145/2900000/2892256/p65-xu.pdf

עם כל הדברים הטובים שיש ל-SR-IOV להציע, יש גם כמה מגבלות:

  • נכון להרגע, ב-ESXI אין אפשרות לבצע Live Migration למכונה עם כרטיס וירטואלי ממופה (שזה קצת מוזר, בהתחשב בכך שבלינוקס עם KVM זה דווקא כן אפשרי).
  • אם אתם רוצים "לפוצץ" את המכונה בכרטיסים שיש להם יכולת SR-IOV, תוודאו שלמעבדים יש הרבה ליבות או שתרכשו שרתים עם EPYC, אחרת – תכירו את התקלה הזו. תזכרו שכל VF דורש Interrupt משל עצמו.
  • בחלק מהשרתים תצטרכו לעבור למצב Performance בשביל שפעילות SR-IOV תהיה פעילה (ניסיתי על Dell R740).
  • הגדרתם ל-VM כ-16 ג'יגהבייט זכרון וה-VM משתמש ב-2? הלכו ה-14 ג'יגהבייט זכרון הנוספים (יש להגדיר מראש במכונה להשתמש בכל הזכרון שמוגדר אחרת ה-VF מייצר תקלות), כך שיכול להיות ויהיה צורך לחשב מחדש את כמות מכונות ה-VM פר שרת. כמו כן, משחקי/הגדרות Balooning לא מומלצים על מכונות VM כאלו.

לסיכום: SR-IOV זו טכנולוגיה מעולה כשמעוניינים בביצועים גבוהים של פונקציונאליות מסויימת כמו רשת, GPU ועוד. אם יש לכם שרתים מה-4-5 שנים האחרונות (ויש בהם מעבדי Xeon V3 ומעלה) תצטרכו להפעיל ב-BIOS את ה-SR-IOV ותוכלו להנות מהפונקציונאליות המשופרת ומביצועים גבוהים. יחד עם זאת, ישנם מגבלות שחייבים לקחת מראש, כך שלא מומלץ מחר בבוקר להעביר את כל ל-SR-IOV.

בואו נדבר קצת על IOPS

IOPS, או Input Output operations Per Second – הוא אחד המושגים הכי ערמומיים שנכנסו לשוק הדיסקים והסטורג'. אם אינני טועה, מי שהתחיל עם העניין היתה חברת Sun עם ה-ZFS ששולב ב-Solaris 10. באותו זמן, החלו לצאת ה-SSD הראשונים (קטנים מבחינת כמות אחסון, ויקרים רצח).

עניין ה-IOPS בדיסקים SSD וגם בסטורג' המתהדרים ב-IOPS גבוה – זה שלא תמיד מקבלים מה שהובטח.

לשם כתיבת פוסט זה השתמשתי ב-SSD בתצורת M.2 NVME מסוג Samsung 960 EVO בגודל חצי טרהבייט על מנת לבדוק את הדברים בטרם אני כותב את הפוסט הזה ועל מנת להיות בטוח. הכלים שהשתמשתי במהלך הבדיקות לשם כתיבת פוסט זה: FIO ו-IOMeter.

להלן הנתונים הרלוונטיים מבחינת מפרט מהאתר של סמסונג העולמי (לחצו להגדלה):

על הנייר, ה-SSD הזה אמור לתת ביצועים מעולים! 330,000 IOPS בכתיבה בבלוגים של 4K כשיש 4 עבודות במקביל! נשמע פנטסטי, לא?

אז זהו. שלא. בעזרת שימוש בכלים כמו אלו שציינתי לעיל – אפשר להגיע למספר שציינתי לעיל (למען האמת, קצת יותר – 349,400 לפי הניסוי שלי). העניין הוא, שברגע שכשמייצרים Partition עם גודלי בלוקים שונים (ולא חשוב מה גודל הבלוקים, גם אם אתה מגדיר נכונה את הבלוקים ביחס לקבצים שאתה הולך לאחסן) ומפרמט ל-File system כלשהו ותנסה למדוד עם פרמטר direct=1 עם FIO לדוגמא, תגלה שמספר ה-IOPS צלל בערך במחצית! כלומר אם ננסה לגשת ישירות ולמדוד עם direct על ה-file system שב-SSD – המספרים יהיו הרבה יותר נמוכים. כמובן שאם נשתמש ב-SSD דרך מערכת ההפעלה ללא גישת Direct, המהירות תהיה גבוהה יותר, וזאת מכיוון שמערכת ההפעלה משתמשת בכל מיני דברים כמו Cache, Scheduling וכו' כדי להציג מהירות גבוהה (במיוחד שדברים נעשים ברקע ולא ישירות).

ה-IOPS עצמו נמדד בקטגוריות שונות כמו קריאה אקראית (Random Read), כתיבה אקראית (Random Write), קריאה טורית/רציפה (Sequential Read), כתיבה טורית/רציפה (Sequential Write). את מספר ה-IOPS מכפילים בגודל הנתונים שעוברים פר שניה והתוצאה היא כמה Bytes לשניה מקבלים (את זה נהוג בתוך כלל לחלק למגהבייט לשניה).

נחזור לטבלה של סמסונג המוצגת למעלה. אחד הנתונים שמופיעים שוב ושוב בסוגריים הוא QD, כלומר Queue Depth. בעקרון מדובר בעצם על מנגנון של "תורים", כאשר בכל תור נכנסים משימות לביצוע. ככל שיש יותר תורים לדיסק, כך ניתן לעשות יותר פעולות. בדיסק SSD בחיבור SATA למשל, ישנם 31 תורים. ב-SSD NVME לעומת זאת, עניין התורים הורחב משמעותית ושם יש 65,000 תורים ובכל תור יכולים להיכנס 65,000 עבודות! המספר הזה הוא כמובן רק תיאורתי, ולא מומלץ לנסות להגדיר את ה-Queue Depth מעבר ל-128 (אלא אם אתם ממש עשירים ואתם רוצים לרכוש SSD כמו Samsung 983 ZET, עניין של 2000$ לחצי טרה, ולמעט מקרים מיוחדים, הוא לא יתאים לרוב השימושים. כרטיס זה יודע לתת ביצועים טובים יותר ב-QD של 128 ומעלה).

עוד נקודה שמופיעה בטבלה היא Thread – ו-Thread בעצם מדבר על כמות עבודות במקביל לאותו SSD ולפי הטבלה של סמסונג, המספרים המוצגים הם כשרצים 4 עבודות, וזו אחת הנקודות שכדאי להתמקד עליה: SSD NVME – בין אם ביתי/מקצועי או ל-Enterprise יתן עבודה יותר מהירה כשיש מספר עבודות במקביל. יחד עם זאת, תריצו 100 עבודות כתיבה על הדיסק במקביל ותקבלו SSD זוחל, לא חשוב איזה דגם או מאיזה יצרן.

עוד נקודה שאמנם לא מופיעה בטבלה אך היא חשובה מאוד לביצועים – היא המתזמן במערכת ההפעלה (ה-Scheduler) לאותו ציוד. בלינוקס יש מספק Schedulers וכיום הפצת לינוקס עדכנית מזהה את הדיסק (מכני או SSD, חיבור SATA או NVME) ומתאימה אוטומטית את ה-Scheduler המתאים לדיסק (אפשר כמובן לשנות אם רוצים). ה-Scheduler חשוב מאוד ובחירה שגויה תפגע גם בביצועי ה-IOPS. חשוב לזכור: גם לבקר הדיסקים, ל-HBA וכו' יש הגדרות Queue Depth ואם אתם משתמשים ב-VMWare אתם יכולים לקרוא על כך בהרחבה כאן.

עניין ה-Block Size הוא גם דבר שיכול להשפיע על ה-IOPS, אבל בעקיפין. אם לדוגמא הגדרתי Dataset ב-ZFS בגודל 128 קילובייט ואני כותב קבצים בגודל 2-4 קילובייט, אז לא רק שאני מבזבז מקום, גם הביצועים ירדו. מצד שני, בחלק מהסטורג'ים זה לא כל כך ישפיע בגלל ה-Cache שיש בסטורג' עצמו, כך שזה נושא נתון לויכוח ובכל מקרה מומלץ לחשוב היטב לאיזה גודל בלוקים להגדיר את ה-Volume/Partition/Dataset ובמקרה של ZFS תמיד ניתן לשנות מבלי להרוס דברים.

מכאן נעבור לסטורג', החלק שרבים מתעניינים בו 🙂

כשיצרן סטורג' מוכר לכם פתרון כלשהו, הוא יציין בדרך כלל כמות IOPS מקסימלית. המספר הזה אינו מייצג IOPS של דיסק מסוים במדף או קבוצת דיסקים, אלא מספר שמורכב מהדיסקים, NVRAM (אם יש), זכרון RAM, דיסקים SSD (בחיבורים שונים, תלוי מה הסטורג'), דיסקים מכניים וכו' – כלומר המספר הוא מספר של הפתרון כולו ולא של חלק זה או אחר בפתרון.

במציאות היומיומית, יהיו בהחלט מצבים שיגרמו לכך שלא תקבלו את אותו מספר IOPS, כי זה תלוי בכל מיני גורמים. רק לשם הדוגמא, נניח רכשנו סטורג' כלשהו והיצרן מתחייב ל-50K IOPS והסטורג' הזה יהיה מחובר ל-vSphere שלכם. מה הדברים שישפיעו? יש כל מיני:

  • הגדרות לא נכונות של מערכת ההפעלה ב-VM עם כמות זכרון מופחתת, מה שיכריח את ה-OS להשתמש ב-Swap. ה-Swap יושב ב.. סטורג'.
  • הגדרות Scheduling ב-VM עצמו.
  • העתקה/מיגרציה של קבצים רבים מסטורג' אחר
  • רפליקציות LIVE מתמשכות
  • פעילות שנעשית דרך VAAI (ה-VAAI או VVOL אינם הוקוס פוקוס, להזכירכם).
  • גיבויים (כן, גם ל-CBT יש מחיר, תלוי כמה מכונות VM מגבים)
  • הגדרות בלוקים לא נכונות ב-Volume/Partition.
  • כתיבות של טרהבייטים
  • ועוד ועוד..

לכן, בין אם רוכשים SSD או שרוכשים פתרון סטורג' והיצרן מציין מספרים כלשהו, זה לא אומר שתמיד תקבלו את אותו מספר IOPS. יש דברים רבים שיכולים להאיט את הביצועים ובשביל זה בפתרונות סטורג' וב-vSphere לדוגמא, יש כלים המציינים מה לוקח כמה. יהיו מקרים כמובן שחיפוש הבעיה יזכיר חיפוש מחט בערימת שחט, אבל בשביל זה אתם זכאים לתמיכה.

ועוד נקודה: IOPS גבוה אינו נחלה של סטורג' ממותג זה או אחר בלבד. כל אחד יכול לבנות לעצמו פתרון סטורג' המורכב מדיסקים מכניים, SSD, זכרון וכו'. העניין הוא שצריך לחקור דברים בצורה רצינית לפני רכישת הציוד ולאחר מכן לבצע לא מעט הגדרות על מנת לקבל את הביצועים הגבוהים, כך שגם אם אין ברשותכם את התקציב הגדול לרכוש סטורג' מותג יוקרתי – אפשר למצוא פתרונות במחיר יותר נמוך.

לסיכום – IOPS כמושג עצמו הוא דבר די קבוע ויש מאמר מעולה עליו ב-Wikipedia למי שמעוניין לקרוא, אבל IOPS הוא דבר די חמקמק ולעיתים מאכזב כשצריכים ביצועים מאוד גבוהים מ-SSD כלשהו, היצרן מבטיח דברים אך במציאות המספרים הרבה יותר נמוכים, וכנ"ל גם בעולם הסטורג' – היצרן מבטיח מספר שהוא מקסימום IOPS (וצריך אגב לבדוק מה המספר או ליתר דיוק מה מספרי ה-IOPS בקריאה רציפה ואקראית, כתיבה רציפה ואקראית), אך יש לא מעט דברים שאתם כצרכן סופי מגדירים – שיכולים לגרום למספרים לרדת.

קצת על אחסון נתונים ונקודות חשובות לפני החלטה

[stextbox id='info' mode='css' direction='rtl' shadow="false"]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.[/stextbox]

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.

כשצריכים סטורג' לעסק קטן

אני רוצה להתחיל את הפוסט הזה בהסבר לציבור הקוראים. יש לא מעט קוראים של פוסטים שחוזרים שוב ושוב על נקודה שאני מסכים עם אותם אנשים אך המציאות לפעמים היא שונה. אני מדבר כמובן על עניין של פתרון רשמי מול פתרון בניה. כפרילאנסר, כשעסק כלשהו יוצר איתי קשר, אני תמיד ימליץ רשמית לקחת פתרון שיש לו "אבא ואמא" בארץ. אם אתם רוכשים שרתים וציוד נוסף – תרכשו מהמפיץ או היבואן, תוודאו שיש SLA, אחריות מורחב וכו' וכו'.

אבל, מה לעשות, יש לא מעט מקרים שבהם המציאות שונה. לא חשוב מה גודל העסק, מהסטארט-אפ הקטן עם 5 עובדים ועד חברה עם 30,000 עובדים – יש זמנים ומצבים שפשוט אין תקציב לרכוש את הדברים הרשמיים מצד אחד, אבל חייבים פתרון, כלשהו, כדי לפתור את הצורך הדחוף. ברוב החברות הגדולות תקציב ה-IT מתוכנן לשנה מראש וכולל שדרוגים, רכישות, רשיונות וגם סעיף X נוסף למצבי חרום, ורוב המנמר"ים לא מתלהבים להוציא כסף מסעיף X (וזה, בלשון המעטה). זו, אגב, אחת הסיבות שאני כותב פה לא מעט פוסטים על כל מיני פתרונות לא-רשמיים – בגלל אותם פניות מחברות (ותאמינו לי, הייתם מרימים גבה אם הייתי מפרסם שמות חברות שפנו אליי בדיוק בגלל העניינים הללו, אבל אני לא מוציא מידע פנימי של חברות החוצה. עניין של אמון).

יש לא מעט מקרים שחברות קטנות עד בינוניות רוצות סטורג'. ברוב המקרים זה לא יהיה הסטורג' המרכזי אלא סטורג' נוסף לפרויקטים שונים. בחלק אחר מהמקרים רוצים איזה סטורג' כדי לאחסן גיבויים לדוגמא או כל מיני דברים אחרים שלא רוצים שישבו בסטורג' מרכזי, או בשביל להקים כמה שרתי וירטואליזציה לפרויקט.

בלא מעט מקרים, כשמדובר בחברה שיש לה צוות IT עם ידע בלינוקס, ההצעה שלי היתה להקים פתרון עם ZFS, בין אם לינוקס שעליו יותקן ZFS או FreeNAS. היתרון של FreeNAS הוא שברוב המקרים הוא יכול לתת ביצועים יותר טובים מהלינוקס, אבל החסרון העיקרי שלו: FreeBSD (שעליו מבוסס FreeNAS) לא תמיד תומך ב"מילה האחרונה" של החומרה או לא נותן ביצועים מספיק טובים על "הברזל", או שבחלק מהמקרים הוא פשוט לא מכיר בכלל בציוד ובהצלחה למצוא איך להגדיר את הציוד. הבעיה היותר מהותית של ZFS ולא חשוב אם זה לינוקס או FreeNAS – שהוא מורכב ואם אין לך ידע טוב ב-ZFS, אתה יכול לאבד את הידיים והרגליים במפלצת הזו במהירות.

אחת האפשרויות שיש ולא מעט ממליצים עליה – היא לרכוש קופסא "זולה" מחברות כמו QNAP או Synology. היתרון בפתרון האלו הוא פשוט: יש לך מערכת סופר ידידותית ויש לך גם גישה לתמיכה של החברה, בארץ או בחו"ל, כך שכיש בעיות, יש עם מי לדבר.

הבעיה המרכזית לפחות ממה שאני רואה – שיש לא מעט כאלו שרוצים משהו שניתן להרחיב, שניתן להכניס 8-12 דיסקים (דיסקים מכניים הם יחסית זולים כיום, גם בגודל 8 טרהבייט), יש כאלו שרוצים חיבור כפול של 10 ג'יגהביט לשרידות, והרוב המוחלט שיודע שיש שרתים שנמכרים כיד שניה במחירים של 1000-3000 שקל – רוצים פתרון יותר זול ממה שהשניים מציעים. אחרי הכל, פתרון כמו Synology DiskStation DS3617xs מתחיל במחיר של $3000 עם 0 דיסקים.

האם יש איזה פתרון שעונה על הדברים הבאים?

  • לא מצריך ידע חזק בסטורג' או לינוקס/BSD
  • לא מצריך תחזוקה מתמשכת נון סטופ
  • ניתן תמיד להרחבה מבחינת זכרון, דיסקים, רשת
  • יש לו קטלוג תוכנות שאפשר להריץ על הסטורג' כסיוע (קונטיינרים, אפליקציות גיבוי וכו')

יש.

הפתרון נקרא XPEnology. זוהי גירסת הקוד הפתוח של ה-Boot שחברת Synology משתמשת בה, וישנה תוכנה עיקרית שמותקנת לאחר מכן שנקראת DSM – שהיא ה"מנוע" של כל הסטורג'. חשוב לציין: ל-XPEnology אין תמיכה רשמית מצד Synology או אף יצרן סטורג' אחר ולא ניתן לקנות מהם תמיכה בנפרד. 

היתרון הגדול של XPEnology הוא שאין צורך לרכוש חומרה מיוחדת. גם מעבד i7 ישן עם 8-16 ג'יגה זכרון יעשו את העבודה, ואת החומרה הזו תמיד ניתן לשדרג (אם כי החלפה של לוח אם ומעבד יצריכו, סביר להניח – התקנה חדשה. ה-XPENology מבוסס אמנם על לינוקס, אולם הוא רחוק שנות אמור מכל הפצת לינוקס שלא משנה מה החומרה שתזרוק לה – תכיר את הכל אוטומטית ב-Boot הבא), ולכן את ההתקנה הראשונית צריך לעשות מישהו שמכיר טוב את XPEnology, או שלא תצליחו אפילו לעשות Boot לקובץ ה-ISO הקטנטן. מנסיון. זה, אגב, גם החסרון שלה – הקושי בהתקנה עצמה.

אחרי ההתקנה וההפעלה – החיים (יחסית) דבש – יש לך ממשק גרפי מאוד עשיר (מהדפדפן) – בדיוק כמו כל מכשיר Synology או QNAP, וניתן להגדיר בקלות משתמשים, חיבור AD, שיתוף NFS, iSCSI, SMB (כולל Multipath). להתקין אפליקציות רבות (הרבה יותר ממה שמכשיר טיפוסי שנמכר – מכיוון שרוב המכשירים שנמכרים יכולים להכיל כמות קטנה של זכרון), מכונות וירטואליות, קונטיינרים ועוד.

לסיכום: אם אתה צריך סטורג' קטן ויש לך את האמצעים הכספיים – אני ממליץ בחום לרכוש. QNAP או Synology? עניין של טעם והעדפה. אני די מעדיף את Synology. אם אתם צריכים משהו כזה אבל אין תקציב – תמצאו מישהו שיקים לכם דבר כזה או שתקימו בעצמכם (זה די מורכב).

מתי כדאי לרכוש את ה-Optane SSD של אינטל?

כל איש IT שמבין משהו בדיסקים, מכיר בוודאי את הכלל הפשוט הבא: דיסקים מכניים מיועדים  לאחסון גדול, דיסקים SSD מיועדים לביצועים. שילוב של השניים נותן בעצם ביצועים די טובים, והקונפיגרציה הזו "מאיצה" את הקריאה/כתיבה לדיסקים. עד כאן הכל טוב ויפה. יצרני ה-SSD כמובן מנסים להתחרות בגיזרת הגודל SSD מול הדיסקים המכניים, אך המחיר שלהם מרתיע. לפני מספר שבועות קיבלתי דיסק SSD מסוג Nytro של Seagate לבדיקה, דיסק SSD בגודל 15.3 טרהבייט. מנמ"ר שקפץ לביקור אליי ראה את הביצועים והתרשם (לעניות דעתי הביצועים אינם משהו הואיל וזה דיסק שמתחבר ב-SAS ולא U.2) – אך כשהראתי לו את המחיר של הדיסק (6,500 דולר – בחו"ל) – ההתלהבות ירדה במהירות.

כל פתרון אחסון, בין אם מדובר באחסון סגור או אחסון בניה עצמית – עובד פחות או יותר באותה שיטה של "פירמידה" – מהאמצעי הכי מהיר לאמצעי הכי איטי: זכרון RAM כ-Cache ראשוני (או במקרים של אחסון קנייני כמו EMC לדוגמא – NVRAM), מתחתיו SSD שבנויים משבבי NAND SLC או MLC, ובשכבה האחרונה – הדיסקים המכניים. כל שלב ב"פירמידה" מאיץ בעצם את החלק מתחתיו (כשמסתכלים מלמעלה כלפי מטה).

הפירמידה הזו בשנתיים האחרונות "התרחבה" מעט כשאינטל וסמסונג הוציאו את ה-SSD שלהם (Optane בדגמים שציינתי לעיל) שמיועדים יותר ל-Cache. אינטל הוציאה את ה-900/905P לשוק הסמי-מקצועי ואת ה-DC P4800X לשוק ה-Enterprise ואילו סמסונג הוציאה 2 דגמים תחת המותג Z-NAND. הפתרונות הללו יושבים בין ה-RAM (או ה-NVRAM) של פתרון האחסון, לבין ה-SSD מכיוון שהם הרבה יותר מהירים מ-SSD אך אינם מגיעים למהירות של RAM. היתרון ב-Optane בדגמים לעיל הוא שהאחסון מתאים לרוב העומסים של Enterprise או בשימוש מקצועי (תיכף ארחיב), ואילו היתרון של Z-NAND מגיע כשצריכים מידע במהירות מאוד גבוהה (מ-100 ג'יגהביט ומעלה) או ב-Queue Depth מעל 128.

נשאלת השאלה: האם כדאי לרכוש בעצם את ה-Optane DC לצורך סטורג' כתחליף ל-SSD שרוכשים לשרתים (Read Intense/Mixed Intense/Write Intense)?

כדי להחליט אם לרכוש, צריכים להכיר את הטכנולוגיה. ה-Optane DC (ומשפחת ה-900) אינם מכילים שבבי NAND כמו כל דיסק SSD אחר. הם מכילים שבבי אחסון אחרים שאינטל מתעקשת לא לגלות מה יש בתוכם ואינטל קוראת להם 3D XPoint. ב-SSD הללו כל הכללים של SSD רגיל עפים מהחלון. אין צורך ב-Over Provisioning, אין צורך ב-TRIM, ב-SSD אין זכרון שמשמש כ-Cache עד שה-DATA יכתב לשבבים, ומבחינת DWPD (כלומר כמות הפעמים שמותר לכתוב על כל הדיסק ביום) – אינטל מציינת את המספר כ-30 בגירסת ה-P4800X (אני קיבלתי דיסק כזה ל-Torture testing וגם אחרי שכתבתי על כולו 50 פעם בחצי יום – הוא עדיין עבד מעולה. הצעקות שקיבלתי מהנציג באינטל – זה סיפור אחר 🙂 ). מבחינת ביצועי קריאה כתיבה – הוא עוקף את כל מה שיש בשוק (למעט ב-Queue Depth סופר גבוה – שם Z-NAND עוקף אותו). ככלל – היתרון הגדול של Optane DC זה ה-Latency המאוד נמוך שלו בהשוואה למתחרים.

הבעיה המרכזית קשורה למחיר מול ביצועים. שאל את עצמך – האם חברתכם מוכנה לשלם 3000$ על דיסק בודד בגודל 750 ג'יגהבייט? נניח שאנחנו מקימים מערכת וירטואליזציה מבוססת HCI עם VSAN. אנחנו צריכים לכל הפחות 3 דיסקים – 2 איטיים והשלישי מהיר. נאמר ש-2 ה"איטיים" יהיו SSD מבוססי Read Intense והמהיר יהיה Optane DC. יוצא מכך שרק על השלישיה הזו נוציא כמעט 4000$. לא דיברנו על רשיונות, על החומרה הנוספת בשרת, על דיסקים נוספים וכו'. מישהו שפוי ירצה לשלם מחיר כזה?

אישית, כשאני מקים פתרון סטורג' עבור לקוח – אחד הדרישות הראשונות שלי זה דיסק Optane 900P (ואם זה ל-Enterprise – אז DC P4800X) בגלל ה-Latency הנמוך. דיסק כזה משמש אותי אך ורק ל-Caching כשאני צריך לכתוב/לקרוא נתונים ממכונות/אל מכונות אחרות, כאשר החיבוריות היא לפחות 10 ג'יגהביט. במקומות אחרים, כשיש צורך ב-DB לפרודקשן שאמור לתת ביצועים מאוד גבוהים – אותו Optane DC מתאים כ-Cache בלבד, במיוחד אם מדובר ב-In memory Database, ואפילו שרת MySQL/MariaDB יכול לתת ביצועים גבוהים בהרבה בהשוואה לדיסקים SSD אחרים, אבל במקומות אחרים ה-Optane לא יתן לי הרבה בהשוואה למתחרים ופשוט לא יהיה שווה את הכסף.

אם כן חושבים לרכוש את הציוד הזה, חשוב לזכור איזו גירסה לרכוש מיצרן השרתים: AIC (מדובר בכרטיס PCIe) או U.2 (שנכנס מקדימה). בשרתים מודרניים כמו R740, DL380 וכו' לא מומלץ לרכוש מספר דיסקים כאלו להכנסה מקדימה, הואיל והקירור/איוורור אינו מספק (כן, ה-Optane דורש יותר, לכן הוא בין היחידים שכוללים צלעות קירור, לא שזה עוזר הרבה..), ועדיף לרכוש את גירסת ה-AIC. אגב, ה-Endurance של זה כזה גבוה שלעניות דעתי RAID מיותר. אתם לא תקבלו מהירות קריאה כפולה/מהירות כתיבה כפולה (בשביל זה תצטרכו לעשות Overclock לזכרון ולמעבד – דבר בלתי אפשרי במעבדי Xeon).

לסיכום: Optane 900p/DC P4800X הם דיסקים SSD בתצורה שונה, חיה אחרת שהכללים הרגילים שחלים על SSD לא חלים עליהם. הם נותנים ביצועים מטורפים, אך יחד עם זאת, הדיסקים הללו לא בנויים להחליף אחסון של SSD רגיל/מעורב. הם יותר מתאימים ל-Cache או כל דבר אחר שצריך Latency מאוד נמוך, כך שהם מתאימים רק לצרכים ספציפיים. אם יש לך צרכים כאלו, אז הדיסקים הללו יכולים לשמש כפתרון מעולה.

ההכרזה של אינטל על חומרה חדשה

אינטל לאחרונה הכריזה על שורת מוצרים חדשים – משפחת מעבדי ה-Xeon Cascade Lake שמהווים שדרוג למשפחה הנוכחית, Xeon Scalable. אלו שרוכשים שרתים מ-Dell יוכלו להתחיל לרכוש את הדור הבא של השרתים (סידרת ה-R650,750 וכו') בשבועיים הקרובים (לפחות בחו"ל). חברת HPE עוד לא הכריזה על תאריך השקה וגם לא לנובו. בסיסקו הולכים להוציא את המשפחה החדשה בערך בעוד חודש וחצי. בהשוואה למעבדים הנוכחיים, המעבדים החדשים יהיו קצת יותר מהירים אך באותו מחיר כמו הקיימים, וניתן יהיה (לאחר עדכון BIOS) להחליף את המעבדים הנוכחיים במעבדים החדשים. פוסט יותר מפורט על המעבדים החדשים (כולל רשימת המעבדים) – יופיע פה בבלוג בקרוב.

אינטל גם הכריזה על כמה דברים שנראים במבט ראשון מלהיבים ומעניינים, אולם אני ממליץ שלא לרכוש אותם, ובחלק מהמקרים אני ממליץ לחכות ל"גירסה 2.0".

נתחיל בדיסק ה-SSD החדש של אינטל, ה-DC D4800X (תבדילו בינו ל-P4800X). ה-D בשם המוצר מסמן Dual Port. זהו SSD בחיבור NVME כפול. בשביל מה צריך כפול? כדי לקבל שרידות כמובן!…

אממה .. מישהו שכח או התעלם מכלל פשוט שקיים בכל PC, החל מלאפטופ ועד שרת עצבני עם 8 מעבדים: כשיש לך תקלה בחיבור PCIe, המערכת פשוט תקפא או תקרוס. לגמרי. נסיון לבצע כיבוי/הפעלה מחדש לא יצליח לעבור את ה-POST. (בעקרון, כשמפעילים את המכונה, לאחר שהמעבד הופעל וה-BIOS נכנס לשליטה, הוא מריץ את המיקרוקוד שבתוכו, הוא מתחיל לאפס את תושבות וציודי ה-PCIe. כשהוא לא מצליח – תופיע שגיאה שלא תאפשר המשך הפעלת המכנה). במילים אחרות – זה ציוד מעולה .. אם יש לכם Mainframe של IBM, שם אפשר להחליף כמעט את כל הציוד שהמכונה פעילה (וניתן להפעיל/לכבות תושבות PCIe בזמן ריצה) – אבל לא כל כך רלוונטי בשרתים.

מכאן – נעבור ל-Optane DC.

למי שלא מכיר – Optane DC זו גירסת SSD שאינה מתחברת לתושבת PCIe אלא יושבת בתוך תושבות הזכרון של השרת. בתמונה משמאל תוכלו לראות אותם כ"מקלות זכרון" (עם המדבקות, כלומר 3 מקלות Optane DC ו-3 מקלות זכרון DDR4 ECC). כל מקל Optane DC מגיע ב-3 גדלים – 128, 256 או 512 ג'יגהבייט אחסון! (המחירים, אגב, לאלו שרוצים לדעת – ואלו לא מחירים סופיים: 893, 2461 דולר וה-512 ג'יגהבייט עדיין לא יצא). אלו אינם מקלות זכרון, כך שאם יש לך מול מעבד כ-256 ג'יגה זכרון והכנסת מקל Optane DC של 256 ג'יגהבייט, לא יהיה לך זכרון של כחצי טרה, אלא 256 ג'יגה זכרון ו-256 ג'יגה של אחסון מהיר.

בכנס Ignite האחרון, מיקרוסופט הדגימה איך ה-Optane DC עוזר בסביבת HCI שמורכבת מ-Hyper-V, Storage spaces direct וכו'. להלן הוידאו:

שימו לב למשהו אחד חשוב שקצת פחות מודגש בוידאו: כל ה-Optane DC שבשרתים בהדגמה משומש ל-Cache בלבד ולא כ-Storage! במילים אחרות, גם אם תכניס טרהבייט של Optane DC בשרת, עדיין תצטרך Storage כלשהו, ולכן השימוש של Optane DC יותר מתאים כ-Cache ל-DB או למכונות וירטואליות. ניתן לראות את הדגש הזה גם במסמך הזה שהוציאה VMWare שמתייחסת ל-Optane DC ולגירסה עתידית של vSphere.

בלינוקס יש תמיכה ל-Optane DC ובקרוב תהיה גם תמיכה לשימוש ב-Optane DC כ"זכרון". הפצות רד האט 8, SLE 15 ואחרות כבר תומכות ב-Optane DC וכל מה שצריך זה שאפליקציות יתמכו בכך, וזה יקרה ברגע שהטכנולוגיה תהיה נפוצה יותר.

בקיצור – טכנולוגיה מעניינת (אם כי יש לסמסונג המתחרה מענה "בשרוול" שנותן ביצועים בעומסים הרבה יותר גבוהים, זה בסידרת ה-Z-NAND), אבל יקח זמן עד שהיא תיכנס בצורה מסודרת לשימוש על ידי כל מיני אפליקציות ופלטפורמות. הדבר שהכי מעכב כרגע את הדברים – זה הצורך ברכישת שרתים חדשים על מנת להשתמש בטכנולוגיה. כל ספקי הענן הציבורי יציעו בקרוב מכונות עם Optane DC.

אחד המוצרים הנוספים שאינטל הכריזה עליו הוא Intel SSD D5-P4326 – כונן SSD בתצורת "סרגל" (שמו הטכני של הסטנדרט: EDSFF E1.L – שם שממש מתגלגל בפה). כל סרגל SSD כזה יכיל בדור הנוכחי עד 15.32 טרהבייט אחסון… רק לפני שמתלהבים, האחסון מורכב מ-QLC NAND, הווה אומר שבתא NAND אפשר לאחסן 4 ביטים, מה שמאפשר לאחסן יותר מידע פר תא, אך מצד שני, מהירות הכתיבה – איטית מאוד בהשוואה לכונני SSD מדור נוכחי מבוססי TLC (כלומר 3 ביטים בתא). אינטל ושותפיה ימכרו שרת 1U שבו יהיה ניתן להכניס 32 סרגלים כאלו ליצור אחסון עד כמעט חצי פטהבייט שמיועד יותר לאחסון מידע לקריאה, ובמילים אחרות – לא מאחסנים על זה מכונות וירטואליות, קונטיינרים ושאר דברים שמצריכים קריאה/כתיבה מהירה יותר ממה שאותם סרגלי SSD יכולים להציע.

הבעיה המרכזית במוצר היא התחרות שלו מול דיסקים קשיחים מכניים. נכון, SSD נותן מהירות קריאה הרבה יותר גבוהה מכל דיסק מכני, אבל דיסק מכני כמו Seagate Baracuda בגודל 14 טרהבייט ל-Enterprise עולה בסביבות ה-550$ ואילו סרגל של 15.3 טרהבייט של אינטל עולה פי 8. את עניין הבדלי הקריאה/כתיבה ניתן תמיד לפתור בעזרת מספר דיסקים SSD שישמשו ל-Cache כך שהפתרון של אינטל עדיין אינו שווה לדעתי מבחינה כלכלית.

לסיכום: אינטל הציגה מספר מוצרים חדשים ומספר שדרוגים מעניינים (כמו המעבדים) אך לא כל המוצרים שווים רכישה כעת. חלק לא מבוטל מהטכנולוגיות שהוצגו עדיין אינו "בשל" ל-Enterprise ומצריך תפוצה ושימוש נרחבים על מנת לתקן באגים ולפתח תמיכה למוצרים. לכן, השמרנות שמאפיינת כל כך את שוק ה-Enterprise מוצדקת במקרים כאלו ולא מומלץ לעניות דעתי לרכוש כל טכנולוגיה, רק כי היא הוכרזה ברעש וצלצולים.

על VDI ולקוחות שונים

אתחיל בשאלה: שאלתם את עצמכם פעם, כשאתם צריכים יעוץ מבחוץ, מה ההבדל בין יועץ טוב לבין יועץ .. פחות טוב? אפשר לכתוב על כך כמה וכמה פוסטים מאוד ארוכים, אך אני אתמצת את התשובה במשפט פשוט: יועץ טוב יתאים את הפתרון ללקוח. יעוץ פחות טוב – ינסה לשנות את "הלקוח" לפתרון.

בתחום ה-VDI, יש 3 פתרונות ש"שולטים" בשוק: Horizon של VMWare, ה"סלט" של Citrix (כמו Xen Desktop יחד עם כלים אחרים) וכמובן הפתרון של מיקרוסופט. בכל הפתרונות ניתן או "לפרסם" אפליקציות כך שיצוצו כחלונות נפרדים המציגים אפליקציה בלבד או שניתן להקים מכונות וירטואליות ועליהן "להלביש" פרופילים, ויש כמובן את שיטת ה"ערימות" – הקמה של מספר מכונות VM שמשוייכות קבוע למשתמש פר VM.

בהינתן החומרה הנכונה וההגדרות הנכונות, כל הפתרונות יכולים לתת תוצאות מעולות בכל מה שקשור ל-VDI, החל מרמת הפקידה שמשתמשת באופיס ודפדפן וכלה במשתמשים שצריכים להריץ אפליקציות תלת מימד. כולם תומכים בהאצת GPU (למעט מיקרוסופט שירדה מ-RemoteFX ב-Windows Server 2016 והולכת להוציא משהו בקרוב שיקרא GPU-P לצרכים של גרפיקה למשתמש מרוחק).

כל החברות הגדולות במשק משתמשות כבר בפתרון VDI או "מעין VDI". לכו לכל נציגות סלולרית בקניון ואתם תוכלו לראות במסכים של המוכרים חיבור RDP לחוות השרתים של אותה חברת סלולר. על המחשב המקומי לא רץ כמעט כלום (אגב, בלא מעט מקרים אותן חברות גדולות מוותרות על רכישת Thin Client יעודי מכיוון שזה יותר זול להן לרכוש PC בקצה המאוד נמוך עם Windows). רוב המשרדים הממשלתיים, חברת החשמל וכו' משתמשים ב-Citrix לצרכי VDI. חברות גדולות אחרות שלא ממש משתמשות ב-VDI הן חברות השיווק הגדולות (שופרסל, רמי לוי וכו') בקופות הרושמות (כולל הקופות החדשות לשרות עצמי) – שם עדיין יש PC עם דיסק קשיח שמטעין שורת אפליקציות לאחר שה-Windows עולה. אחד הדברים שגיליתי לאחרונה זה שכשבמשרד ממשלתי (נניח רשות המסים) אם ה-Thin Client שלהם (שמשום מה מטעין Windows 10 בזמן Boot, כך שאני לא בדיוק יודע למה הם צריכים Thin Client) לא מצליח להתחבר ל-Store Front של Citrix וזה קורה לכולם באותו סניף – אז הם פשוט מפסיקים לקבל לקוחות ובאותו יום אין עבודה. ברשת שיווק שמרוויחה כסף מכל לקוח, סיטואציה כזו היא הסיוט הכי שחור להנהלה, ולכן לא נראה לי שבעתיד הקרוב הם יעברו למשהו כמו VDI.

מה שציינתי לעיל מדבר על גופים גדולים, הדברים חלים לעיתים גם על גופים בינוניים, אבל כשזה מגיע לעסקים קטנים – הפתרונות הנ"ל לגבי VDI פשוט לא רלוונטיים ואת זה גיליתי לאחר כמה שיחות עם בעלי משרדי עורכי דין, רואי חשבון וסוכנויות ביטוח. שם, ברוב המקרים, רכישת ברזלים תוכנה, הרכבה והגדרה של הכל – מגיעה מהכיס של הבעלים או מחשבון החברה, וכשמציגים להם מחירים של הפתרונות האלו לא תמצאו אפילו משרד אחד שיסכים לרכוש זאת. זה לא רק עניין המחיר, זה עניין הצדקת הרכישה.

מדוע שהם בעצם ירכשו? בגלל ש-PC יכול להתקלקל? כיום אפשר ב-500-700$ להשיג PC פשוט בקצה הנמוך (כולל זכרון ו-SSD במקום דיסק מכני), וכל מה שנותר לעשות זאת להעביר את ה-DATA (כולל OS) ממערכת ישנה לחדשה ואולי להתקין דרייברים. בגלל גיבויים? אפשר לקנות NAS קטן, להתקין תוכנה כמו Macrium Reflect שתגבה את כל המכונות לאותו NAS. העלות של כל העניין ממש שולית.

היכן עסקים קטנים כן ירצו להקשיב ליתרונות VDI ולהטמעתם? רק כשהדברים הבאים ימולאו:

  • מחיר – זול. הפתרונות של Citrix ו-VMWare עפים ישר מהחלון. של מיקרוסופט – אולי.
  • שקט – תתפלאו בכמה משרדים אין ממש בידוד למחסן שאפשר להכניס שם שרת 1U או 2U, ובמשרד די שקט, רעש כזה בולט (יש לי כמה כאלו פה בבית, מנסיון!)
  • שרות ותחזוקה ל-3-5 שנים, בלי זה אין על מה לדבר.
  • עלות חד פעמית – לא רשיונות בתשלום חודשי. (ביי ביי nVidia ו-Grid!)
  • שרות ותמיכה מקומיים ובעברית.

ניסיתי בזמן האחרון עם אותם בעלי משרדים לעשות להם סימולציה על VDI ומה שזה יתן, ואני יכול לאמר שהיתה בהחלט התעניינות, ולכן התחלתי יותר ויותר להשקיע משאבים בנידון כולל בניית דברים שהם custom אבל בסוף זה יעבור למשהו ארוז ומוכן.

המטרה שלי בסופו של דבר לגבי VDI לעסקים קטנים היא לא לשווק משהו בלעדי של העסק שלי לכולם, אלא להיפך – יש המון המון עסקים שנותנים שרותי מחשוב לעסקים קטנים, ושהם ימכרו את זה וירוויחו מכך, ואני אמכור להם (לאותם נותני שרות מחשוב) שרות תמיכה במקרים שלהם אין ידע בפתרון. אני שואף להכניס כמה שיותר חברות שמוכרות ברזלים ושרותים ללקוחות קצה לעניין. וכשזה יהיה מוכן, אפרסם תיעוד ווידאו קליפים איך לבצע את הדברים.

לסיכום: יש לקוחות שיכול להתאים להם פתרון X או Y לצרכי VDI, אבל יש לקוחות שצריך להתאים להם פתרון יעודי ויחודי. זה שחברת X הטמיעה פתרון Y לא אומר שהפתרון יכול להתאים תמיד גם לכם מכל מיני סיבות, ולכן כדאי לבדוק דברים היטב ואם צריך – לבדוק מה ניתן לבנות עבור הלקוח בהתחשב בצרכיו ובתקציב שיש עבור הפרויקט.

לפני רכישה – כדאי לחשוב קדימה

כאן בארץ, לא חסרים ארגונים ועסקים שההתמחות שלהם היא בשיווק מוצרים לעסקים וחברות בכל מה שקשור ל-IT – בין אם מדובר בתוכנה, חומרה, שרותי אינטגרציה, תמיכה וכו'. זה הביזנס שלהם ומרביתם יכולים למכור לך כמעט כל מה שתרצה – בין אם זה כונן דיסקטים 5.25" ועד Mainframe – כולל שילוב ואינטגרציה של מה שהם מוכרים. לגטימי? בהחלט.

יש לא מעט מקרים, לעומת זאת, שהדברים שהולכים למכור לכם – לא תמיד מתאימים, והדבר יכול להתגלות כבר בזמן הקרוב או שנתיים שלוש קדימה. בפוסט זה אדגים 3 מקרים שונים שיכולים ללמד כמה מחלקות שיווק של חברות שונות – לא תמיד צודקות, גם אם יש להם ניירות שמוכיחים אחרת.

המקרה הראשון התרחש לפני מס' חודשים: קורא נאמן של הבלוג פנה אל עבדכם הנאמן בשאלה פשוטה: החברה הגדולה שהוא עובד שם מתכננים לרכוש 4 דיסקים Optane של אינטל מסוג P4800X דרך יצרן השרתים של החברה. הסיבה לרכישת הדיסקים האלו? מצגת שהראתה להם שבביצועי SQL – הדיסקים הללו יהיו מעולים לצרכיהם, הרבה יותר מכל סטורג' שהם יחברו (בקטע הזה המצגת צודקת. דגם ה-Optane הזה בהחלט מתאים ונותן ביצועים מטורפים!). הדיסקים האלו יכנסו לתוך שרת R740 של DELL, ימופו לתוך VM שיריץ שרת Windows Server 2016 ו-SQL Server. אמרתי לו שלדעתי תהיה בעיית ביצועים, אבל אם הם מעוניינים, אשמח לבדוק להם את העניין – בתשלום. החברה הסכימה. (בכל זאת, 2500$ פר SSD, כלומר $10000 דולר במחירי ארה"ב…)

תודות לכמה יבואנים הצלחתי להשיג את הציוד להשאלה אליי ל-LAB. השרת פורק, חיברתי את ה-backplane עם כניסות U.2, הצמדתי לדיסקים חיישני חום, הפעלתי והתחלתי להריץ בדיקות עומסים שונים. לקח 10 דקות עד שאחד ה-SSD הגיע ל-95 מעלות חום. כמה דקות אחרי זה שאר ה-SSD הגיעו בערך לאותו חום – והביצועים החלו לצלול. סיכום הדו"ח שלי ללקוח הצביע על הבעיה הפשוטה: הן שרתי ה-R740 (וגם כל שרת 2U של HPE או לנובו לצורך העניין) אינם מתאימים בתצורה זו ל-SSD מבוסס Optane של אינטל. הדיסקים הללו מפיקים הרבה יותר חום מדיסקים מכניים או SSD מתחרים. הדרך היחידה להכניס 4 כרטיסים כאלו היא לרכוש 4 SSD כאלו בתצורת AIC (כלומר כרטיס PCIe) ואז למפות אותם. עדיף במקום שרת 2U להשתמש בשרת 3U (אבל אז גם מחיר השרת מטפס הואיל ומה ש-DELL מוכרת בגירסת 3U זה שרת עם 4 מעבדים).

המקרה השני קשור לפלטפורמת קונטיינרים פופולרית – Kubernetes. מישהו ממשרד ממשלתי פנה אל עבדכם הנאמן ושאל מה דעתי על הפתרון הנ"ל, מכיוון שהוא מומלץ מאוד ע"י חברת האינטגרציה הגדולה שהם עובדים איתה. לי כמובן אין שום דבר נגד Kubernetes ואני נותן גם שרותים להטמעה של הפלטפורמה (אני גובה על יעוץ ואינטגרציה, לא על מכירה של תוכנות), אבל במקרה שלהם יהיו מספר בעיות אם הם יקחו את הפתרון:

  • אבטחה – עם כל הכבוד ל-Kubernetes, הפלטפורמה עדיין אינה מאובטחת כמו OpenShift (תודות ל-SELinux ועוד מספר רכיבים).
  • Auditing, Compliance – בחברות גדולות ומשרדים ממשלתיים מאוד רוצים את זה.
  • מיגרציה בהמשך – תחשבו 4 שנים קדימה, אם Kubernetes עדיין תהיה קיימת, יהיה קשה מאוד להעביר אליה דברים שבנינו השנה לגירסה שתצא אז. במוצר כמו OpenShift היצרן מציע כלים לבצע מיגרציה.

במילים אחרות: Kubernetes זה טוב, אבל במוסדות מסויימים צריכים את ה"מעטפת" מסביב ל-Kubernetes כולל מיגרציה בהמשך – על מנת להכניס מערכת כזו.

המקרה השלישי קשור יותר ל"התלהבות" הולכת וגודלת לכל ה-Hyper Converge בוירטואליזציה (למי שלא מכיר: מערכות כמו vSAN, Simplivity, Nutanix מציעות להקים שרתים שיתנו את כל השרותים הכוללים Storage, Network, Compute – ללא צורך בסטורג' מאסיבי, סוויצ'ים יקרים וכו').

כמו תמיד, חברות כמו VMWare ואחרות לא המציאו מאפס את עניין ה-Scale Out הזה. מערכות File System ל-Scale Out קיימות זמן רב, כמו Lustre FS, מערכת Open Vswitch לצרכי Network, ופתרונות וירטואליזציה שונים הציעו זאת בסביבת HPC כבר זמן רב.  החולשה שיש ב-HPC קיימת בדיוק אותו דבר גם בפתרונות וירטואליזציה Scale Out: אם אתה צריך כמות IOPS מאסיבית של 7 ספרות ומעלה, תצטרך או לרכוש סטורג' יעודי או לרכוש הרבה יותר שרתים פיזיים מכפי שאתה צריך עבור Compute. אם אין לך צרכים כאלו, אז כן, פתרון Hyper Converge יכול להיות פתרון טוב.

לסיכום: חוות דעת נוספת ועצמאית היא דבר שלעניות דעתי חשוב מאין כמוהו. ההסתמכות על האיש הטכני שמגיע מחברת האינטגרציה היא משהו שאני לא ממש ממליץ עליו כי בסופו של דבר הביאו אותו "לדחוף" את הפתרון שהם רוצים למכור לך. יועץ חיצוני בלתי תלוי הוא אחד שמרוויח מהיעוץ ואולי אם תהיה עבודת אינטגרציה, לא ממכירת רשיונות תוכנה שהוא מנסה לקבל אחוזים על מכירתה. כפי שאתם יכולים לראות מהדוגמאות לעיל, ההמלצות המתקבלות במקרים מסויימים אינן כוללות סייגים והתחשבות במה שהלקוח כן צריך לזמן הנוכחי ובעתיד.

טיפ: כשרוצים להוסיף דיסקים SSD מקומיים בשרת

בעולם השרתים, יש סוג מסוים שמיועד לאינטגרטורים ולא ללקוחות קצה. הקטגוריה של השרתים הללו נקראת "שרתי Tier 1".

בניגוד לשרתים רגילים שרוכשים מ-HP/לנובו/DELL ששם אתם מקבלים שרות מהקצה עד הקצה, בשרתי Tier 1 אתה מקבל אפס תמיכה טכנית (הדבר היחיד שכן מוכנים לעשות עבורך הוא להחליף ציוד תקול) והתשובה הקבועה שתקבל מהתמיכה הטכנית היא משהו כמו: זה שרת Tier-1, אין תמיכה טכנית, כך שאם מישהו רוצה לרכוש שרת כזה, עדיף שיכיר היטב איך לזהות חולשות ובעיות תכנוניות של לוח אם, איוורור, נתיבי PCIe מבחינה לוגית (לא רק פיזית) ועוד, אחרת בקלות אפשר לרכוש "פיל לבן". כך לדוגמא השרת בתמונה למעלה היה אמור להירכש על ידי חברה מסויימת בארץ – למטרת הקמת "סטורג'" מאוד מהיר (כל הדיסקים שנכנסים מקדימה הם SSD NVME בלבד). הם פנו לכל מיני אינטגרטורים שנתנו המלצה חיובית לרכישה ואז הם פנו אל עבדכם הנאמן דרך בלוג זה והמלצתי היתה שלא לרכוש מהסיבות הבאות:

  • הלוח אינו תומך במעבדי XEON נוכחיים.
  • תכנון האיוורור גרוע לדיסקים SSD NVME ולהמשך השרת (מעבדים, זכרונות, כרטיסים) מכיוון ש-SSD NVME רציניים דורשים קירור הרבה יותר רציני בהשוואה ל-SSD רגיל.
  • פריסת תושבות ה-PCIe אינה מתאימה לצרכים הנדרשים, ועם החום שמופק בתוך מכונה כזו, הביצועים יהיו נמוכים.

אחד היתרונות הגדולים בעבודה עם שרתים כאלו – זה שאתה לומד "על הבשר" מה אפשרי לעשות, מה לא, ואפשר להסיק מסקנות שיכולים לעזור בשרתים יותר קונבציונאליים שחברות בארץ רוכשות.

מכאן נעבור לשרתים רגילים, שכל חברה קונה. אלו כמובן שרתים שניתן לקבל עליהם תמיכה או online או טלפונית. הבעיה: בחלק מהמקרים התמיכה שניתנת אינה מספקת תשובות נכונות (קורים מקרים בהם החברה דווקא כן מפרסמת KB עם מידע נכון אולם התומך לא מעודכן בפרסומים והמידע שנמסר ללקוח – שגוי).

אחד המקרים הכי נפוצים הוא מקרה של לקוחות שיש להם שרתים והם מעוניינים מעוניינים להוסיף דיסקים SSD מקומיים לשרת. במקרים כאלו רוכשים SSD מהיצרן (HPE מוכרים את מוצרי ה-SSD של אינטל, לנובו ו-DELL מוכרים את הדיסקים SSD של סמסונג, ולפעמים גם נמכרים SSD של טושיבה ומיקרון).

טכנית, אני ממליץ לרכוש מיצרן השרת דיסקים SSD מבוססי SATA ולא SAS מכיוון ש-SATA Enterprise עבר כברת דרך ארוכה באמינות, ויתרון הערוץ הכפול לא רלוונטי בשרתים מודרניים הואיל ובקר ה-RAID הראשי מוטמע בלוח האם, כך שאם יש תקלה, השרת מושבת בכל מקרה. מבחינת ביצועים – כיום SATA עוקף SAS (ב-SSD).

אז נניח ויש לכם שרת ויש בו 2 דיסקים (לא חשוב אם מכני או SSD). מבחינה טכנית, אין שום בעיה להכניס עוד 6 דיסקים SSD בלי שום בעיה. אתה מקבל את הדיסקים כשהם כבר בתוך מגירות, כל מה שנותר הוא להכניס אותם לשרת, ולהשתמש בתוכנת ה-RAID של הבקר (לכל יצרני השרתים יש תוכנה כזו) כדי ליצור את ה-RAID הרצוי (אני לא ממליץ על RAID-5 ל-SSD. זה פשוט מקצר את חיי ה-SSD).

יש לכם כבר 8 ורוצים להוסיף עוד? סביר להניח שתצטרכו בנוסף לדיסקים SSD לרכוש "Extension Kit" לשרת עצמו. אצל חלק מהיצרנים מדובר על מספר כבלים וכרטיס SAS Expander שאותו יש לחבר אל כניסות בקר ה-RAID ומה-SAS Expander לחבר את כל הכבלים אל ה-Backplane. יש מקרים שאתם תצטרכו לעשות זאת ויש מקרים שטכנאי מטעם היצרן יבוא ויעשה זאת (תלוי בחוזה שלכם מול יצרן השרתים). אם מדובר לעומת זאת בשרת ישן (נניח G7/G8 של HPE או R710/R720 של DELL או M2/M3 של IBM) – תהיה לכם בעיה כלשהי, ההסבר לגביה – בהמשך הפוסט.

יהיו מקרים, כמובן, שבחברה מסויימת ירצו להרחיב מעבר ל-16 דיסקים. במקרים כאלו בדרך כלל היצרן ימכור ללקוח כרטיס SAS Expander בערך כמו שיש פה בתמונה משמאל שמאפשר חיבור של 24 דיסקים. מבחינת חיבוריות – אין שום בעיה לחבר את הכל כמו במקרה של הרחבה מ-8 ל-16.

הבעיה – צוואר בקבוק.כמעט כל בקר RAID, בין אם מדובר בכרטיס ובין אם מדובר בשבב שנמצא על לוח האם, תופס 8 נתיבי PCIe (כלומר PCIe X8) ו-PCIe 3.0 X8 (שנמצאים בשרתים מודרניים) יכול להעביר ברוטו עד 8 ג'יגהבייט (קצת פחות בפועל). אם נזכור ש-SSD כשקורא נתונים – מעביר אותם במהירות של 450-550 מגהבייט לשניה, ונכפיל את זה כפול כמות ה-SSD בשרת (אני לא ממליץ על RAID-5 כמו שכתבתי לעיל, אבל מי באמת מקשיב?) – ואנחנו יכולים להגיע למצב שבקר ה-RAID "יחנק" עוד במצב של 16 דיסקים. אם כל הדיסקים (24) מחוברים ל-RAID והמערכת מוגדרת כ-RAID-5 על כל הדיסקים – הביצועים פשוט יצנחו בכל מה שקשור לקריאת נתונים. המצב חמור יותר בשרתים ישנים ששם בקר ה-RAID משתמש ב-PCIe 2.0 X8 שאז יש מחצית מרוחב הפס והבקר "יחנק" מ-8 דיסקים SSD אם המערכת קוראת וכותבת מכל הדיסקים במקביל.

לכן – אם מתעקשים להכניס לדוגמא 24 דיסקים SSD בשרת אחד (או בשרת ישן לעבוד עם יותר מ-8 דיסקים SSD), יש לשקול את האפשרויות הבאות:

  • להוסיף בקר RAID עם 2 כניסות SFF 8087 ולחבר אליו את ה-8 דיסקים SSD (אחרי 16). בשרתים ישנים אפשר לרכוש 2 בקרי RAID עם 2 כניסות SFF 8087 ולחבר אליהם את הדיסקים. החסרון בשיטה זו: אין RAID "המשכי" לכל הדיסקים, אבל גם לכך יש פתרון, המשיכו לקרוא.
  • לעצור ב-16 דיסקים.
  • לרכוש במקום בקר RAID – כרטיסי HBA (או כרטיס RAID במצב IT MODE) ולהקים RAID מבוסס תוכנה (כל מערכת הפעלה מאפשרת זאת, ויש גם תוכנות יעודיות לכך כמו FreeNAS, UnRaid, XPEnology ועוד). שימו לב – החלפת בקרים אינה דבר מומלץ ואינו נתמך רשמית על ידי יצרני השרתים.
  • לפצל לשרתים נפרדים. 2 שרתים עם 8 דיסקים SSD יתנו עבודה יותר מהירה.

לסיכום: זה שיש 24 מקומות לדיסקים SSD בשרת, לא אומר שהשרת באמת בנוי להפעיל 24 דיסקים SSD (ובשרתים ישנים – יותר מ-8 SSD במקביל, גם אם מדובר בבקר עם 4 כניסות SFF-8087), בדיוק כמו שרוב מוחלט של השרתים שנמכרים לחברות לא יכולים להפעיל 24 דיסקים SSD NVME (אל תנסו. תכנון הקירור, גם בדגמים הכי חדשים של DELL/HPE/לנובו לא מתאים לכך). עדיף לחלק את הדיסקים בין 2 מכונות פיזיות, ואם אתם מתעקשים "להפציץ" מכונה אחת בדיסקים SSD – עדיף לייעד אותה לשימוש כ-NAS עם מפרט נמוך ולהריץ את הדברים הדורשים ביצועים בשרת אחר.