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构建高可用、高性能的 GPFS 集群.docx

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文档介绍:构建高可用、高性能的GPFS集群
王荣,技术支持工程师,IBM科技产品(深圳)有限公司
2007年12月27日
本文通过一个实际的生产系统案例,主要介绍了搭建高可用并行文件系统集群 (GPFS)的设计思路和设计过程中的问题解决。本文也到的数据安全机制来保证,另外也通过一 套可用性判断机制来完全保证数据完整性与系统安全。
GPFS提供三套不同的 quorum机制来判断系统当前的状态,其中File Descriptor Quorum是系统内 置的,不能做配置,另外两种node quorum和tiebreaker quorum方式只能二 者选其一,使用那种方式要基于我们的系统环境与可靠性分析。
. File system Descriptor Quorum,File system Descriptor 顾名思义 即描述文件系统信息的数据。我们在几个不同的failure-group的磁盘 上创建GPFS文件系统时,会把文件系统的配置信息(简写为FD)的拷 贝写到多个磁盘上,以实现冗余备份。FD quorum的机制即通过判断含有 FD磁盘的在线情况来判断当前系统是否正常,当超过半数的含有FD的 磁盘掉线时,就判断为系统故障,将会自动关闭文件系统。
.Node Quorum是通过主机状态的来判断系统可用性的机制。GPFS文件系 统集群中,可以设置多个主机节点为Quorum nodeo Node Quorum的机制 是通过判断Quorum node的状态来判断系统是否正常,当超过半数的 Quorum node在线时,判断系统为正常,反之,将关闭文件系统。
.Tiebreaker quorum是通过磁盘的状态来判断系统的可用性。我们可以设 置系统通过监视指定的一些磁盘作为Tiebreaker Disk。当超过半数的 Tiebreaker Disk掉线时,则判断系统故障,将自动关闭文件系统。 Tiebreaker最多只能配置两个用来监控磁盘状态的quorum主机,当2 台quorum主机都宕机的话,GPFS系统也将会关闭。其优势在于节点数 较少时可用性较高,但节点数较多的情况建议采用Node quorum模式。
根据以上三种判断机制,GPFS自动判断系统的状态,当异常发生时自动关闭系 统以保护系统和数据的完整性。
GPFS可靠性分析与如何设计
基于上面阐述的GPFS可用性机制,我们可以看出GPFS是通过上述的三种 quorum机制来检查资源是否超过半数状态正常来判断系统状态好坏。我们在设 计GPFS文件系统集群的时候需要注意最好保证各种资源数都为2N+1个(N是 指数量),也即数量为奇数,来获得系统最大的可用性。
Filesystem Descriptor (FD)Quorum的设计。我们在一般的生产系统 中都会使用两组不同的failure group的磁盘来创建一个文件系统,以 实现数据的冗余保护,但是丢失一个failure group的磁盘实际不影响 数据的完整性,但是由于FD quorum 2N+1的机制,文件系统仍将会关闭, 所以我们在创建一个GPFS文件系统时,可以通过增加一个很小的本地的 磁盘作为第三个failure groupo以实现2N+1的冗余设计。本地的磁盘 可以设置为只保存GPFS文件系统信息(FD),实际不参与数据读写。(同 一个failure group的磁盘是指有可能同时坏掉的磁盘,比如来自同一 个存储的磁盘或连在同一个适配器上的磁盘)
Node Quorum如果采用了 2N+1个Quorum Node,那么这个系统就能容忍 N个主机节点的离线,所以如果主机节点小于5个采用此种方法都不是 很经济,此时建议采用Tiebreaker quorum机制。
• Tiebreaker quorum只能配置两个quorum主机,但是只要tiebreaker 磁盘在线,只有一个quorum主机状态正常,系统也能正常工作,同时也 意味着必须有一台quorum主机在线。如果是主机节点数较多的情况,采 用此种机制其可靠性不如Node quorum o
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实例方案需求描述: 测试系统需要构建一个高性能且高可靠的文件系统平台。其基本要求如下:
文件系统读写带宽至少达到720MByte/s。
工作负荷每天超过16小时或两个轮班。
由4台主服务器和2台存储提供服务。
至少2TB的空间,存放的文件大小一般在600MB左右,文件传输80% 采用 samba 或 NFS,20% 采用 TFTP。
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实例方案分析:
•性能考虑,系统读写带宽要达到720MByte/s,均分到4台服务器就是 180MByte/s。如此高的带宽采用普通的服务器内置磁盘无法满足要求。所 以我们在磁盘存储这一层采用了 DS

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上传人:suijiazhuang1 8/3/2022 文件大小:236 KB

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