Интеллектуальное хранение

Для обеспечения высокой доступности приложений и снижения времени незапланированных простоев в составе VxSF предусмотрено кластерное ПО Veritas Cluster Server (VCS), которое на данный момент является, пожалуй, наиболее функционально развитым решением на рынке. Надежность функционирования также обеспечивают и другие компоненты VxSF – менеджер томов, файловая система и т.д.

Смотрим на состав

Рассмотрим подробнее основные компоненты, входящие в VxSF. Менеджер томов Veritas Volume Manager (VxVM) и файловая система Veritas File System (VxFS) являются «главными скрипками» пакета VxSF и представляют собой фундамент, на котором создаются остальные функциональные возможности продукта.

VxVM – это менеджер логических томов, который обеспечивает представление на сервере логических объектов, соответствующих физическим дисковым устройствам. После того как устройства вводятся под управление VxVM, над ними строятся объекты – subdisk, plex, volume, disk groups и т.д. Именно благодаря такой структуре и достигается гибкость в настройке и применении менеджера томов. Так, VxVM позволяет собирать тома, состоящие из регионов разных физических дисков, и тома различной геометрии (concat, stripe), зеркалировать их между разными дисками, в том числе между физическими массивами, и др. Объединение томов в общие дисковые группы по заданному логическому критерию позволяет управлять ими как единым целым, например, в две команды перемещать между разными узлами тома, на которых размещаются все данные какой-либо системы. VxVM активно используется многими нашими заказчиками для замены встроенных в ОС штатных решений, таких как SVM в Solaris или LVM в AIX, которые предоставляют сравнительно ограниченную функциональность.

Veritas File System является высоконадежной журналируемой файловой системой, заточенной под большие объемы данных и обеспечивающей высокую производительность. Выполнение любой транзакции предварительно записывается в служебную область файловой системы – журнал, после чего непосредственно производится сама операция. Журналирование позволяет в случае сбоя гораздо быстрее и с большей вероятностью восстановить все данные файловой системы. Еще одним преимуществом VxFS является использование extent'ов переменной длины для выделения места под файлы (в отличие от традиционных фиксированных блоков). Это позволяет более эффективно размещать файлы и снижает фрагментацию файловой системы при записи. Применение нашими заказчиками Veritas File System в совокупности с VxVM вместо встроенных файловых систем в ОС UNIX обусловливается их большей производительностью и надежностью работы.

Другая значимая опция пакета VxSF – решение по управлению путями подключения серверов к дисковым массивам – Veritas Dynamic Multipathing (VxDMP), которое также может приобретаться как отдельный продукт. Если существует несколько путей подключения серверов к массивам через SAN, VxDMP осуществляет балансировку нагрузки трафика ввода-вывода по ним, а также перевод трафика между путями в случае выхода одного из них из строя. VxDMP поддерживает дисковые массивы практически всех производителей и имеет встроенные модули под каждый из них. При этом решение не зависит от применяемой файловой системы или менеджера томов. Таким образом, использование VxDMP экономит средства компании (не нужно приобретать дополнительные решения от производителя массивов) и позволяет создавать multi-vendor environment.

Наша компания обладает обширным опытом по внедрению и эксплуатации программного пакета Veritas Storage Foundation. Многим нашим заказчикам мы рекомендуем использовать его как решение по управлению хранением данных для всего парка серверов, что позволяет стандартизировать методы и интерфейсы управления. Широкие, постоянно увеличивающиеся функциональные возможности VxSF, качественная поддержка продукта, отлаженный код обеспечивают при его применении высокую надежность и отказоустойчивость практически на всех уровнях ИТ-инфраструктуры вычислительных комплексов.

В целом VxVM, VxFS и VxDMP являются той базой, которую применяют практически все наши заказчики, выбирающие для себя Veritas Storage Foundation. Зачастую использование этих компонентов является стандартной практикой для всех эксплуатируемых серверов, в том числе и для наиболее критичных бизнес-систем.

Широкораспространенным продуктом из состава редакции Veritas Storage Foundation High Availability является кластерное ПО Veritas Cluster Server (VCS). VCS может поставляться и как отдельный продукт в случае, если заказчику требуется только его функциональность. Кластер предназначен для обеспечения высокой готовности и отказоустойчивости функционирования бизнес-приложений компании. VCS обеспечивает мониторинг и управление всеми элементами системной инфраструктуры ОС и сервера, необходимыми для работы приложения или СУБД. В случае сбоя одного из ресурсов либо сервера целиком VCS переводит выполнение системы на резервный сервер. Помимо обеспечения высокой готовности, кластер гарантирует простоту администрирования приложения. Так, переключение БД Oracle и всех сопутствующих ресурсов на резервный узел может быть произведено за несколько минут по одной команде администратора, в то время как без кластера специалист должен выполнять эти действия вручную.

Основными преимуществами VCS относительно других решений по кластеризации являются гораздо более широкие функциональные возможности (значительное число встроенных агентов, поддержка различных приложений и СУБД), поддержка большого количества кластерных конфигураций и топологий (включая режимы Active/Active, географически распределенные кластеры и т.д.), а также простота в настройке и администрировании. Как уже говорилось, все компоненты VxSF интегрированы между собой, таким образом, возможно совместное использование стека VxVM-VxFS-VCS.

За последние несколько лет мы реализовали множество проектов по построению отказоустойчивых решений с использованием VCS. Этот продукт наиболее востребован для систем, которые требуют высокой надежности, управляемости и отсутствия/минимизации простоев. Понятно, что подобные системы есть у заказчиков из практически любой отрасли бизнеса. Так, один из наиболее интересных проектов был реализован нами в одном из крупнейших российских банков. Он предусматривал построение 3-узлового кластерного комплекса, располагающегося на двух разных площадках, которые территориально удалены друг от друга. На узлах кластера размещались как продуктивный экземпляр процессинговой АБС, так и ее реплика, используемая для отчетности. Широкая функциональность и возможность гибкой настройки VCS позволили решить все задачи заказчика. Была обеспечена заданная логика переключения продуктивного и отчетного экземпляров АБС между узлами кластера на одной и между площадками с приоритетом для продуктивного экземпляра. Также было настроено автоматическое обновление адресации узлов в DNS домене банка для обеспечения непрерывного доступа клиентов к АБС в случае переключения кластера между площадками.

Одна из возможных опций кластерных редакций VxSF – кластерная файловая система Cluster File System (CFS), которая функционирует на базе кластерного же менеджера томов – Cluster Volume Manager (CVM). Подобная конфигурация позволяет нескольким узлам кластера монтировать файловую систему, размещаемую на внешнем дисковом массиве, и одновременно работать с ней. Для таких решений по параллельным кластерам СУБД, как Oracle RAC и Sybase ASE CE, Symantec предлагает специализированные редакции пакета VxSF.

Рис. 1. Логическая структура основных компонентов Veritas StorageFoundation

Cluster File System востребована нашими заказчиками в параллельных кластерах СУБД, в кластере из нескольких экземпляров web-серверов и т.д. В качестве примера можно привести проект внедрения Oracle Siebel CRM в компании «М.Видео». Серверы БД Siebel функционируют в кластере Oracle RAC, благодаря чему обеспечивают балансировку нагрузки между его узлами, а также восстановление сессий в случае сбоя одного из них. Для реализации этого кластера было использовано ПО Veritas Storage Foundation for Oracle RAC. Применение кластерных менеджера томов и файловой системы позволило обеспечить возможность одновременной работы экземпляров БД на разных серверах с одним набором данных, а использование Veritas Cluster Server – мониторинг и контроль элементов системной инфраструктуры серверов.

Veritas Cluster File System оптимальна для применения в сложных и комплексных проектах, в которых требуется параллельный доступ к данным (банковские системы, CRM и т.д).

В деле

Рассмотрим подробнее некоторые из задач, решение которых становится возможным или значительно упрощается благодаря использованию средств VxSF. Одна из них – безостановочная миграция данных продуктивной системы между двумя дисковыми массивами. Применение средств зеркалирования Veritas Volume Manager позволяет безболезненно выполнить подобную миграцию. Добавив в структуру тома диски с другого физического массива путем создания второго плекса, зеркалирование информации можно начать автоматически. При этом нагрузка остается минимальной, и в целом для приложения этот процесс происходит прозрачно.

По окончании зеркалирования плекс с первого массива просто удаляется, и приложение продолжает работать с данными – без каких-либо перерывов и уже на новом массиве. В то же время без применения VxSF это был бы гораздо более сложный процесс, включающий в себя ручное копирование и остановку приложения.

Отметим, что эта технология широко применяется нами у многих заказчиков в проектах внедрения новых дисковых массивов, которые заменяют устаревшее оборудование. Один из последних примеров – замена трех морально устаревших массивов Sun FLX380 на новый HDS AMS уровня Mid-Range. В ходе проекта было проведено обследование систем, дисковые ресурсы которых размещались на старом оборудовании, после чего составлен план работ по миграции. На финальной стадии системы были последовательно переведены на новый массив. При этом миграции проводились в рабочее время без остановки систем и были «прозрачными» для приложений.

Еще одна задача, выполнение которой значительно упрощается благодаря VxSF, – кросс-платформенная миграция данных. Она актуальна, когда нужно перенести информацию на другую ОС, например, с Sun Solaris на IBM AIX, либо в целом на другую платформу – с Unix на Linux x86. Как уже отмечалось ранее, VxSF поддерживает все основные платформы и операционные системы. Для поддержки такого широкого набора платформ разной архитектуры в решении применяется технология Portable Data Containers. При добавлении новых дисковых устройств под управление Veritas Volume Manager им по умолчанию присваивается CDS-формат. Формат обеспечивает такую структуру хранения данных на диске, что он может быть импортирован на любую платформу: AIX, Solaris, HP-UX, Linux. Файловая система при этом обеспечивает возможность доступа к файлам на этих дисках из разных ОС.

Эти опции мы эффективно использовали в проекте с одним из наших заказчиков из телекоммуникационной сферы. Осуществлялась замена устаревшего оборудования платформы Sun/Solaris на современные серверы линейки IBM Power/ AIX с миграцией БД Oracle. И на существующем, и на целевом серверах было установлено VxSF, и дисковые ресурсы находились под управлением Veritas. После остановки продуктивной БД с использованием средств Portable Data Containers дисковые ресурсы были в несколько команд отключены от сервера Sun и подключены к оборудованию IBM. Нам осталось провести конвертацию БД Oracle на новую платформу – и система была запущена в эксплуатацию на новом оборудовании.

Рис. 2. Схема создания копии БД с использованием Veritas FlashSnap

Возможность создания копий данных – одна из наиболее востребованных функций VxSF, которая реализуется опцией Veritas FlashSnap. Этот пакет предоставляет большой выбор возможных типов создания мгновенных копий (так называемые point-in-time copy, или SnapShot), и заказчик может подобрать вариант, подходящий именно под его задачи. Копии данных могут обрабатываться как на исходном, так и на любом другом сервере и имеют самое разнообразное применение: для отчетности или в системах принятия решений, для создания резервных копий (в том числе так называемых off-host backup), для тестирования и отладки, обеспечения защиты целостности БД от логических ошибок и т.д. Отличительная особенность копий данных – их создание в режиме online, без необходимости остановки исходного тома. Более того, большая часть видов копий доступна немедленно после их инициализации, нет необходимости ждать окончания процесса репликации.

Наша компания реализовала довольно много проектов, в которых используются те или иные виды копий данных, создаваемые средствами VxSF. В том числе можно назвать проект создания ежедневной копии БД системы биллинга абонентов у одного из российских операторов связи. Эта копия используется в системе отчетности. Процесс ее создания настроен на запуск по расписанию в автоматическом режиме раз в сутки. Том Veritas Volume Manager, содержащий копию БД, подключается к исходному тому с продуктивной базой данных, и все изменения за сутки синхронизируются. После этого том с актуальной копией подключается к выделенному серверу отчетности. Копия БД создается в ночное время, без остановки продуктивной базы данных, и доступна к началу рабочего дня.

Не обязательно, но…

Вкратце отметим наличие различных опций, которые предлагаются Symantec для работы под разными СУБД. Например, для СУБД Oracle предлагаются так называемые «ускорители» – опции Veritas Extention for Oracle Disk Manager, Veritas Cached Oracle Disk Manager, Veritas Quick I/O и т.д., которые позволяют увеличить производительность работы системы управления базами данных. Они активно используются у многих наших крупных заказчиков, в том числе в телекомах и банках, т.к. позволяют обеспечить производительность файловых систем на уровне RAW-устройств. Veritas Oracle Disk Manager одинаково хорошо подходит для баз данных с различным характером нагрузки – как OLTP, так и DWH, поэтому выбран многими компаниями в качестве опции, которая включается по умолчанию для каждой БД Oracle.

Еще одна опция – Smart Storage Tiering, которая позволяет в автоматическом режиме перемещать востребованные данные на более производительные диски. Один из наших заказчиков применил эту технологию для более экономичного размещения 10-терабайтной БД на дисковых массивах. Было создано 2 типа хранилища: раздел хранения оперативных (за последние 6 месяцев) и архивных данных (за 30 месяцев). Первый тип размещается на массиве уровня Hi-End, а второй – на Mid-Range. При создании новых файлов в БД они находятся в разделе хранения оперативных данных. По мере их устаревания Smart Storage Tiering в автоматическом режиме осуществляет копирование файлов данных в архивное хранилище. Копирование идет фоном, с пониженным приоритетом и в прозрачном режиме, что не сказывается на производительности или работе системы в целом.

Контролируй, управляя

Естественно, как и в случае с любым другим комплексным продуктом встает вопрос об управлении всеми его функциями и опциями. Каким образом обслуживающие подразделения могут управлять VxSF? Тем более если этот пакет решений применяется в масштабах всего дата-центра на разных платформах? Symantec предлагает единую централизованную графическую консоль управления продуктами семейства VxSF – Veritas Operations Manager. Используя VOM, администраторы могут осуществлять мониторинг и управление объектами VxSF, а также составлять различные аналитические отчеты.

VOM имеет классическую архитектуру «клиент–сервер», где сервером обычно является выделенная станция (Management Server), а клиентами – агенты, инсталлируемые на всех хостах, которые должны быть в контуре управления VOM. Подключение к серверу управления осуществляется по HTTPS через web-браузер. Таким образом, используя один инструмент, администраторы могут централизованно решать все повседневные задачи по управлению ресурсами VxSF.

Рассмотрим на конкретном примере: у одного из наших заказчиков есть два Hi-End сервера IBM Power 795, которые разбиты на большое количество логических разделов. На каждой паре разделов реализованы кластерные конфигурации Veritas Cluster Server. Таким образом, в состав любого кластера входят два логических раздела, представленных как два физических узла. Для остановки одного сервера (например, с целью проведения работ по сервисному обслуживанию) администратору необходимо зайти на выделенную консоль каждого кластера и выполнить его переключение. Используя же консоль Veritas Operations Manager, администратор может осуществить переключение всех кластеров централизованно, что экономит время, а также минимизирует человеческий фактор.

В рамках одной статьи невозможно охватить все возможности продукта VxSF, поэтому мы постарались сконцентрировать внимание на наиболее важных и востребованных в реальной эксплуатации опциях. В заключение отметим, что внедрение продукта VxSF позволяет эксплуатирующим подразделениям компаний значительно упростить администрирование и решение многих рутинных задач, таких как расширение файловых систем, перенос данных и т.д. Практически все отраслевые специалисты отмечают значительно большее удобство VxSF и относительную простоту работы с этим пакетом решений по сравнению с другими продуктами аналогичной функциональности.