Categories
Niezależnie od tego, czy wdrożenie odbywa się w środowisku korporacyjnym, studiu kreatywnym czy zaawansowanym homelabie, każdy system pamięci masowej ma to samo kluczowe zadanie: zapewnić, aby dane były bezpieczne, niezawodne i dostępne przez długi czas.
Wraz ze wzrostem ilości danych systemy pamięci masowej często napotykają następujące wyzwania:
- Jak utrzymać integralność danych przez lata przechowywania?
- Jak zachować stałą wydajność pamięci masowej, gdy ilość danych wolumin i aktywność zapisu rosną z czasem?
- Jak utrzymać niezawodną wydajność dla kluczowych obciążeń związanych z usługami plików, takich jak SMB?
Projekt QuTS hero NAS koncentruje się na rozwiązywaniu tych wyzwań.
Długoterminowa integralność danych
QuTS hero wykorzystuje kompleksowe sumy kontrolne ZFS do generowania danych weryfikacyjnych dla każdego bloku danych. Za każdym razem, gdy dane są odczytywane, system weryfikuje je względem zapisanej sumy kontrolnej. Jeśli wartości się nie zgadzają, QuTS hero może natychmiast wykryć błąd integralności danych.
Oprócz weryfikacji danych podczas operacji odczytu, QuTS hero obsługuje zaplanowane pula Scrub. pula Scrub proaktywnie skanuje bloki danych w pula w poszukiwaniu uszkodzeń lub niespójności, pomagając zidentyfikować potencjalne problemy, zanim dojdzie do odczytu uszkodzonych danych.
Gdy dostępna jest nadmiarowość, QuTS hero może naprawić uszkodzony blok po wykryciu błędu sumy kontrolnej. Ta funkcja htmlTag_5>samonaprawy Pomoc chroni przed htmlTag_7>cichym uszkodzeniem danych.
Dla administratorów utrzymanie integralności danych nie opiera się już głównie na ręcznych kontrolach. Weryfikacja sum kontrolnych, zaplanowany pula Scrub oraz samonaprawa współdziałają, zapewniając ciągłą ochronę danych.
Utrzymanie wydajności wraz ze wzrostem ilości danych
Integralność danych to tylko jeden z aspektów długoterminowej niezawodności przechowywania. Wraz ze wzrostem wolumin danych i ciągłą losową aktywnością odczytu/zapisu, system pamięci masowej musi także utrzymywać efektywne wykorzystanie pojemności, stałą wydajność oraz wytrzymałość SSD.
Oparty na architekturze ZFS, QuTS hero zawiera liczne optymalizacje pod kątem efektywności przechowywania, wydajności zapisu i żywotności SSD, pomagając ograniczyć degradację wydajności i obciążenie administracyjne podczas długotrwałej pracy.
Maksymalizacja efektywności przestrzeni po kompresji (kompakcja liniowa)
ZFS obsługuje kompresję liniową, która zmniejsza duże pliki do mniejszych rozmiarów, pomagając ograniczyć rzeczywiste obciążenie we/wy pamięci masowej i uzyskać szybszy dostęp. Jednak kompresja może nie wypełnić całego bloku, pozostawiając niewykorzystaną przestrzeń.
QuTS hero Kompakcja liniowa dodatkowo scala pofragmentowane dane w kompletne bloki przed zapisaniem ich na dysku. Ograniczając marnowanie przestrzeni blokowej, poprawia ogólną efektywność przechowywania.
Ograniczenie kosztów losowego zapisu i zużycia SSD (koalescencja zapisu)
Wiele obciążeń generuje dużą liczbę małych, rozproszonych zapisów. To nie tylko zwiększa ilość danych zapisywanych na SSD, ale może również obniżyć długoterminową trwałość SSD.
Aby sprostać temu wyzwaniu, QuTS hero wykorzystuje opatentowany przez QNAP algorytm Write Coalescing. Porządkuje on rozproszone i losowe dane w kolejności sekwencyjnej, konsolidując bloki zapisu w celu zminimalizowania operacji odczytu i zapisu, ograniczając narzut losowych zapisów oraz niepotrzebne zużycie SSD.
Ogranicz ryzyko jednoczesnych awarii wielu dysków SSD (QSAL)
Żywotność SSD jest określana przez skończoną liczbę zapisów, ale możliwe jest, że kilka SSD w tej samej macierzy RAID osiągnie koniec okresu eksploatacji w tym samym czasie, powodując awarię RAID z utratą danych.
Opatentowana przez QNAP technologia QSAL (QNAP SSD Antiwear Leveling) stale monitoruje kondycję SSD. Gdy żywotność SSD spadnie poniżej określonego progu, QSAL dynamicznie dostosowuje nadmiarowość SSD, aby zapobiec jednoczesnym awariom wielu dysków SSD.
Dla administratorów oznacza to możliwość wymiany SSD etapami, zamiast sytuacji, w której wiele dysków osiąga koniec żywotności jednocześnie, co pomaga ograniczyć ryzyko odbudowy RAID i upraszcza konserwację systemu.
Odzyskiwanie po awarii w czasie rzeczywistym przy minimalnej utracie danych
Migawki (snapshots) QuTS hero wykorzystują mechanizm ZFS Copy-on-Write (CoW), umożliwiając szybkie tworzenie migawek bez zakłócania aktywnych obciążeń. SnapSync w czasie rzeczywistym nieprzerwanie synchronizuje dane z głównego NAS na zapasowy NAS, zapewniając ochronę niemal w czasie rzeczywistym.
Dzięki synchronizacji na poziomie bloków, główny i zapasowy NAS mogą przez cały czas utrzymywać niemal identyczny stan danych. Jeśli system główny stanie się niedostępny, zapasowy NAS może szybko przejąć usługi, minimalizując zarówno utratę danych, jak i przestoje.
QuTS hero obsługuje także do 65 536 migawek (snapshots), dając administratorom większą elastyczność w przechowywaniu historycznych wersji zgodnie z wymaganiami ochrony danych.
Uwaga: SnapSync w czasie rzeczywistym jest przeznaczony dla środowisk sieciowych o niskich opóźnieniach. Zobacz Najlepsze praktyki konfiguracji funkcji SnapSync w czasie rzeczywistym.
Zoptymalizowana wydajność transferu i dostępność
QuTS hero nieustannie optymalizuje kluczowe protokoły pamięci masowej. SMB obsługuje SMB Multichannel, umożliwiając jednoczesny transfer danych przez wiele połączeń sieciowych. Zwiększa to łączną przepustowość i poprawia odporność sieci na awarie, pomagając obsługiwać duże pliki i obciążenia Multimedia z lepszym wykorzystaniem dostępnych zasobów sieciowych.
W testach QNAP z czterema połączeniami 2,5GbE i włączoną funkcją SMB Multichannel wydajność odczytu sekwencyjnego wzrosła z około 295 MB/s do około 1 180 MB/s.
*Wydajność może się różnić w zależności od sprzętu i środowiska.
Uproszczone wdrażanie i zarządzanie dedykowaną pamięcią masową
Gdy QuTS hero jest wdrażany jako dedykowana platforma pamięci masowej, administracja może skupić się na podstawowych usługach pamięci masowej, takich jak zarządzanie pula, planowanie folderów współdzielonych, konfiguracja protokołów dostępu i ochrona danych.
Po wdrożeniu, rutynowe zadania, takie jak kontrola kondycji pula i retencja migawek, mogą być automatyzowane według harmonogramu. Administratorzy mogą monitorować stan systemu za pomocą powiadomień, zapewniając niezawodne usługi pamięci masowej w długim okresie.
Wnioski
ZFS zapewnia fundament integralności danych, natomiast QuTS hero wprowadza optymalizacje dla praktycznych wyzwań długoterminowej pamięci masowej, takich jak zarządzanie żywotnością SSD, natychmiastowe odzyskiwanie po awarii oraz niezawodna wydajność usług plikowych.
W środowiskach, w których priorytetem jest długoterminowa ochrona danych i stabilność operacyjna, wartość QuTS hero nie tkwi w pojedynczej funkcji, lecz w zdolności do utrzymania niezawodnego i łatwego w zarządzaniu środowiska pamięci masowej przez wiele lat.
