Veri artışı hiçbir zaman bugünkünden daha hızlı olmadı. Örneğin bulut hizmetleri, gelecek beş yılın depolama ,ihtiyaçları için hızlı büyüyen bir sektör ve Gartner’ın tahminine göre Hizmet olarak Altyapı (IaaS) geliri 2016’da 24,4 milyar dolara ulaşacak ve bunun neredeyse %40’ını da depolama teşkil edecek (Gartner, Genel Bulut Hizmetleri, Worldwide, 2011-2016, 2012 2. Çeyreği Güncellemesi, Yayınlanma tarihi: 20 Ağustos 2012). Bulut ve sosyal ortam, BYOD ve büyük veri analizlerinin yanında veri artışını hızlandıran bir dizi farklı trend de mevcut.
Daha da önemli olan soru şudur: Sunucu ve depolama altyapımızı, sadece hızlı artan depolama kapasitesi talebini karşılamakla kalmayıp eşsiz performans, ölçeklenebilirlik ve güvenilirlik seviyeleri de sunmaya devam edecek şekilde nasıl hazırlayabiliriz?
Arabirimlere Giriş
Son on yıl içindeki veri artışıyla birlikte depolama teknolojisinin de gelişmesi gerekti. İşletme depolamasının ilk yıllarında paralel SCSI, sunucu tabanlı depolamanın tercih edilen arabirimiydi. Ağlar geliştikçe, verilere depolama alanı ağları (SAN) denilen paylaşılmış depolama kaynakları havuzlarından erişme konsepti, fiber kanal arabirimine götürdü. Bu aşamada sunucu ve doğrudan bağlı depolama (DAS) mimarilerine paralel SCSI hakimdi, SAN’a ise fiber kanal hakimdi.
ATA masaüstü arabirimiyle SCSI işletme DAS arabirimi bu sırada serileştirildi. Seri AT bağlantısı (SATA) ile seri bağlı SCSI (SAS) arabirimlerinin piyasaya çıkması, masaüstü ve işletme depolamasında çok hızlı bir gelişmeye neden oldu. Daha hızlı geçiş, daha ince ve daha iyi yönetilebilen kablolar ve daha yüksek sinyal bütünlüğü sunduğundan SATA, çok kısa bir sürede istemci bilgiişleminin standart arabirimi olarak yerini aldı. Aynı dönemde SAS, hızlı bir şekilde işletme SAN ve DAS alanlarında fiber kanalla rekabete girişti, ancak yeni bir mimari (ağa bağlı depolama (NAS) ile iSCSI iletişim kuralı) daha gelişmekte ve daha düşük maliyetlerle daha geniş bir bağlantı sunmaktaydı.
Oraya Nasıl Geldik?
NAS ve iSCSI depolamasındaki artışla birlikte, depolama için her boydaki şirkete döşenmiş olan Ethernet kablolarının büyük tabanından yararlanılıyordu. Daha düşük maliyetli NAS çözümleri, departman seviyesi ve çalışma grubu müşterileriyle sorunsuz bağlantı imkanı sağlayarak, tamamen işletme seviyesi SAN’la dolmuş olan sunucu veri merkezi alanının yerine geçti. Masaüstü sınıfı SATA diski işletmeye burada katıldı.
SATA kontrol birimlerinin olduğu gibi masaüstü sınıfı SATA sabit diskleri de daha ucuz olduğundan ve SATA’nın bir SAS omurgasında da çalışabildiği avantajından dolayı NAS ve DAS çözümleri, düşük maliyetli, yüksek kapasiteli depolama için masaüstü SATA disklerini kullanmaya başladı, ancak bu yaklaşım, sorunları tamamen ortadan kaldırmış olmuyordu. Masaüstü sınıfı SATA diskleri, bir işletme ortamında gereken 24×7 çalışma çevrimleri için tasarlanmamıştı. Müşteriler, performansta düşüş olduğunu fark ettiler ve daha sonra göründüğü gibi yetersiz güvenilirlik yaşadılar. Suçlu: Döngüsel titreşim. Bir sistemde çok fazla sabit diskin durmadan çalışması, sistemin titreşmesine neden oldu ve bu da saniyedeki giriş/çıkış işlemlerinde (IOPS) ve güvenilirlikte önemli bir düşüş yaşanmasına neden oldu. Yine de masaüstü sınıfı sabit diskler, özellikle de bulutun doğuşuyla birlikte, işletme sınıfı olarak pazarlanan depolama çözümlerine dönüşmeye devam ediyor.
Veriler, arttığı ve artacağı tahmin edilen hızda arttıkça şirketler depolama çözümlerinin maliyetlerini düşürmek için tüm fırsatlardan yararlanmayı denemeye devam edecektir. Olabilecek en düşük maliyetli, en yüksek kapasiteli sabit diski aramakla yetinmek, birçok kişi için alışkanlık haline geldi. Birçok durumda bu, işletme iş yükleri ve görev çevrimleri için tasarlanmamış olan masaüstü sınıfı bir ürüne götürür. Bu, ilk depolama kapasitesi satın alma maliyetlerinin zorluğunu ele alabilir, ancak veri merkezi için bir dizi yeni gizli masrafa da yol açar.
Tümü SAS olan bir İşletmeye girin
Üstteki dinamik teknoloji eğilimleri, sabit disk üreticilerini yüksek kapasiteli, düşük maliyetli işletme sınıfı depolama için yeni bir kategori geliştirmeye itti: nearline. Nearline depolama (genellikle katman 2 depolaması olarak geçer) ve kritik iş depolaması, midline ve hatta toplu depolama, şirketlerin gigabayt başına maliyet veya günümüzün depolama ortamlarında terabayt başına maliyet olarak aradığı en kritik depolama metrikleridir. Nearline, veri patlamasının cevabı idi.
Yüksek performans sürücü pazarlarında çoktan iyi bir yere sahip olan SAS, kapasitesi-optimize edilmiş sürücüler ile şimdi de ikincil depolama üniteleri aşamalarına sızmaktadır. Konu ölçeklenebilirlik veya bir işletme veri merkezinin ya da bulut veri merkezinin kapasite ve performans artışı gerektiğinde hızlı bir şekilde genişleme yeteneği olduğunda, SAS’ın performans, veri bütünlüğü, güvenilirlik ve uzun dönemli yatırım korumasını sunan kanıtlanmış hiçbir çözüm yoktur.
Tümü SAS olan İşletmeler, Depolama Mantığını Nasıl Değiştiriyor?
Performans – İşletme sınıfı disklerin, bir kabinden aktarılan fiziksel titreşimlerin görüldüğü çok diskli yapılandırmalarda yüksek performans seviyelerini koruması gerekir. Bu olguya Döngüsel Titreşim (RV) denir.
RV, bükülen ve torklu bir eylem tipi ve saniyedeki değişikliklerin açısal oranı olarak radyan cinsinden ölçülür. Diğer bir ifadeyle, diskin ne kadar açısal hızlanma hareketine dayanabildiği.
RV enerjisinin temel kaynakları:
- Sabit disk arama hareketleri
- Kabinin içinde verilere erişen ek diskler (örneğin çoklu mil ortamları)
- Kabin üzerinde etkisi görünen harici güçler
Diskin tasarımında RV hesaba katılmadığında, RV’nin gücü başı izin dışına iterek, dönüşlerin kaçırılmasına ve veri aktarımında gecikmelere neden olabilir. RV’i kullanamayan diskler üzerinde yapılan testler, performansta önemli (%50’den fazla) düşüşler olduğunu göstermiştir.
İşin iyi yanı ise, işletme diskleri, RV’nin etkilerini sıfırlamak için on yıldır disk içindeki birçok teknolojide kullanılmıştır. Seagate, bu yoğun, çok diskli ortamları iyileştirmek için, işletme disklerinde RV sensörleri ve lineer titreşim sensörleri kullanır. Bu sensörler, diskin içinde veya dışında oluşan tüm titreşimlerin disk tarafından telafi edilmesini (örneğin soğutma fanları, daha düşük kalitede kasa, vs.), ancak yine de veri okuyup yazmaya devam etmesini sağlar.
Ayrıca bir diskin kendi oluşturacağı titreşim miktarını düşürmek de tasarım açısından iyi bir fikirdir. Seagate’in yüksek kapasiteli işletme diskleri, 4 diskli bir yapılandırma kullanan tüm disklerin içindeki sağlamlığı artıran, üst kapağa takılı bir mil motoru kullanılarak yapılmıştır. Tasarımın diğer geliştirmeleri, yayılan tüm torkları en aza indirmek içi, diskin ürün yazılımındaki arama profilleri iyileştirilerek yapılır.
Peki masaüstü disklerini bir işletme ortamında kullanma sorusunun cevabı nedir? Aşağıdaki diyagramda, masaüstü, nearline ve işletme sınıfı disklerin farklı titreşim seviyelerinde performansa olan etkisi gösterilmiştir. 6, 12 ve 21,5 radyan/san^2 rakamları, maksimum %80’lik geçiş performansını koruma konusunda desktop, enterprise capacity (nearline) ve enterprise performance (enterprise) disklerinin özel toleranslarını temsil ediyor. RV’ler belirtilen toleransları aştığında, özellikle masaüstü disklerin performansının aniden düşerken, işletme sınıfı disklerin performansının en zorlu olanların dışındaki koşullar altında neredeyse %100 olarak kalacağını unutmayın.
Döngüsel titreşim, sabit diskin çalışmasını nasıl etkiliyor?
Okuma/yazma kafaları, diskteki konsantrik izleri takip ediyor. Kafanın konumunun, okuma ve yazma işlemlerinin gerçekleşmesi için izin verilebilir bir tolerans aralığında kalması gerekir. İzin verilebilir yazma penceresi, izin verilebilir okuma penceresinden daha küçük olup, yazma işlemlerinin titreşime karşı okuma işlemlerinden daha hassas olmasını sağlar.
Yazıcının konumu, izin verilebilir konum aralığını aşarsa, yazma işlemi geçici olarak durdurulur. Yazma konumu pencere ihlaline yazma hatası denir. İzleme doğruluğu izin verilebilir süre içinde döndüğünde yazma işlemi devam eder ve hedef yazma konumu (mantıksal blok adresi, LBA), yazıcının altına geçer. Hedef LBA, yazıcının altından disk devri başına birer kez geçer. Bir yazma hatası oluştuğunda, yazma işlemi genellikle bir sonraki disk dönüşünden devam eder. Zorlu titreşim altında yazma işlemi birkaç disk turu boyunca geciktirilebilir. Titreşimden kaynaklanan tüm G/Ç bozulmasının temelinde geciken okuma/yazma işlemleri yatar.
Özet: Çok diskli uygulamaları olan müşteriler, işletme sınıfı diskleri birden fazla depolama katmanıyla entegre ederek sağlanan belirtilmiş performans seviyelerine gerçekten ulaşmaktan çok yararlanacaktır.
Katmanlı bir depolama ortamında verilerin sadece katman 0 ve katman 1 depolamasından değil, aynı zamanda daha düşük maliyetli katman 2 depolamasından da hızlı bir şekilde uzaklaşması gerekir. Verileri depolama katmanları arasında aşağı-yukarı hareket ettirebilme özelliği, müşteri beklentilerini karşılama konusunda gitgide daha fazla önem kazanıyor. Beklentilerin karşılanamaması, müşteri terkine, kayıp satışlara ve daha az müşteri sayısına bağlı fırsat maliyetlerine neden olur.
Ölçeklenebilirlik – Şirketler, artan veri taleplerini karşılamak için, en yüksek ölçeklenebilirlik seviyesini sunacak çözümleri arıyor. Ağ depolama kapasitesini hızlı bir şekilde ve düşük maliyetle genişletebilmek ve bunu yaparken hizmet seviyesi anlaşmalarını da ihlal etmemek, günümüzün terabayt, petabayt ve hatta eksabaytlarca veri bulunan dünyasında çok önemlidir.
Depolama ağlarına geçişle birlikte daha gelişmiş hata kontrolü ihtiyacı da oluştu. Bir anakarttan doğrudan bağlı bir diske veri almak bir şeydir. Aynı bilgileri ister bir sunucu rafında, isterse de ülkenin bir ucundan diğerine birden fazla geçiş noktasından almak ise başka bir şeydir. Bir adres değişikliği olan her nokta, bir hata fırsatı oluşturur. Masaüstü diskler, temel hata kontrolü kullanır, ancak diskte "Aldığım bilgilerin tam da bana gönderilen bilgilerin aynısı olduğundan emin olmam gerekiyor." diyen hiçbir şey yok. Bir bit, yoldayken ters çevrildiğinde, bir masaüstü disk bu hatayı kaydeder ve yanlış olduğunu da bilmez. Bir nearline SAS diski, yanlış karşılaştırılmış hataları tespit etmek ve düzeltmek için, bilgi akışına katıştırılmış meta verilerle birlikte ECC sunucu belleğinde kullanılanlara benzeyen gelişmiş yöntemlerle kullanır.
Adresleme ve hata düzeltme, SAS’ın tipik bir ikiden dörde disk uygulanmasının üstündeki boyutlara çıkarıldığında daha da önem kazanmaya başlıyor. Bildiğiniz gibi, birçok anakart sadece dört ila sekiz SATA cihazı alabiliyor. Ancak SATA’dan farklı olarak SAS cihazları, geleneksel bir iş ağı gibi bir etki alanında çalışıyor. Ağlarda olduğu gibi burada da cihazları bir etki alanında toplamak için farklı tipte SAS anahtarı kullanabilirsiniz (bunlara genellikle genişletici denir). Bir edge genişleticisinde 128 cihazınız ve her genişletme genişleticisinde de 128 edge genişleticisiniz olabilir. Yani kısacası bir SAS etki alanı, 16.384 cihazı kontrol edebilir.
Elbette çoğu kullanıcı, bu miktara kadar zaten hiç çıkmayacaktır. Ancak yine de rafa takılı seviyesinde düzinelerce veya yüzlerce disk gerektiren bir depolama çözümü bazen gerekebilir. İşte burada SAS’ın hızlı büyüme konusundaki mimari potansiyeli çok harika olur.
Güvenilirlik – Daha önce de belirtildiği gibi, düşük disk güvenilirliği çoğu durumda genellikle bir işletme sınıf sistemde veya özel bir işletme sınıfı iş yükünde yanlış tip depolama cihazını kullanmanın bir sonucudur. Sabit diskler mekanik cihazlar olduğundan, belirli iş yükleri için belirli özellik ve bileşenlerle tasarlanmışlardır. Bir işletme sınıfı disk, daha stresli bir 24×7 veri merkezi ortamında verileri güvenilir bir şekilde okuyup yazmasına izin veren ek özellik ve işlevselliklerle donatılmıştır.
Örneğin SAS diskler, fiziksel bağlantı sayısını düşürüp, çift bağlantı noktası kapasitesi ekleyerek, depolama sistemi hata oranlarını düşürmeye yardımcı olur. BT uzmanları, işlemleri bozabilecek depolama sistemlerini kurma konusunda isteksizken, işletme SAS diski tasarımı, şu an kritik Katman 1 depolamasını destekleyen aynı SAS altyapılarına sorunsuz bir şekilde entegre edilmelerini sağlar. Çok sayıda ana bilgisayar bağlantısını desteği olması, SAS disklerinin, SATA disklerde görülen tek hata noktası riskine girmemesini sağlar. Ayrıca SATA aracı kartı da gerekmediğinden, SAS diskler toplam sistem parçası sayısını da düşürebilir ve bu da yüksek güvenilirlik tasarlarken önemli bir noktadır.
Performans bölümünde belirtildiği gibi döngüsel titreşimin (RV) disk güvenilirliğini ve performansı çok milli ortamlarda etkilediği açıktır. Ancak özellikle de RV odaklı tasarlanan işletme diskleri, hem lineer, hem de döngüsel olarak mekanik titreşime karşı etki gösterme konusunda geri bildirim verecek RV sensörleri içerir. RV imünitesi için daha yüksek bant genişliği sağlayacak çift aşamalı başlatıcılarla artırılmış mekanik sağlamlık sağlayacak katmanlı şaft motorları ise, masaüstü disklerde gerekli görülmeyen, işletme disklerine tasarım sırasında eklenen diğer teknoloji örnekleridir. İşletme disklerinin kullanımı, diskin ömrü üzerinde soyut avantajlara sahiptir ya da daha doğrusu daha düşük entegrasyon gayretleri, daha iyi kurtarılamayan hata oranı, hız optimizasyonu, daha kapsamlı üretim testleri ve en önemlisi de daha iyi yatırım dönüşü (ROI) için daha az yedek disk satın alması da dahil, hatalar arası ortalama süresi (MTBF), işletme disklerinde çok daha yüksektir.
Temel Avantajlar
Özetlemek gerekirse:
- Depolama ihtiyaçları katlanarak artmaya devam ediyor ve ufukta hiçbir yavaşlama da görülmüyor.
- Masaüstü diskler, öncelikleri sürdürülebilir performans, ölçeklenebilirlik ve güvenilirlik olan veri merkezi ve çok milli ortamlar için tasarlanmamıştır
- Tüm veri merkezleri ve altyapılar eşit değildir ve tüm ortamların ilgili performans özelliğinin, kritik uygulamalar için gerekli şartları sağlaması gerekir.
- Güvenilir, sürdürülebilir depolama performansını büyük ölçüde satın almak veya kiralamak isteyen organizasyonların, ihtiyaçlarına daha uygun olan yüksek performanslı işletme disklerini (nearline SAS) arayıp istemeleri tavsiye edilir.
Bu, masaüstü (SATA) ile işletme (SAS) diskleri arasındaki geçerli teknoloji farklılıklarının bazılarına değinmiş olsa bile, bu makalede elbette disklerin özellikleri ve arasındaki farklar hakkında daha ayrıntılı bilgiler de vardır. Daha ayrıntılı bilgiler için lütfen bu Teknik Bilgiler bölümüne başvurun.
Etiketle:
