في البداية ، تبدو القصة بسيطة للغاية: نظام التخزين يعمل بشكل جيد لمدة ثلاث سنوات بضمان ممتد ، والرابع طبيعي نسبيًا ، ويتم شراء واحدة جديدة بدلاً من التي عفا عليها الزمن في الخامس. يقوم البائعون بإخراج الأموال منك عن طريق زيادة تكلفة الدعم وجميع أنواع الميزات المدفوعة مثل دعم VDI. هل يمكن كسر هذا المخطط؟ ربما نعم.
دخلت الشركة السوق باقتراح مثير للاهتمام: قطعة من الأجهزة تعمل دائمًا ، وتعمل دائمًا بسرعة ، وتكلفة الدعم هي نفسها كل عام ، وجميع الميزات متاحة على الفور. حسنًا ، لقد أخذوا الصندوق للتو ومن وقت لآخر يغيرون المكونات الموجودة فيه بحيث تصبح عتيقة عند سرعة الاستبدال تقريبًا. يتم تحديث وحدات التحكم كل ثلاث سنوات ، ومن الممكن استبدال الأقراص القديمة بأخرى أكثر حداثة ، أي أن المساحة التي يشغلها نظام التخزين في الرف لا يمكن أن تنمو فحسب ، بل تنخفض أيضًا ، مع زيادة الحجم والأداء.
في الواقع ، أول ما تراه في الرف هو المقابض التي تحمل اسم الطراز ، والتي من خلالها يمكنك ويجب عليك سحب وحدات التحكم من المصفوفة.
يتم ذلك دون إغلاق ، وكسب المال ، وهامش الإنتاجية بحيث لا تتباطأ الأنظمة المصرفية أثناء الاستبدال. للقيام بذلك ، كان عليك كتابة نظام الملفات الخاص بك (بشكل أكثر دقة ، تناظري RAID) ، وتجميع كتلة بالداخل وإجراء بعض التحسينات ، وفي نفس الوقت التخلص من الحمل الموروث من محركات الأقراص الثابتة.
دعونا نرى ما حدث وكيف اتضح. لنبدأ بالهندسة المعمارية.
بادئ ذي بدء ، لا يتضمن إجراء العمل مع المصفوفة أزرار الطاقة. إطلاقا. لن نحتاجه. لإيقاف التشغيل ، ما عليك سوى سحب الكابلات من وحدة PDU.
بنية تخزين نقية
بدأت الشركة من حقيقة أنها طورت بنية جيدة جدًا من الصفر ، وشحذها للفلاش (منذ 2017 - NVMe) ، وخوارزميات فعالة لإزالة البيانات المكررة وضغط البيانات. كان الحساب على النحو التالي: ثم كانت هناك مجموعات من محركات الأقراص الثابتة والحلول المختلطة و SSD all-flash في السوق. كانت محركات أقراص فلاش باهظة الثمن ، وكانت محركات الأقراص بطيئة. وفقًا لذلك ، اقتحموا بيئة تنافسية باستخدام مصفوفات الفلاش على حساب امتلاك مصفوفات القرص.
فعلنا هذا:
- كتبنا نظام التشغيل الخاص بنا للأقراص. الميزة الرئيسية هي ضغط البيانات بسرعة قبل التسجيل ، ثم المعالجة اللاحقة باستخدام حذف قوي ، مما يسمح لك بضغطها بشكل أكثر كثافة ودقة.
- لقد أخذنا محركات أقراص فلاش فقط (أصبحت الآن NVMe بشكل صارم) وأجهزة قوية للحوسبة.
كانت التطبيقات الأولى لبيئات VDI ، حيث تم ضغط البيانات هناك جيدًا. أعطت خوارزميات إزالة البيانات المكررة والضغط مكسبًا من ست إلى تسع مرات في المساحة المستخدمة ، أي مع كل مزايا الفلاش الكامل ، فقد خفضت الأسعار بحوالي ترتيب من حيث الحجم. بالإضافة إلى ذلك ، فإن النموذج الاقتصادي رشيني: تكلفة ثابتة للدعم والقدرة على عدم تغيير قطعة العتاد. ثم رأيت البدائل الأولى لرفين لثلاثة أو ستة إصدارات ، لكنني ما زلت لا أعتقد أن قطعة الحديد هذه ستستخدم في مكان ما خارج VDI.
ثم بدأ موقع LinkedIn في التخزين على هذه القطع من الحديد. اتصال AT&T. كما اشترت البنوك الكبرى وشركات الاتصالات في الولايات المتحدة المنتجات.
اتضح أن خوارزميات الضغط مناسبة تمامًا لبيئات التطوير والاختبار. بعد استبدال SSD بـ NVME ، بدأت المنافسة فجأة في قواعد بيانات المعاملات التقليدية في القطاع المصرفي. نظرًا لأن المصفوفة تبين أنها سريعة وموثوقة نظرًا لبنيتها "في أي لحظة يمكننا أن نفقد أي وحدتي فلاش". ثم ظهرت مجموعة فلاش على شرائح أرخص (QLC) بزمن استجابة 2-4 مللي ثانية ، وليس 1 مللي ثانية كما هو الحال في الطرز العليا ، وبدأت في ملاحظة إزالة نفس VNX و Compellent. أصبح من الواضح أن قطعة الحديد تنافسية للغاية.
بطبيعة الحال ، ستستمر تكلفة السل في الارتفاع حيث توجد بيانات غير قابلة للضغط: التشفير والأرشفة وتدفق الفيديو (المراقبة بالفيديو) ومكتبات الصور ، ولكن في بعض الأحيان تحدث مثل هذه التطبيقات أيضًا عندما يحتاج العميل إلى أداء عالٍ. أعرف حالة تم فيها ضغط مقطع فيديو (بيانات مضغوطة على ما يبدو) بنسبة 10٪ إضافية.
ولكن حتى بالنسبة لقواعد البيانات التقليدية ، فقد اتضح أنها قابلة للتطبيق تمامًا بسعر لكل جيجابايت.
وهنا بدأ نموذج نظام التخزين "دائم الخضرة" بالرشوة.
ترقية مستمرة
لمدة خمس سنوات ، بقي الهيكل وإمدادات الطاقة فقط في قطعة الحديد القديمة ، في الواقع. يمكنك التحرك في الهزات مع عمليات النقل ، أو يمكنك تغيير المكونات كما هو الحال في مجموعة. في الواقع ، هذه مجموعة ، مجمعة فقط في صندوق واحد من ثلاث وحدات (أو ست وحدات). كان الحديد يصنع من الصفر لأنفسهم. دعونا نلقي نظرة على الهندسة المعمارية أولاً ، ثم ننتقل إلى سبب ملاءمة تغييرها قطعة قطعة.
الحلول المثيرة للاهتمام هي:
- دائمًا ما تكون قوة الحوسبة ضعف ذلك: من الضروري استبدال وحدة التحكم دون تدهور الأداء. في الوقت نفسه ، تعمل كلتا وحدات التحكم في المقدمة ، ويتم استخدام وحدة تحكم واحدة على الواجهة الخلفية للكتابة على وحدات الفلاش.
- RAID- , N + 2, . , — , . .
- N + 2, , . , . RAID, , , , ( ) , .
- ! , , . , - .
- , ! , , ( ), - . , , , . . , RAID 10.
- — NVMe-, — NVRAM. Optane. — , ( SCM-), .
- . - , , . , .
- 3:1, . 512 , 8 . — , . . HDD, .
- ( ). , .
لكن لم يكن كافياً أن تقوم الشركة بتجميع بنيتها وكتابة نظام تشغيل خادم افتراضي لها. لقد وصلوا إلى المستوى المنخفض من رقائق الفلاش بأنفسهم وأطلقوا رقائقهم الخاصة. لكنها في نفس الوقت متوافقة مع المعايير. أعلاه واجهة NVMe ، بداخلها شرائح من تصميمنا الخاص.
سلك الكمان هذا المسار ، الذي منحهم ذات مرة مصفوفات كونية سريعة. هم وحدهم من صنعوا معيارهم الخاص ، لكنهم هنا يستخدمون معيارًا مفتوحًا ومتاحًا للجمهور. لما هذا؟ تعد البرامج الثابتة للرقاقة جزءًا من البرنامج الثابت لوحدة التحكم ، وبالتالي فإن نظام التخزين يعرف بالضبط ما يحدث لكل لبنة على حدة.
إذا كانت كل وحدة SSD أو NVMe في رف القرص العادي عبارة عن صندوق أسود صغير لوحدة التحكم ، فحينئذٍ يرى كل شيء. كان ذلك ضروريًا عند حل مشكلة الحجم الكبير القابل للعنونة ، لأن مشاكل صفائف الفلاش هي نفسها: إدارة التآكل ، وجمع القمامة ، وما إلى ذلك. ويتم ذلك عن طريق البرامج الثابتة لوحدات التحكم.
هذا هو ، كما ترى ، اللغز كما يلي: يتم الحصول على مكان رخيص من خلال تبادل الأداء. الأداء العالي يعني التكرار المستمر لوحدة المعالجة المركزية و RAID. يعني العدد الزائد من المعالجات ضغطًا قويًا بعد المعالجة والقدرة على فقد أي جزء دون فقدان الأداء. RAID يطابق هذه الفكرة. أي أن كل هذه المزايا تمنح الشريحة مجانًا تقريبًا للحصول على أي جزء من "الربح".
يأتي بعد ذلك التسويق ويقدم العبارة الكبيرة "التخزين الدائم". سعر الدعم الثابت ، بما في ذلك جميع البرامج ، ولا توجد حزم إضافية. نظرًا لمستوى الخدمة المنفصل ، يمكنك استبدال وحدات التحكم مجانًا كل ثلاث سنوات (مستوى Evergreen GOLD). هناك ترقيات مع زيادة المتطلبات: لقد رأيت كيف تغير XR2 إلى XR3. عملت لمدة عام ، ثم جاء العمل وقال إننا بحاجة إلى عمل جديد. لدى البائع خيار استبدال وحدات التحكم القديمة والحصول على وحدات تحكم جديدة في وقت مبكر. ترقية لطيفة. وحدات التحكم فقط تتغير واحدة تلو الأخرى.
تعد ترقية الأقراص أكثر إثارة للاهتمام. يأتي من المصنع رف خدمة إضافي مع أقراص. يتم ترحيل البيانات إلى الرف دون توقف - جميع البيانات من تلك الوسائط التي يجب استبدالها. الرف يعمل مع وحدات التحكم الرئيسية (لها تحكم خاص بها). في الواقع ، هذه حزمة بيانات وحدة ، تخزين مؤقت. عند انتهاء الترحيل ، يتم وضع علامة على الأقراص على أنها "موافق" ، ويقوم المهندس بإزالتها من الهيكل المعدني. بدلاً من القديم ، يقوم بإدراج الجديد ويبدأ الترحيل العكسي. يستغرق الأمر يومًا أو أكثر ، ولكن لا يتم ملاحظة التطبيقات والخادم. نظرًا لأن أنظمة التخزين هذه غالبًا ما تكون متاحة من مزودي الخدمة ، فهناك إمكانية للاستبدال والترقية في وقت واحد: في إطار Evergreen GOLD ، يمكنك تغيير الأقراص القديمة للعديد من الأقراص الجديدة واسعة النطاق والسريعة ، بالإضافة إلى شراء نفس الأقراص.
لذا ، من الجيد أن تملأ ، نقطة الضعف هي الضغط دائمًا!
لقد اعتدنا على سماع هذا من مستخدمي تخزين القرص. هناك ، القصة قياسية - لم يتم توفير الوظيفة في تطوير البنية - قاموا بتشغيل الضغط ، وتوقف التطبيق ، ثم أمضوا الكثير من الوقت في محاولة استعادة كل شيء مرة أخرى تحت إساءة الإدارة. كما ذكرنا سابقًا ، اتخذت Pure Storage مسارًا مختلفًا - فقد تم جعل إلغاء البيانات المكررة باستخدام الضغط وظيفة أساسية غير قابلة للفصل. والنتيجة هي أن Pure Storage تساوي الآن أكثر من 15000 عملية تثبيت. أثناء التهيئة ، يمكنك تحديد المربع "تقديم إحصائيات مجهولة المصدر" ، ثم سيرسل نظام التخزين الخاص بك إلى نظام المراقبة Pure 1. ضمان قواعد البيانات ، على سبيل المثال ، هو 3.5: 1. هناك ميزات محددة - نفس VDI من 7: 1 وأعلى. لا تباع المصفوفات في مكان رطب ، ولكن في حاوية مفيدة مع ضمان تسليم إضافي ،أي ، إذا تبين أثناء الترحيل أن مستوى الضغط الخاص بك أقل من المضمون ، فإن البائع يضع المزيد من الأقراص المادية مجانًا. يقول البائع إن محركات الأقراص يتم تسليمها في حوالي 9-10٪ من الحالات ونادرًا ما يتجاوز الخطأ اثنين من محركات الأقراص. في روسيا ، لم أر هذا من قبل ، كانت المعاملات هي نفسها في جميع التركيبات ، باستثناء الحالة التي يتم فيها "الكشف" عن البيانات المشفرة ، والتي لم يقل العميل أنها مشفرة عنها.
نظرًا لطبيعة اللقطات ، فإن بيئات الاختبار فعالة للغاية. يوجد مثال لعميل قام بالحجم بنسبة 7: 1 في الحساب ، وتلقى 14 كوبيل للواحد.
يذكر البائع ما يلي:
- 3.5: 1 قواعد بيانات (Oracle ، MS SQL).
- 4.2: 1 افتراضية الخادم (VMware ، Hyper-V).
- 7.1: 1 VDI (Citrix ، VMware).
- 5: 1 متوسط النسبة عبر القاعدة المثبتة بأكملها.
أيضًا من الوظائف المثيرة للاهتمام: الأتمتة والتكامل مع قطع الشباب العصرية مثل Kubernetes ، بالإضافة إلى الدعم الكامل لـ VMware vvol. كل شيء بسيط هنا - معظم عملاء Pure Storage الغربيين هم مزودو خدمات سحابية مثل ServiceNow ، وهي الحالة التي يتم نشرها بالمناسبة على الموقع الإلكتروني. لقد اعتادوا على أتمتة كل شيء قدر الإمكان.
مجموع
اتضح أنه شيء مثير للاهتمام ، والذي يبدو في البداية غريبًا ، ثم أكثر وأكثر بهجة وسعادة. خمس سنوات في Gartner:
بالطبع ، النموذج الاقتصادي لـ Evergreen ليس رخيصًا ورخيصًا ، لكنه ينقذ من عدد من البواسير ويبدو منافسًا تمامًا عند حساب تكلفة الملكية لعدة سنوات.
ملاحظة: يتوفر لقاء عبر الإنترنت أدناه: "أنظمة تخزين البيانات عن طريق الاشتراك: حقيقة أم خيال."