Những cân nhắc về nền tảng phần cứng OneFS

Một quyết định quan trọng đối với hiệu suất, đặc biệt là trong môi trường cụm lớn, là loại và số lượng các nút được triển khai. Các cụm không đồng nhất có thể được thiết kế với nhiều kiểu nút và dung lượng khác nhau, để đáp ứng nhu cầu của một tập dữ liệu đa dạng và nhiều khối lượng công việc. Các kiểu nút này bao gồm một số thế hệ phần cứng và được chia thành ba loại hoặc tầng chính. Trong khi các cụm không đồng nhất có thể dễ dàng bao gồm nhiều lớp phần cứng và cấu hình, thì phương pháp hay nhất về tính đơn giản để xây dựng cụm cũng đúng ở đây.

Hãy xem xét bố cục cụm vật lý và các yếu tố môi trường, đặc biệt là khi thiết kế và lập kế hoạch lắp đặt cụm lớn. Các yếu tố này bao gồm:

Nguồn điện dự phòng
Lưu lượng không khí và làm mát
Yêu cầu về Rackspace
Giới hạn trọng lượng gạch lát sàn
Yêu cầu về mạng
Giới hạn khoảng cách cáp

Bảng sau đây nêu chi tiết kích thước vật lý, trọng lượng, công suất tiêu thụ và tính chất nhiệt của dòng nút flash PowerScale F-series:

Người mẫu	Bậc	Chiều cao	Chiều rộng	Độ sâu	Nga	Cân nặng	Công suất tối đa	Watts	BTU tối đa	BTU bình thường
F900	NVMe toàn bộ flash hiệu suất	2U (2×1,75IN)	17,8 inch / 45 cm	31,8 IN / 85,9 cm	2RU	73 cân Anh	1297	859	4425	2931
F600	NVMe toàn bộ flash Hiệu suất	1U (1,75 inch)	17,8 inch / 45 cm	31,8 IN / 85,9 cm	1RU	43 cân Anh	467	718	2450	1594
F200	Hiệu suất toàn flash	1U (1,75 inch)	17,8 inch / 45 cm	31,8 IN / 85,9 cm	1RU	47 cân Anh	395	239	1346	816

Lưu ý rằng bảng trên biểu diễn các nút riêng lẻ. Cần có tối thiểu ba nút tương tự cho một nhóm nút.

Tương tự như vậy, bảng sau đây trình bày chi tiết kích thước vật lý, trọng lượng, công suất tiêu thụ và tính chất nhiệt của các nền tảng dựa trên khung máy PowerScale:

Người mẫu	Bậc	Chiều cao	Chiều rộng	Độ sâu	Nga	Cân nặng	Công suất tối đa	Watts	BTU tối đa	BTU bình thường
F800/ 810	Tất cả flash hiệu suất	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	169 pound (77 kg)	1764	1300	6019	4436
H700	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	261lbs (100 kg)	1920	1528	6551	5214
H7000	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	39 IN / 99,06 cm	4RU	312 pound (129 kg)	2080	1688	7087	5760
H600	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	213 pound (97 kg)	1990	1704	6790	5816
H5600	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	39 IN / 99,06 cm	4RU	285 pound (129 kg)	1906	1312	6504	4476
H500	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	248 pound (112 kg)	1906	1312	6504	4476
H400	Hybrid/Tiện ích	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	242 pound (110 kg)	1558	1112	5316	3788
Máy bay A300	Lưu trữ	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	252 pound (100 kg)	1460	1070	4982	3651
A3000	Lưu trữ	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	39 IN / 99,06 cm	4RU	303 pound (129 kg)	1620	1230	5528	4197
A200	Lưu trữ	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	35 IN / 88,9 cm	4RU	219 pound (100 kg)	1460	1052	4982	3584
A2000	Lưu trữ	4U (4×1,75IN)	17,6 inch / 45 cm	39 IN / 99,06 cm	4RU	285 pound (129 kg)	1520	1110	5186	3788

Lưu ý rằng bảng này biểu diễn khung máy 4RU, mỗi khung máy chứa bốn nút nền tảng PowerScale (kích thước nhóm nút tối thiểu).

Hình sau đây hiển thị vị trí của cả giao diện mạng đầu cuối (ext-1 và ext-2) và đầu cuối (int-1 và int-2) trên các nút PowerScale độc lập dòng F và các nút dựa trên khung máy:

Mạng back-end của cụm PowerScale tương tự như bus hệ thống phân tán. Mỗi nút có hai giao diện back-end để dự phòng chạy trong cấu hình chủ động/thụ động (int-1 và int-2 ở trên). Giao diện chính được kết nối với bộ chuyển mạch chính; giao diện phụ được kết nối với một bộ chuyển mạch riêng.

Đối với các nút sử dụng Ethernet 40/100 Gb hoặc 25/10 Gb hoặc InfiniBand được kết nối với cáp quang đa chế độ, chiều dài cáp tối đa là 150 mét. Điều này cho phép một cụm trải dài trên nhiều hàng giá đỡ, sàn và thậm chí là tòa nhà, nếu cần. Mặc dù điều này có thể giải quyết các thách thức về không gian sàn, nhưng để thực hiện bất kỳ hoạt động quản trị vật lý nào trên các nút, bạn phải biết thiết bị được đặt ở đâu.

Bảng sau đây hiển thị các loại nút PowerScale khác nhau và hỗ trợ mạng back-end tương ứng của chúng. Trong khi Ethernet là phương tiện được ưu tiên – đặc biệt là đối với các cụm PowerScale lớn – InfiniBand cũng được hỗ trợ để tương thích với các cụm Isilon cũ.

Mô hình nút	Chi tiết
F200, F600, F900	F200: các nút hỗ trợ kết nối 10 GbE hoặc 25 GbE đến bộ chuyển mạch truy cập bằng cùng một NIC. Cáp ngắt có thể kết nối tối đa bốn nút đến một cổng chuyển mạch duy nhất. F600: các nút hỗ trợ kết nối 40 GbE hoặc 100 GbE tới bộ chuyển mạch truy cập bằng cùng một NIC. F900: các nút hỗ trợ kết nối 40 GbE hoặc 100 GbE tới bộ chuyển mạch truy cập bằng cùng một NIC.
H700, H7000, A300, A3000	Hỗ trợ kết nối 40 GbE hoặc 100 GbE tới bộ chuyển mạch truy cập bằng cùng một NIC. HOẶC Hỗ trợ kết nối 25 GbE hoặc 10 GbE tới leaf bằng cùng một NIC. Cáp breakout có thể kết nối cổng chuyển mạch 40 GbE tới bốn nút 10 GbE hoặc cổng chuyển mạch 100 GbE tới bốn nút 25 GbE.
F810, F800, H600, H500, H5600	Các nút hiệu suất hỗ trợ kết nối 40 GbE tới bộ chuyển mạch truy cập.
A200, A2000, H400	Các nút lưu trữ hỗ trợ kết nối 10GbE đến bộ chuyển mạch truy cập bằng cáp đột phá. Cáp đột phá có thể kết nối cổng chuyển mạch 40 GbE với bốn nút 10 GbE hoặc cổng chuyển mạch 100 GbE với bốn nút 10 GbE.

Hiện tại chỉ có các thiết bị chuyển mạch được Dell Technologies chấp thuận mới được hỗ trợ cho kết nối Ethernet và cụm IB phía sau. Bao gồm:

Chuyển đổi mô hình	Số lượng cổng	Tốc độ cổng	Chiều cao ( Đơn vị giá đỡ)	Vai trò	Ghi chú
Dell S4112	24	10GbE	½	ToR	Chỉ 10 GbE.
Máy tính Dell 4148	48	10GbE	1	ToR	Chỉ 10 GbE.
Dell S5232	32	100GbE	1	Lá hoặc Gai	Hỗ trợ 4x10GbE hoặc 4x25GbE cáp breakout. Tổng cộng có 124 nút 10GbE hoặc 25GbE làm thiết bị chuyển mạch phụ trợ đầu giá đỡ. Cổng 32 không hỗ trợ tính năng đột phá.
Máy tính xách tay Dell Z9100	32	100GbE	1	Lá hoặc Gai	Hỗ trợ 4x10GbE hoặc 4x25GbE cáp breakout. Tổng cộng có 128 nút 10GbE hoặc 25GbE làm thiết bị chuyển mạch phụ trợ đầu giá đỡ.
Máy tính xách tay Dell Z9264	64	100GbE	2	Lá hoặc Gai	Hỗ trợ 4x10GbE hoặc 4x25GbE cáp breakout. Tổng cộng có 128 nút 10GbE hoặc 25GbE làm thiết bị chuyển mạch phụ trợ đầu giá đỡ.
Máy tính xách tay Arista 7304	128	40GbE	8	Lõi doanh nghiệp	Card dòng 40GbE hoặc 10GbE.
Máy tính xách tay Arista 7308	256	40GbE	13	Doanh nghiệp/cụm lớn	Card dòng 40GbE hoặc 10GbE.
Mellanox Neptune MSX6790	36	QDR	1	Vải IB	Tốc độ dữ liệu 32Gb/giây InfiniBand.

Xin lưu ý rằng việc sử dụng bảng vá không được hỗ trợ cho các kết nối back-end cụm PowerScale, bất kể chiều dài cáp tổng thể. Tất cả các kết nối phải là một liên kết đơn, một cáp đơn trực tiếp giữa nút và công tắc back-end. Ngoài ra, các công tắc Ethernet và InfiniBand không được cấu hình lại hoặc sử dụng cho bất kỳ lưu lượng nào vượt quá một cụm duy nhất.

Hỗ trợ cho các cấu trúc mạng Ethernet back-end leaf spine lần đầu tiên được giới thiệu trong OneFS 8.2. Trong kiến trúc chuyển mạch mạng leaf-spine, các nút PowerScale kết nối với các chuyển mạch leaf tại lớp access hoặc leaf của mạng. Ở cấp độ tiếp theo, các lớp mạng tổng hợp và lõi được cô đọng thành một lớp spine duy nhất. Mỗi chuyển mạch leaf kết nối với mỗi chuyển mạch spine để đảm bảo rằng tất cả các chuyển mạch leaf không cách nhau quá một bước nhảy. Ví dụ:

Kết nối chuyển mạch Leaf-to-spine cần được phân phối đều, để đảm bảo số lượng kết nối spine từ mỗi chuyển mạch leaf là như nhau. Điều này giúp giảm thiểu độ trễ và giảm khả năng tắc nghẽn trong mạng back-end. Theo thiết kế, kiến trúc mạng leaf spine vừa có khả năng mở rộng cao vừa có tính dự phòng.

Triển khai mạng xương sống lá có thể có tối thiểu hai công tắc lá và một công tắc xương sống. Đối với các cụm nhỏ đến trung bình trong một giá đỡ duy nhất, mạng back-end thường sử dụng hai công tắc đầu giá đỡ (ToR) dự phòng, thay vì triển khai cấu trúc xương sống lá phức tạp hơn.

Tác giả : Nick Trimbee