StorageGRID Architektur und Netzwerktopologie
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Ein StorageGRID System besteht aus mehreren Typen von Grid-Nodes an einem oder mehreren Datacenter-Standorten.
Weitere Informationen zur StorageGRID Netzwerktopologie, -Anforderungen und -Grid-Kommunikation finden Sie in den Netzwerkrichtlinien.
Implementierungstopologien
Das StorageGRID System kann an einem einzelnen Datacenter-Standort oder an mehreren Datacenter-Standorten implementiert werden.
Ein Standort
Bei einer Implementierung über einen einzigen Standort werden die Infrastruktur und der Betrieb des StorageGRID Systems zentralisiert.
Mehrere Standorte
In einer Implementierung mit mehreren Standorten können an jedem Standort unterschiedliche Typen und eine unterschiedliche Anzahl von StorageGRID Ressourcen installiert werden. So könnte beispielsweise mehr Storage für ein Datacenter als für ein anderes erforderlich sein.
Unterschiedliche Standorte befinden sich häufig an geografischen Standorten über unterschiedliche Ausfall-Domains, wie z. B. Erdbebenfehlerleitungen oder Überschwemmungsgebiete. Die Daten-Sharing und Disaster Recovery werden durch die automatische Verteilung der Daten an andere Standorte realisiert.
Darüber hinaus können mehrere logische Standorte innerhalb eines einzigen Datacenters eingesetzt werden, um die Verfügbarkeit und Ausfallsicherheit durch verteilte Replizierung und Erasure Coding zu verbessern.
Redundanz des Grid-Nodes
Bei einer Implementierung an einem Standort oder an mehreren Standorten können Sie optional mehrere Admin-Nodes oder Gateway-Nodes enthalten, um Redundanz zu gewährleisten. Sie können beispielsweise mehr als einen Admin-Node an einem einzelnen Standort oder an mehreren Standorten installieren. Allerdings kann jedes StorageGRID System nur einen primären Admin-Node haben.
Systemarchitektur
Dieses Diagramm zeigt, wie Grid-Nodes innerhalb eines StorageGRID Systems angeordnet sind.
S3- und Swift-Clients speichern und abrufen von Objekten in StorageGRID. Andere Clients werden verwendet, um E-Mail-Benachrichtigungen zu senden, auf die StorageGRID-Managementoberfläche zuzugreifen und optional auf die Audit-Freigabe zuzugreifen.
S3- und Swift-Clients können eine Verbindung zu einem Gateway-Node oder einem Admin-Node herstellen, um die Load-Balancing-Schnittstelle zu Storage-Nodes zu verwenden. Alternativ können S3 und Swift Clients über HTTPS eine direkte Verbindung zu Storage-Nodes herstellen.
Objekte können in StorageGRID auf Software- oder Hardware-basierten Storage-Nodes, auf externen Archivierungsmedien wie Tapes oder in Cloud Storage Pools, die aus externen S3 Buckets oder Azure Blob Storage-Containern bestehen, gespeichert werden.
Grid Nodes und Services
Der grundlegende Baustein eines StorageGRID Systems ist der Grid-Node. Nodes enthalten Services. Dies sind Softwaremodule, die einen Grid-Node mit einem Satz von Funktionen ausstatten.
Das StorageGRID System nutzt vier Typen von Grid-Nodes:
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Admin Nodes bieten Managementdienste wie Systemkonfiguration, Überwachung und Protokollierung an. Wenn Sie sich beim Grid Manager anmelden, stellen Sie eine Verbindung zu einem Admin-Node her. Jedes Grid muss über einen primären Admin-Node verfügen und möglicherweise über zusätzliche nicht-primäre Admin-Nodes für Redundanz verfügen. Sie können eine Verbindung zu einem beliebigen Admin-Knoten herstellen, und jeder Admin-Knoten zeigt eine ähnliche Ansicht des StorageGRID-Systems an. Wartungsverfahren müssen jedoch mit dem primären Admin-Node durchgeführt werden.
Admin-Nodes können auch verwendet werden, um den S3- und Swift-Client-Datenverkehr auszugleichen.
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Storage Nodes managen und speichern Objektdaten und Metadaten. Jedes StorageGRID System muss mindestens drei Storage-Nodes aufweisen. Wenn Sie über mehrere Standorte verfügen, muss jeder Standort im StorageGRID System auch drei Storage-Nodes aufweisen.
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Gateway-Knoten (optional) bieten eine Load-Balancing-Schnittstelle, über die Client-Anwendungen eine Verbindung zu StorageGRID herstellen können. Ein Load Balancer leitet die Clients nahtlos an einen optimalen Storage Node weiter, sodass der Ausfall von Nodes oder sogar einem gesamten Standort transparent ist. Sie können eine Kombination aus Gateway-Knoten und Admin-Knoten zum Lastausgleich verwenden oder einen HTTP-Load-Balancer eines Drittanbieters implementieren.
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Archive Nodes (optional) bieten eine Schnittstelle, über die Objektdaten auf Band archiviert werden können.
Softwarebasierte Nodes
Auf Software-basierte Grid-Nodes lassen sich wie folgt implementieren:
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Als Virtual Machines (VMs) im VMware vSphere Web Client
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Innerhalb von Docker Containern auf Linux Hosts. Folgende Betriebssysteme werden unterstützt:
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Red Hat Enterprise Linux
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CentOS
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Ubuntu
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Debian
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Mit dem NetApp Interoperabilitäts-Matrix-Tool können Sie eine Liste der unterstützten Versionen abrufen.
StorageGRID Appliance-Nodes
StorageGRID Hardware-Appliances wurden speziell für den Einsatz in einem StorageGRID System entwickelt. Einige Geräte können als Storage-Nodes verwendet werden. Andere Appliances können als Admin-Nodes oder Gateway-Nodes verwendet werden. Die Appliance-Nodes können mit softwarebasierten Nodes kombiniert oder vollständig entwickelten Appliance-Grids ohne Abhängigkeiten von externen Hypervisoren, Storage- oder Computing-Hardware implementiert werden.
Es sind vier Typen von StorageGRID Appliances verfügbar:
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Die Services-Appliances *SG100 und SG1000 sind 1U-Server (1-Rack-Unit), die jeweils als primärer Admin-Node, nicht primärer Admin-Node oder Gateway-Node betrieben werden können. Beide Appliances können gleichzeitig als Gateway-Nodes und Admin-Nodes (primär und nicht primär) betrieben werden.
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Die SG6000 Storage Appliance wird als Storage Node ausgeführt und kombiniert den 1U SG6000-CN Computing Controller mit einem 2U oder 4U Storage Controller Shelf. Die SG6000 ist in zwei Modellen erhältlich:
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SGF6024: Kombiniert den SG6000-CN Computing Controller mit einem 2-HE-Storage Controller Shelf, das 24 Solid State-Laufwerke (SSDs) und redundante Storage Controller umfasst.
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SG6060: Kombiniert den SG6000-CN Computing Controller mit einem 4U-Gehäuse, das 58 NL-SAS-Laufwerke, 2 SSDs und redundante Speicher-Controller umfasst. Jede SG6060 Appliance unterstützt ein oder zwei Erweiterungs-Shelfs mit 60 Laufwerken mit bis zu 178 dedizierten Objektspeichern.
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Die SG5700 Storage Appliance* ist eine integrierte Storage- und Computing-Plattform, die als Storage Node ausgeführt wird. Die SG5700 ist in zwei Modellen erhältlich:
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SG5712: Ein 2U-Gehäuse mit 12 NL-SAS-Laufwerken und integrierten Storage- und Computing-Controllern.
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SG5760: Ein 4-HE-Gehäuse, das 60 NL-SAS-Laufwerke sowie integrierte Storage- und Computing-Controller umfasst.
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Die SG5600 Storage Appliance ist eine integrierte Storage- und Computing-Plattform, die als Storage Node ausgeführt wird. Die SG5600 ist in zwei Modellen erhältlich:
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SG5612: Ein 2-HE-Gehäuse mit 12 NL-SAS-Laufwerken sowie integrierten Storage- und Computing-Controllern
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SG5660: Ein 4-HE-Gehäuse mit 60 NL-SAS-Laufwerken und integrierten Storage- und Computing-Controllern.
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Sämtliche Spezifikationen finden Sie im NetApp Hardware Universe.
Primäre Dienste für Admin-Nodes
Die folgende Tabelle zeigt die primären Dienste für Admin-Nodes. Diese Tabelle enthält jedoch nicht alle Node-Services.
| Service | Tastenfunktion |
|---|---|
Audit Management System (AMS) |
Verfolgt die Systemaktivität. |
Configuration Management Node (CMN) |
Verwaltet die systemweite Konfiguration. Nur primärer Admin-Node. |
Management-Applikations-Programmierschnittstelle (Management-API) |
Verarbeitet Anforderungen aus der Grid-Management-API und der Mandantenmanagement-API. |
Hochverfügbarkeit |
Verwaltet hochverfügbare virtuelle IP-Adressen für Gruppen von Admin-Nodes und Gateway-Nodes. Hinweis: dieser Service befindet sich auch auf Gateway Nodes. |
Lastausgleich |
Sorgt für einen Lastenausgleich des S3- und Swift-Datenverkehrs von Clients zu Storage Nodes. Hinweis: dieser Service befindet sich auch auf Gateway Nodes. |
Netzwerk-Management-System (NMS) |
Bietet Funktionen für den Grid Manager. |
Prometheus |
Sammelt und speichert Kennzahlen. |
Server Status Monitor (SSM) |
Überwachung des Betriebssystems und der zugrunde liegenden Hardware |
Primäre Services für Storage-Nodes
Die folgende Tabelle enthält die primären Services für Storage-Nodes. In dieser Tabelle werden jedoch nicht alle Node-Services aufgeführt.
|
Einige Services, wie z. B. der ADC-Service und der RSM-Service, bestehen in der Regel nur auf drei Storage-Nodes an jedem Standort. |
| Service | Tastenfunktion |
|---|---|
Konto (Konto) |
Management von Mandantenkonten. |
Administrativer Domänen-Controller (ADC) |
Aufrechterhaltung der Topologie und Grid-Konfiguration |
Cassandra |
Speichert und sichert Objekt-Metadaten. |
Cassandra Reaper |
Führt automatische Reparaturen von Objektmetadaten durch. |
Chunk |
Verwaltet Erasure-codierte Daten und Paritätsfragmente. |
Data Mover (dmv) |
Verschiebt Daten in Cloud-Storage-Pools |
Verteilter Datenspeicher (DDS) |
Überwacht Objekt-Metadaten-Storage |
Identität (idnt) |
Föderiert Benutzeridentitäten von LDAP und Active Directory |
LDR (Local Distribution Router) |
Verarbeitet Protokollanfragen von Objekt-Storage und managt Objektdaten auf der Festplatte. |
Replicated State Machine (RSM) |
Sorgt dafür, dass Service-Anfragen der S3-Plattform an ihre jeweiligen Endpunkte gesendet werden. |
Server Status Monitor (SSM) |
Überwachung des Betriebssystems und der zugrunde liegenden Hardware |
Primäre Dienste für Gateway-Nodes
In der folgenden Tabelle werden die primären Services für Gateway-Nodes aufgeführt. In dieser Tabelle werden jedoch nicht alle Node-Services aufgeführt.
| Service | Tastenfunktion |
|---|---|
Verbindungslastverteiler (CLB) |
Bietet Layer 3- und 4-Lastausgleich für S3- und Swift-Datenverkehr von Clients zu Storage-Nodes. Mechanismen zum Lastausgleich bei älteren Systemen. Hinweis: der CLB-Service ist veraltet. |
Hochverfügbarkeit |
Verwaltet hochverfügbare virtuelle IP-Adressen für Gruppen von Admin-Nodes und Gateway-Nodes. Hinweis: dieser Service befindet sich auch auf Admin Nodes. |
Lastausgleich |
Bietet Layer-7-Lastausgleich für den S3- und Swift-Datenverkehr von Clients zu Storage-Nodes. Dies ist der empfohlene Lastausgleichmechanismus. Hinweis: dieser Service befindet sich auch auf Admin Nodes. |
Server Status Monitor (SSM) |
Überwachung des Betriebssystems und der zugrunde liegenden Hardware |
Primäre Services für Archiv-Nodes
Die folgende Tabelle zeigt die primären Dienste für Archiv-Nodes. Diese Tabelle enthält jedoch nicht alle Node-Services.
| Service | Tastenfunktion |
|---|---|
Archiv (ARC) |
Kommunikation mit einem externen Tape-Storage-System Tivoli Storage Manager (TSM) |
Server Status Monitor (SSM) |
Überwachung des Betriebssystems und der zugrunde liegenden Hardware |
StorageGRID Services
Nachfolgend finden Sie eine vollständige Liste der StorageGRID Services.
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Kontodienst-Spediteur
Stellt eine Schnittstelle für den Load Balancer-Service bereit, über die der Kontodienst auf Remote-Hosts abgefragt werden kann, und informiert über Änderungen bei der Konfiguration des Load Balancer-Endpunkts am Load Balancer-Service. Der Load Balancer-Service ist auf Admin-Nodes und Gateway-Nodes vorhanden.
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ADC-Dienst (Administrative Domain Controller)
Verwaltet Topologiedaten, bietet Authentifizierungsservices und reagiert auf Anfragen aus den LDR- und CMN-Diensten. Der ADC-Service ist auf jedem der ersten drei Speicherknoten vorhanden, die an einem Standort installiert sind.
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AMS Service (Audit Management System)
Überwacht und protokolliert alle geprüften Systemereignisse und Transaktionen in einer Textdatei. Der AMS-Dienst ist auf Admin-Knoten vorhanden.
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ARC-Service (Archiv)
Das Tool bietet die Managementoberfläche, mit der Sie Verbindungen zu externem Archiv-Storage konfigurieren, z. B. zur Cloud über eine S3-Schnittstelle oder per Tape über TSM Middleware. Der ARC-Dienst ist auf Archiv-Knoten vorhanden.
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Cassandra Reaper Service
Führt automatische Reparaturen von Objektmetadaten durch. Der Cassandra Reaper Service ist auf allen Speicherknoten vorhanden.
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Chunk Service
Verwaltet Erasure-codierte Daten und Paritätsfragmente. Der Chunk Service ist auf Storage Nodes vorhanden.
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CLB-Service (Verbindungslastenabwucher)
Veralteter Service, der ein Gateway in StorageGRID für Client-Applikationen bietet, die über HTTP verbunden werden. Der CLB-Dienst ist auf Gateway-Knoten vorhanden. Der CLB-Dienst ist veraltet und wird in einer zukünftigen StorageGRID-Version entfernt.
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CMN-Service (Configuration Management Node)
Management systemweiter Konfigurationen und Grid-Aufgaben Jedes Grid hat einen CMN-Service, der auf dem primären Admin-Node vorhanden ist.
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DDS Service (Distributed Data Store)
Schnittstellen zur Cassandra-Datenbank zum Management von Objektmetadaten Der DDS-Service ist auf Speicherknoten vorhanden.
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DMV-Service (Data Mover)
Verschiebt Daten in Cloud-Endpunkte Der DMV-Dienst ist auf Speicherknoten vorhanden.
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Dynamic IP Service
Überwacht das Raster auf dynamische IP-Änderungen und aktualisiert lokale Konfigurationen. Der dynamische IP-Dienst (dynip) ist auf allen Knoten vorhanden.
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Grafana Service
Wird für die Darstellung von Kennzahlen im Grid Manager verwendet. Der Grafana-Service ist auf Admin-Nodes vorhanden.
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Hochverfügbarkeits-Service
Verwaltet hochverfügbare virtuelle IPs auf Knoten, die auf der Seite „Hochverfügbarkeitsgruppen“ konfiguriert sind. Der Dienst Hochverfügbarkeit ist auf Admin-Nodes und Gateway-Knoten vorhanden. Dieser Service wird auch als „Keepalived Service“ bezeichnet.
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* Identitätsdienst (nicht verfügbar)*
Föderiert Benutzeridentitäten von LDAP und Active Directory Der Identitäts-Service (idnt) ist auf drei Storage-Nodes an jedem Standort vorhanden.
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Load Balancer Service
Sorgt für einen Lastenausgleich des S3- und Swift-Datenverkehrs von Clients zu Storage Nodes. Der Lastverteilungsservice kann über die Konfigurationsseite Load Balancer Endpoints konfiguriert werden. Der Load Balancer-Service ist auf Admin-Nodes und Gateway-Nodes vorhanden. Dieser Service wird auch als nginx-gw-Service bezeichnet.
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LDR-Service (Local Distribution Router)
Verwaltet die Speicherung und Übertragung von Inhalten innerhalb des Grids. Der LDR-Service ist auf den Speicherknoten vorhanden.
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MISCd Information Service Control Daemon Service
Stellt eine Schnittstelle zum Abfragen und Managen von Services auf anderen Nodes sowie zum Managen von Umgebungskonfigurationen auf dem Node bereit, beispielsweise zum Abfragen des Status von Services, die auf anderen Nodes ausgeführt werden. Der MISCd-Dienst ist auf allen Knoten vorhanden.
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Nginx Service
Fungiert als Authentifizierungs- und sicherer Kommunikationsmechanismus für verschiedene Grid Services (wie Prometheus und Dynamic IP), der die Möglichkeit zur Kommunikation mit Services auf anderen Knoten über HTTPS-APIs ermöglicht. Der nginx-Service ist auf allen Knoten vorhanden.
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Nginx-gw Service
Schaltet den Lastverteilungsservice ein. Der nginx-gw-Dienst ist auf Admin-Knoten und Gateway-Knoten vorhanden.
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NMS Service (Network Management System)
Gibt die Überwachungs-, Berichterstellungs- und Konfigurationsoptionen an, die über den Grid Manager angezeigt werden. Der NMS-Service ist auf Admin Nodes vorhanden.
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Persistenzdienst
Verwaltet Dateien auf dem Root-Laufwerk, die über einen Neustart bestehen müssen. Der Persistenzdienst ist auf allen Nodes vorhanden.
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Prometheus Service
Erfasst Zeitreihungskennzahlen von Services auf allen Knoten. Der Prometheus-Service ist auf Admin-Knoten vorhanden.
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RSM-Dienst (Replicated State Machine Service)
Stellt sicher, dass Plattformserviceanforderungen an die jeweiligen Endpunkte gesendet werden. Der RSM-Dienst ist auf Speicherknoten vorhanden, die den ADC-Dienst verwenden.
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SSM-Dienst (Server Status Monitor)
Überwacht Hardwarebedingungen und Berichte an den NMS-Service. Auf jedem Grid-Knoten ist eine Instanz des SSM-Dienstes vorhanden.
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Trace Collector Service
Führt eine Trace-Erfassung durch, um Informationen für den technischen Support zu sammeln. Der Trace Collector Dienst verwendet die Open Source Jaeger Software und ist auf Admin Nodes vorhanden.