Thiết kế đã được xác thực của Dell Technologies dành cho Bộ lưu trữ HPC NFS được tối ưu hóa và điều chỉnh để có hiệu suất cho mục đích chung tốt nhất trong môi trường HPC giả định các mục đích sử dụng phổ biến như thư mục chính cho nhiều người dùng với số lượng tệp trên mỗi thư mục cao, tệp lớn và quyền truy cập ngẫu nhiên vào thư mục tương đối lớn tệp (vài GiB) từ các quy trình độc lập đồng thời.

Truy cập đồng thời vào một tệp được chia sẻ được hỗ trợ, nhưng hiệu suất của nó không được mô tả trong tài liệu này. Ngoài ra, dữ liệu phải được bảo vệ bởi hai bộ chẵn lẻ (ổ đĩa RAID 6), tự động cho phép ghi vào một số lượng lớn đĩa mà không cần bất kỳ cấu hình bổ sung nào (tám x ổ đĩa 8+2_RAID6 bị loại bỏ qua LVM = 80 ổ cứng hoạt động cùng nhau, sau đó được định dạng dưới dạng một hệ thống tệp XFS duy nhất), được chia sẻ với các nút máy khách HPC thông qua hệ thống tệp mạng mới nhất (NFSv4), với dịch vụ NFS được lưu trữ từ môi trường (HA) có tính sẵn sàng cao (cụm HA chủ động-thụ động), với một vài điểm duy nhất của thất bại càng tốt (lý tưởng là không).

Hệ điều hành được hỗ trợ tối thiểu để sử dụng bộ xử lý Intel Xeon Scalable thế hệ thứ ba và Red Hat Enterprise Linux 8, là RHEL 8.2. Tuy nhiên, phiên bản RHEL 8.3 đã được chọn vì phiên bản này cung cấp các phiên bản mới hơn cho một số thành phần quan trọng, ngụ ý một số cải tiến và thời gian sản xuất lâu hơn trước khi xem xét cập nhật phần mềm.

Các hướng dẫn triển khai và thiết kế hệ thống của giải pháp này vẫn phù hợp với dòng giải pháp Giải pháp lưu trữ NFS (NSS)-Tính sẵn sàng cao (HA). Ví dụ:  NSS7.4-HA , dùng chung Dell EMC PowerVault ME4084, chuyển đổi PDU giá đỡ cho hàng rào máy chủ (APC AP7921B) và chuyển mạch Ethernet bằng PowerSwitch S3048-ON với giải pháp này.

Thiết kế dành cho Lưu trữ NFS này dựa trên các máy chủ Dell EMC PowerEdge R750 với bộ xử lý Xeon Scalable thế hệ thứ ba của Intel, có tên mã là “Ice Lake”. Bộ xử lý Intel Xeon Scalable cải tiến có tới 40 lõi, bộ nhớ đệm cấp cuối cùng lên tới 60 MiB, tám kênh bộ nhớ 3200 MT/s trên mỗi ổ cắm CPU (một hoặc hai DIMM trên mỗi kênh bộ nhớ) và các khe cắm PCIe 4.0, tất cả các tính năng chính cho bản địa hóa cải thiện hiệu suất, vì nút cổ chai thường nằm trong bộ lưu trữ phía sau. Mạng tốc độ cao mới, InfiniBand HDR100, cung cấp các cải tiến như: Công nghệ mạng tự phục hồi, tốc độ tin nhắn được cải thiện, định tuyến thích ứng, kiểm soát tắc nghẽn, chất lượng dịch vụ, bảo mật, giảm tải, v.v.

Hệ điều hành mới RHEL 8.3 cung cấp các cải tiến quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm cả hệ thống con IO, hệ thống tệp XFS, bộ HA, kết nối mạng và giám sát tài nguyên tốt hơn. Tuy nhiên, điểm cải tiến chính mà RHEL 8.x mang lại là những tiến bộ của XFS cho phép Red Hat tăng giới hạn dung lượng được hỗ trợ mặc định từ 500 TiB trong RHEL 7.x, lên 1 PiB trong RHEL 8.x. Điều này cho phép Dell EMC PowerVault ME4084 sử dụng tất cả  các dung lượng ổ cứng  NLS 3,5” mới được hỗ trợ  đĩa lên đến 18TB.

Hình 1 cho thấy kiến ​​trúc của Thiết kế đã được Xác thực của Dell Technologies dành cho Lưu trữ NFS. Cặp máy chủ PowerEdge R750 hoạt động như máy chủ NFS trong cấu hình cụm có tính sẵn sàng cao chủ động-thụ động, cả hai đều được kết nối qua cáp SAS 12 Gb/giây với mảng lưu trữ Dell EMC PowerVault ME4084.

Có hai thẻ SAS HBA355e trong mỗi máy chủ NFS, với mỗi thẻ HBA được kết nối với bộ điều khiển PowerVault ME4084 SAS khác nhau qua cáp SAS. Do đó, một thẻ SAS HBA đơn lẻ hoặc một lỗi cáp SAS đơn lẻ không ảnh hưởng đến tính khả dụng của dữ liệu trên máy chủ đang hoạt động. Tuy nhiên, hiệu suất sẽ bị giảm do thay vì truy cập 4 LUN trên mỗi cáp SAS, tất cả 8 LUN sẽ sử dụng cùng một đường dẫn SAS. Cấu hình mảng lưu trữ về cơ bản vẫn giữ nguyên như được sử dụng trong các giải pháp NFS dựa trên ME4 gần đây và cấu hình cụm HA rất giống với cấu hình được sử dụng trong phiên bản 7.4, tuy nhiên, phiên bản mới nhất của phần mềm HA đi kèm với RHEL 8 đã kéo theo một số thay đổi.

Bạn nên định cấu hình cài đặt BIOS của máy chủ NFS dựa trên cấu hình HPC như được mô tả trong  đặc tính BIOS blog cho bộ xử lý Intel Ice Lake . Điều này bao gồm điều chỉnh BIOS như: tắt bộ xử lý logic, cấu hình hệ thống được đặt thành Tối ưu hóa hiệu suất, cài đặt khác ảnh hưởng đến quá trình truyền được đặt thành bật: DeadLineLlcAlloc, LlcPrefetch, XptPrefetch, UpiPrefetch, DcuIpPrefetcher, DcuStreamerPrefetcher và ProcAdjCacheLine.

Tuy nhiên, do các giải pháp lưu trữ bị ràng buộc I/O và giải pháp này có bộ điều hợp HBA trong cả hai ổ cắm, nên việc vô hiệu hóa cụm Sub-NUMA sẽ tránh được độ trễ giữa các miền trong mỗi ổ cắm với nhiều bộ nhớ khả dụng hơn cho bộ đệm, bộ đệm. Bạn nên cập nhật phiên bản BIOS và chương trình cơ sở mới nhất cho tất cả các thành phần máy chủ khác nhau (SSD, PERC, Bảng nối đa năng, LOM, InfiniBand CX6, PSU, v.v.) bao gồm cả iDRAC.

Tương tự, bạn nên sử dụng phiên bản chương trình cơ sở mới nhất cho bộ điều khiển PowerVault ME4084 (phiên bản hiện tại GT280R008-04) và ổ cứng của nó. Nếu có thể sửa đổi cấu hình InfiniBand của các nút máy khách, để có hiệu suất IP qua InfiniBand (IPoIB) tốt nhất, bạn nên sử dụng datagram và MTU 4096 cho tất cả các kết nối InfiniBand. Vượt qua các miền trong mỗi ổ cắm với nhiều bộ nhớ khả dụng hơn cho bộ đệm, bộ đệm. Bạn nên cập nhật phiên bản BIOS và chương trình cơ sở mới nhất cho tất cả các thành phần máy chủ khác nhau (SSD, PERC, bảng nối đa năng, LOM, InfiniBand CX6, PSU, v.v.) bao gồm cả iDRAC. Tương tự, bạn nên sử dụng phiên bản chương trình cơ sở mới nhất cho bộ điều khiển PowerVault ME4084 (phiên bản hiện tại GT280R008-04) và ổ cứng của nó. Nếu có thể sửa đổi cấu hình InfiniBand của các nút máy khách, 4096 cho tất cả các kết nối InfiniBand được khuyến nghị. 

Hình 2. Kiến trúc cho Thiết kế đã được Xác thực của Dell Technologies dành cho bộ lưu trữ HPC NFS

Nhóm Kỹ thuật HPC đã thực hiện một loạt các bài kiểm tra điểm chuẩn hiệu suất và tính khả dụng cao trên giải pháp Lưu trữ NFS này, để so sánh với kết quả hiệu suất của phiên bản trước đó có tên là NSS7.4-HA .