スライド 1 - RED HAT OPENEYE

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Red Hat Storage Server 2.0
～大量データ保存に最適な
ソフトウェアストレージ・ソリューション〜
レッドハット株式会社
Senior Solution Architect
and Cloud Evangelist
Etsuji Nakai / 中井悦司
v1.0 2012/10/23
Red Hat Storage Server 2.0
Contents




Red Hat Storage Server 2.0の概要
アーキテクチャ
Public Cloud (AWS)での構成パターン
参考資料
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Red Hat Storage Server 2.0
Red Hat Storage Server 2.0の概要
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Red Hat Storage Server 2.0
Red Hat Storage Server 2.0の特徴
 コモディティ・ハードウェア（x86サーバ）を利用して、　スケールアウト型の大容量ストレージ環境を構築するソフトウェア
– Nativeクライアント（FUSEマウント）/ NFSv3 により標準的なファイル　システムとしてアクセスが可能
– REST APIでオブジェクトストレージとしても利用可能
– サポート上限として、最大64ノード、8PBのボリュームを構成可能
– クラスタ間での非同期データコピー（GeoReplication）が可能
 オンプレミス、およびパブリッククラウドで利用可能
– 「Red Hat Storage Server 2.0 For On-premise」
• OS (RHEL6)、分散ファイルシステム機能（GlusterFS）、管理ツールなどを　パッケージングしたソフトウェア・アプライアンスとして提供
– 「Red Hat Storage Server 2.0 For Public Cloud」
• Amazon EC2で利用可能なAMI（マシンイメージ）として提供
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Red Hat Storage Server 2.0
GlusterFSとRed Hat Storage Serverの関係
 GlusterFSは、コミュニティメンバによるオープンソースプロジェクトとして新機能の　開発を継続
GlusterFS Advisory Board Member (as of 2012/04)
Richard Wareing, Storage Engineer, Facebook
Jeff Darcy, Filesystem Engineer, Red Hat; Founder, HekaFS Project
AB Periasamy, Co-Founder, GlusterFS project
Ewan Mellor, Xen Engineer, Citrix; Core contributor, OpenStack project
David Nalley, CloudStack Community Manager, Citrix; Member, Fedora Advisory Board
Louis Zuckerman, Sr. System Administrator, Picture Marketing
Joe Julian, Sr. System Administrator, Ed Wyse Beauty Products
Greg DeKoenigsberg, Community VP, Eucalyptus; co-founder, Fedora project
John Mark Walker, Gluster.org Community Guy (Chair)
 Red Hat Storage Serverは、Red Hat独自の品質テストを行った安定バージョンのGlusterFS
を同梱したソフトウェア・アプライアンスとして商用サポートを提供
新機能の開発
商用サポート
とメンテナンス
GlusterFS
Red Hat
Storage Server
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Red Hat Storage Server 2.0
Red Hat Storage Server 2.0のアーキテクチャ
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Red Hat Storage Server 2.0
システム構成イメージ
 ストレージノードは、最小構成4ノードから必要に応じて追加可能
・・・
クライアントノード群
10GbE / 1GbE接続
10GbEスイッチ x 2
10GbE接続
ストレージノード x 4
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Red Hat Storage Server 2.0
スループットのリニアなスケールアウト特性
 シーケンシャルリードに対するパフォーマンス測定結果の例
総転送速度 MB/s
１ノード当たり転送速度 MB/s
– ストレージノード1台あたりの転送速度がほぼ一定で、ストレージノードを　追加した分だけ、総転送速度がリニアに向上していることが読み取れます。
ストレージノード数
Native Client (replica 1)
Native Client (replica 2)
NFS Client (replica 1)
NFS Client (replica 2)
ストレージノード数
（出典）http://rhsummit.files.wordpress.com/2012/03/england-rhs-performance.pdf
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Red Hat Storage Server 2.0
アーキテクチャ
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Red Hat Storage Server 2.0
メタデータノードを持たない分散アーキテクチャ
 分散ストレージを構成する各ノードの通常のファイルシステムを　バックエンドデバイスとして使用します。
 ファイル名のハッシュ値から、DHT（Distributed Hash Table）を参照して、　保存するノードを決定します。
– DHTはクライアント上に動的に構成されるため、専用のメタデータサーバは不要
クライアントマシン
実際には各ノードのファイルシステムに
分散して保存されている
クライアントからは
1つのファイルシステムに見える
file01, file02, file03
ボリューム
ストレージノード
・・・
file01
file02
file03
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Red Hat Storage Server 2.0
ノード / ブリック / ボリュームの階層構造
オンラインでボリューム
の拡張、縮小が可能
ノード1
ノード2
ノード3
/data/brick01
/data/brick01
/data/brick01
/data/brick02
/data/brick02
/data/brick02
ファイルシステム /data
ブリック
（単なるディレクトリ）
・・・
・・・
・・・
1つのボリュームは、各ノードが提供する
「ブリック」の集合として作られる
ボリューム vol01
 １つのノードが複数のブリックを提供することも可能です。
 ノードごとに提供するブリック数、ディレクトリ名などを揃える必要はありません。
 ボリュームサイズを拡大／縮小する際は、ボリュームに対するブリックの追加／削除を行います。
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Red Hat Storage Server 2.0
ボリューム単位でアクセスパターンに
応じた最適な構成を選択可能
ボリュームの構成例
node01
node02
node03
node04
ストレージノード
/brick01
/brick01
/brick01
/brick01
ファイル単位で各ブリックに分散保存
（1つのファイルは1つのブリックに存在）
/brick02
1つのファイルを各ブリックに分散保存
ストライピング
/brick02
/brick02
/brick02
レプリケーション
/brick03
/brick03
レプリケーション
/brick03
/brick03
node01-node02、node03-node04で
それぞれレプリケーション
ストライピング
レプリケーション
/brick04
/brick04
レプリケーション
/brick04
/brick04
レプリケーションとストライピングの
組み合わせ
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Red Hat Storage Server 2.0
トランスレータ・モジュールについて
 複数の「トランスレータ・モジュール」が連携してアクセス処理を行います。
– クライアント側で動くモジュールとサーバ側で動くモジュールがあります。
 それぞれのモジュールは異なる役割を持っています。
– 各モジュールは共有ライブラリとして提供されます。
– 独自のモジュールを作成して、プラグインすることも可能です。
[root@rhs20-01 ~]# ls -l /usr/lib64/glusterfs/3.3.0.2rhs/xlator/
total 48
DHT、レプリカなどの機能
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 cluster
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 debug
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 encryption
Quota、ファイルロックなどの機能
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 features
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 mgmt
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 mount
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 nfs
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 performance
キャッシュ、先読みなどの機能
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 protocol
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 storage
物理ディスクアクセスなどの機能
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Jun 16 15:25 system
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Jun 16 15:25 testing
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Red Hat Storage Server 2.0
トランスレータ・モジュールの組み合わせ例
io-stats
統計情報の記録
md-cache
メタデータのキャッシング
quick-read
io-cache
データのキャッシング
read-ahead
write-behind
dht
クライアント
モジュール(*1)
replicate-1
サーバ
モジュール(*2)
DHTの処理
replicate-2
レプリケーション
client-1
client-2
client-3
client-4
server
server
server
server
brick
brick
brick
brick
marker
marker
marker
marker
index
index
index
index
io-threads
io-threads
io-threads
io-threads
I/Oスレッドの起動
locks
locks
locks
locks
ファイルロック処理
access-control
access-control
access-control
access-control
posix
posix
posix
posix
ブリック
ブリック
ブリック
ブリック
サーバとの通信
クライアントとの通信
ACL管理
ブリックへの物理アクセス
(*1) /var/lib/glusterd/vols/<Vol>/<Vol>-fuse.volで定義 (*2) /var/lib/glusterd/vols/<Vol>/<Vol>.<Node>.<Brick>.volで定義
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Red Hat Storage Server 2.0
今後の機能拡張予定
 仮想マシンのディスクイメージ保存領域としての利用
– Red Hat Enterprise Virtualization 3.1以降で対応予定
– VMware vSphere、OpenStackなどへの対応は計画中
 マルチマスタレプリケーション
– クラスタ間で双方向の非同期レプリケーションに対応予定
 マルチテナント対応
– ユーザ認証、暗号化などにより、複数ユーザで安全にボリュームを共有
 TechPreview機能の正式サポート
– Hadoop API (HDFSの代替としての利用）
– InfiniBand（TCP over IB、およびRDMA）対応
– GUI管理コンソールの使用
 その他
– NFSv4対応
– スナップショット、データ圧縮、重複排除機能などの追加
※ これらはあくまで現時点での計画であり、必ず対応することをお約束するものではありません。
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Red Hat Storage Server 2.0
Public Cloud (AWS)での
構成パターン
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Red Hat Storage Server 2.0
AWSにおけるRHS2.0の利用方法
インターネット上
のクライアント
EC2インスタンス
Native Clinet
REST
EC2インスタンス
NFS
RHS2.0クラスタ
AMI (Amazon Machine Image)
インスタンス起動
・・・
サブスクリプション購入ユーザに
RHS2.0導入済みのAMIを提供
EBS (Elastic Block Store)
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Red Hat Storage Server 2.0
Availability Zone間でのレプリケーション構成
RHS2.0クラスタ
Tokyo Region / Availability Zone A
Tokyo Region / Availability Zone B
・・・
・・・
レプリケーション
特定のAvailability Zoneが
停止してもRHS2.0は可動を継続
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Red Hat Storage Server 2.0
GeoReplicationによる遠隔地データ保存
 WAN回線を用いて、遠隔地のRed Hat Storage Serverに向けた
非同期レプリケーション（GeoReplication）が可能
– シングルマスタ/マルチスレーブのレプリケーションが可能ですので、AWSを含めた複数のロ
ケーションへのGeoReplicationを構成できます。
AWS
GeoReplication
gsyncd
Red Hat Storage Server (スレーブ)
gsyncd
Red Hat Storage Server (マスタ)
iDC
gsyncd
Red Hat Storage Server (スレーブ)
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Red Hat Storage Server 2.0
参考資料
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Red Hat Storage Server 2.0
参考資料
 製品マニュアル
– http://docs.redhat.com/docs/ja-JP/Red_Hat_Storage/index.html
 Knowledge Base
– https://access.redhat.com/knowledge/products/red-hat-storage-server
 サポートHW構成
– https://access.redhat.com/knowledge/articles/66206
 推奨用途と非推奨用途
– https://access.redhat.com/knowledge/articles/88723
 GlusterFS技術情報（コミュニティ版GlusterFSに関する技術情報）
– https://sites.google.com/site/glusterfstech/
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