Перейти к содержанию

Архитектура

Общая архитектура

ПО Sharx Storage построено с использованием файловой системы ZFS и реализует механизмы, которые обеспечивают:

  1. Отказоустойчивость дисковой подсистемы и сохранность данных.
  2. Ведение журнала.
  3. Автоматическое восстановление данных.
  4. Высокую доступность служб СХД.

Механизм обеспечения отказоустойчивости дисковой подсистемы и сохранности данных

Обеспечивается механизмом избыточной четности. Схема организации данного механизма приведена на рисунке ниже.

Механизм обеспечения отказоустойчивости дисковой подсистемы

Диски в дисковых полках объединяются в виртуальные дисковые устройства. Каждое виртуальное дисковое устройство может состоять из одного или нескольких однотипных физических устройств (HDD, SSD).

Виртуальные дисковые устройства объединяются в пул. Пул может состоять из одного или нескольких виртуальных устройств.

Для виртуальных дисковых устройств при создании пула выбирается тип избыточности в зависимости от критичности данных. Возможные варианты типа избыточности:

  1. RaidZ1:

    • обеспечивает защиту от сбоя 1 физического диска;
    • требует минимум 3 физических диска: 2 для данных, 1 для четности.

  2. RaidZ2:

    • обеспечивает защиту от сбоя 2 физических дисков;
    • требует минимум 4 физических диска: 2 для данных, 2 для четности.

  3. RaidZ3:

    • обеспечивает защиту от сбоя 3 физических дисков;
    • требует минимум 5 физических дисков: 2 для данных, 3 для четности.

  4. Mirror. Основан на принципе полного дублирования данных (зеркалировании):

    • обеспечивает защиту от сбоя 1 физического диска;
    • требует минимум 2 физических диска.

Дополнительно для обеспечения отказоустойчивости к пулу могут быть подключены диски горячей замены.
Диски горячей замены (hot spare) — это резервные диски, которые добавляются в пул для автоматической замены дисков, вышедших из строя. Диски горячей замены остаются неактивными до тех пор, пока не потребуется замена. Hot spare является важной функцией для обеспечения отказоустойчивости и минимизации простоя в системе.

Механизм ведения журнала

ZIL (ZFS Intent Log) — это механизм ведения журнала, который обеспечивает согласованность данных в случае сбоя системы или внезапного отключения питания. Он записывает информацию о транзакциях, которые еще не были сброшены на основной пул данных, гарантируя, что ни одна операция записи не будет утеряна.

Механизм автоматического восстановления данных

Механизм автоматического восстановления данных (self-healing) обеспечивает высокую надежность и целостность хранилища. Основная цель механизма — обнаружение и исправление поврежденных данных без вмешательства пользователя.

Механизм высокой доступности служб СХД

При недоступности или отказе контроллера СХД, на котором в данный момент запущены сервисы СХД, резервный контроллер инициирует следующие действия:

  1. Снятие резерваций с дисков.
  2. Подключение пулов.
  3. Установка резерваций на диски подключенных пулов.
  4. Активация виртуального IP-адреса отказавшего контроллера.
  5. Активация общих ресурсов подключенных пулов.
  6. Активация систем управления СХД.

Схема контроллера СХД

Состав контроллера СХД отображает рисунок ниже

Состав контроллера СХД

Каждый контроллер состоит из:

  1. Аппаратной части:

    • центральный процессор;
    • ОЗУ;
    • системный М.2-диск;
    • сетевая карта для передачи данных;
    • сетевая карта для межкластерного взаимодействия (интерконнект);
    • адаптер SAS-шины.

  2. Программной части — ПО Sharx Storage.
    ПО Sharx Storage разработано на базе ОС Debian и включает все необходимые компоненты для развертывания на аппаратных средствах без необходимости установки дополнительного системного и прикладного ПО. Обновления ОС интегрированы в состав обновлений ПО Sharx Storage.

Схема дисковой полки

Состав дисковой полки отображает рисунок ниже.

Состав дисковой полки

Каждая дисковая полка состоит из:

  1. Аппаратной части:

    • жесткие диски;
    • корзина для установки жестких дисков;
    • SAS-контроллеры;
    • сетевая карта управления;
    • система охлаждения;
    • блоки питания.

  2. Программной части, встроенной в дисковую полку:

    • микропрограммное обеспечение SAS-контроллера;
    • микропрограммное обеспечение интерфейса управления.

    Ответственность за установку микропрограммного обеспечения дисковой полки несет производитель данного оборудования. При наличии действующего договора на сервисное обслуживание СХД техническая поддержка ООО «Шаркс ДЦ» обеспечивает обновление микропрограммного обеспечения при выходе новых версий.

Отказоустойчивость и высокая доступность

Минимальная комплектация СХД состоит из двух контроллеров СХД, одной дисковой полки и программного обеспечения Sharx Storage. Подключение двух контроллеров обеспечивает отказоустойчивость СХД: в случае отказа одного из контроллеров СХД продолжит работу со вторым, обеспечивая непрерывность функционирования.

Примечание

В документации описана минимальная комплектация.
СХД может масштабироваться под нужды Клиента

Схема организации данного механизма приведена на рисунке ниже.

Общая схема архитектуры решения