Cisco HyperFlex to jedno z dostępnych na rynku rozwiązań hiperkonwergentnych. Z czego się składa i jak działa? W tym artykule rozbieramy Hyperflex na czynniki pierwsze.
Podstawową jednostką budującą klaster hiperkonwergentny Cisco HyperFlex są serwery rackowe Cisco UCS z serii C, czyli urządzenia wyposażone w zasoby obliczeniowe, czyli pamięć RAM i CPU oraz zasoby dyskowe. Sercem klastra i jego główną wartością jest jednak warstwa SDS (Software Defined Storage), będąca jednocześnie wyróżnikiem danego rozwiązania hiperkonwergentnego. W Cisco jest to HXDP, czyli HyperFlex Data Platform. Do warstwy sprzętowej w postaci serwerów oraz warstwy SDS została dodana warstwa wirtualizacyjna. Tutaj panuje pewna dowolność wyboru, wspierani są wiodący producenci, a konkretnie produkty VMware vSphere i Microsoft Hyper-V.
HyperFlex Data Platform
Głównym zadaniem warstwy SDS jest konsolidacja, abstrahowanie oraz prezentacja zasobów dyskowych. HXDP agreguje dyski ze wszystkich serwerów budujących klaster i prezentuje je hostom jako współdzielony zasób NFSv3 lub SMB w zależności od wyboru hypervisora. Powstały zasób dyskowy definiowany jest przez dedykowany system plików oparty o logi, który zwiększa wydajność systemu w kwestii dostępu do storage’u, szczególnie jeśli mamy do czynienia z dyskami talerzowymi HDD.
Redundancja danych jest osiągana przez przechowywanie tego samego bloku danych w 2 lub 3 kopiach. Parametrem określającym liczbę kopii jest Replication Factor RF. Ściśle determinuje on odporność klastra na awarie. Każda kopia danego bloku danych znajduje się na innym serwerze, a rekomendowana wartość RF wynosi 3. Jest to podejście alternatywne do tworzenia grup RAID i tym samym eliminuje opóźnienia zapisu danych wynikających z tzw. RAID penalty.
Optymalizacja rozmiaru przechowywanych danych realizowana jest przez mechanizmy deduplikacji i kompresji. Są one naturalnie wbudowane w architekturę systemu. Nie da się ich wyłączyć, są zawsze włączone, działają inline. Nie wymagają dodatkowego hardware’u ani licencji.
Pozostałe zaawansowane funkcjonalności to natywne snapshoty oraz klony maszyn wirtualnych ReadyClones. Obie te operacje wykonywane są na poziomie systemu plików z użyciem wskaźników, a nie poprzez kopiowanie właściwych danych. Rezultatem jest wzrost efektywności pod względem wykorzystania przestrzeni dyskowej oraz czasu:
- konsolidacja snapshotów jest o wiele szybsza niż w przypadku snapshotów wykonywanych techniką delta dysków,
- stworzenie 100 klonów maszyny wirtualnej jest kwestią sekund.
Natywne snapshoty są oficjalnie wspierane przez dostawców narzędzi backupowych takich jak: Veeam, Commvault, Cohesity.
Wirtualna maszyna kontrolna
HXDP jest obecny w postaci maszyny wirtualnej na każdym hoście wchodzącym w skład klastra. Ta VM-ka często nazywana jest maszyną kontrolną (SCVM, Storage Controller Virtual Machine), ponieważ pełni ona rolę analogiczną do kontrolera dyskowego w tradycyjnych technologiach storage’owych. Wykorzystując technologię PCIe pass-through VM-ka kontrolna odpowiada za zapis i odczyt danych, a także inne zaawansowane funkcje, do których należą: deduplikacja, kompresja, natywne snapshoty i ReadyClones. W przypadku VMware vSphere komunikacja VM-ki kontrolnej z hypervisorem odbywa się za pomocą trzech VIB: IOVisor, stHypervisorSvc oraz VAAI. IOVisor jest software’owym sterownikiem, który przechwytuje operacje zapisu i odczytu od VM-ek znajdujących się na lokalnym hoście i przekazuje je do innych hostów. VAAI to API służące odciążeniu hosta ESXi. Wraz z stHypervisorSvc odpowiada m.in. za snapshoty i klony, które wykonywane są przez VM-kę kontrolną, bezpośrednio na systemie plikowym a nie przez hypervisora.
###