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BeeGFS en la solución de NetApp incluye consideraciones de diseño arquitectónico utilizadas para determinar el equipo, el cableado y las configuraciones específicos necesarios para admitir cargas de trabajo validadas.
Arquitectura de elementos básicos
El sistema de archivos BeeGFS se puede implementar y escalar de diferentes maneras en función de los requisitos de almacenamiento. Por ejemplo, los casos de uso que incluyan principalmente numerosos ficheros pequeños se beneficiarán de un rendimiento y una capacidad adicionales relacionados con los metadatos, mientras que los casos de uso que incluyan menos archivos de gran tamaño pueden favorecer una mayor capacidad de almacenamiento y un mayor rendimiento en el contenido real de los ficheros. Estas múltiples consideraciones afectan a las diferentes dimensiones de la implementación del sistema de archivos paralelos, lo que añade complejidad al diseño y la implementación del sistema de archivos.
Para hacer frente a estos retos, NetApp ha diseñado una arquitectura de elementos básicos estándar que se utiliza para escalar horizontalmente cada una de estas dimensiones. Normalmente, los bloques de creación de BeeGFS se implementan en uno de los tres perfiles de configuración:
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Un único elemento básico, incluidos los servicios de gestión, metadatos y almacenamiento de BeeGFS
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Metadatos BeeGFS más un elemento básico de almacenamiento
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Un elemento básico de sólo almacenamiento BeeGFS
El único cambio de hardware entre estas tres opciones es el uso de unidades más pequeñas para los metadatos de BeeGFS. De lo contrario, todos los cambios de configuración se aplican a través del software. Con Ansible como motor de puesta en marcha, configurar el perfil deseado para un elemento básico concreto supone que las tareas de configuración sean sencillas.
Para obtener información detallada, consulte Diseño de hardware verificado.
Servicios de ficheros
El sistema de archivos BeeGFS incluye los siguientes servicios principales:
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Servicio de administración. registra y supervisa todos los demás servicios.
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Servicio de almacenamiento. almacena el contenido del archivo de usuario distribuido conocido como archivos de fragmentos de datos.
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Servicio de metadatos. realiza un seguimiento del diseño del sistema de archivos, del directorio, de los atributos del archivo, etc.
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Servicio de cliente. se cuenta con el sistema de archivos para acceder a los datos almacenados.
En la siguiente figura, se muestran los componentes de la solución BeeGFS y las relaciones que se utilizan con los sistemas E-Series de NetApp.
Como sistema de archivos paralelo, BeeGFS segmenta sus archivos en varios nodos de servidor para maximizar el rendimiento de lectura/escritura y la escalabilidad. Los nodos de servidor funcionan juntos para proporcionar un único sistema de archivos que se puede montar y acceder simultáneamente por otros nodos de servidor, comúnmente conocidos como clients. Estos clientes pueden ver y consumir el sistema de archivos distribuido de forma similar a un sistema de archivos local como NTFS, XFS o ext4.
Los cuatro servicios principales se ejecutan en una amplia gama de distribuciones de Linux compatibles y se comunican a través de cualquier red compatible con TCP/IP o RDMA, incluidas InfiniBand (IB), Omni-Path (OPA) y RDMA over Converged Ethernet (roce). Los servicios de servidor BeeGFS (gestión, almacenamiento y metadatos) son daemons de espacio de usuario, mientras que el cliente es un módulo de kernel nativo (sin parches). Todos los componentes se pueden instalar o actualizar sin reiniciar, y se puede ejecutar cualquier combinación de servicios en el mismo nodo.
Arquitectura de ALTA DISPONIBILIDAD
BeeGFS en NetApp amplía la funcionalidad de la edición empresarial de BeeGFS mediante la creación de una solución totalmente integrada en hardware de NetApp que permite una arquitectura de alta disponibilidad (ha) de disco compartido.
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Aunque la edición de la comunidad BeeGFS puede utilizarse de forma gratuita, la edición para empresas requiere adquirir un contrato de suscripción de soporte profesional de un partner como NetApp. La edición empresarial permite utilizar varias funciones adicionales como la resiliencia, la aplicación de cuotas y pools de almacenamiento. |
En la figura siguiente se comparan las arquitecturas de alta disponibilidad de disco compartido y nada compartido.
Para obtener más información, consulte "Anuncio de alta disponibilidad de BeeGFS compatible con NetApp".
Nodos verificados
La solución BeeGFS en NetApp ha verificado los nodos que se indican a continuación.
| Nodo | Hardware subyacente | Detalles |
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Bloque |
Sistema de almacenamiento EF600 de NetApp |
Una cabina de almacenamiento 2U íntegramente con NVMe de alto rendimiento diseñada para cargas de trabajo exigentes. |
Archivo |
Servidor Lenovo ThinkSystem SR665 V3 |
Un servidor 2U de dos zócalos con PCIe 5,0, procesadores dobles AMD EPYC 9124. Para obtener más información sobre el Lenovo SR665 V3, consulte "El sitio web de Lenovo". |
Servidor Lenovo ThinkSystem SR665 |
Un servidor 2U de dos zócalos con PCIe 4,0, procesadores dobles AMD EPYC 7003. Para obtener más información sobre el Lenovo SR665, consulte "El sitio web de Lenovo". |
Diseño de hardware verificado
Los elementos básicos de la solución (que se muestran en la siguiente figura) utilizan los servidores de nodos de archivo verificados para la capa de archivo BeeGFS y dos sistemas de almacenamiento EF600 como capa de bloques.
La solución BeeGFS en NetApp se ejecuta en todos los elementos básicos de la puesta en marcha. El primer elemento básico puesto en marcha debe ejecutar los servicios de gestión, metadatos y almacenamiento de BeeGFS (conocido como el elemento básico). Todos los componentes posteriores se pueden configurar a través de software para ampliar los metadatos y los servicios de almacenamiento, o bien para proporcionar servicios de almacenamiento de forma exclusiva. Este enfoque modular permite escalar el sistema de archivos a las necesidades de una carga de trabajo utilizando las mismas plataformas de hardware subyacentes y el diseño de elementos básicos.
Se pueden desplegar hasta cinco elementos básicos para formar un clúster de alta disponibilidad de Linux independiente. Esto optimiza la gestión de recursos con Pacemaker y mantiene una sincronización eficiente con Corosync. Uno o varios de estos clústeres HA de BeeGFS independientes se han combinado para crear un sistema de archivos BeeGFS al que pueden acceder los clientes como un único espacio de nombres de almacenamiento. En cuanto al hardware, un solo rack de 42U puede acomodar hasta cinco elementos básicos, junto con dos switches InfiniBand de 1U Gb para la red de almacenamiento/datos. Consulte el gráfico siguiente para obtener una representación visual.
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Se necesita un mínimo de dos bloques de construcción para establecer el quórum en el clúster de conmutación por error. Un clúster de dos nodos tiene limitaciones que podrían impedir que se produzca una conmutación al respaldo correcta. Puede configurar un clúster de dos nodos incorporando un tercer dispositivo como tiebreaker; sin embargo, esta documentación no describe ese diseño. |
Ansible
BeeGFS en NetApp se entrega y se pone en marcha mediante la automatización de Ansible, que se encuentra alojado en GitHub y Ansible Galaxy (puede acceder a la colección BeeGFS en "Galaxia de ansible" y.. "GitHub de E-Series de NetApp"). A pesar de que Ansible se prueba principalmente con el hardware utilizado para ensamblar los elementos básicos de BeeGFS, puede configurarlo para que se ejecute prácticamente en cualquier servidor basado en x86 utilizando una distribución de Linux compatible.
Para obtener más información, consulte "Puesta en marcha de BeeGFS con almacenamiento E-Series".