Novusストレージシステムのアーキテクチャ
Novusアーキテクチャは、Novus Data Director(NDD)のインスタンスとONTAPデータサーバで構成されています。ONTAPデータサーバがデータ パスをサポートする一方、NDDはParallel NFS(pNFS)を介してメタデータとクライアントアクセスを管理します。
ONTAPデータサーバ
データサーバは、Novus専用に構築されたONTAPクラスタです。これらはNovusデータプレーンを実装し、ファイルデータを保存してNFSクライアントに提供します。Novusネームスペースは、ファイルデータを複数のONTAPクラスタに分散させることができます。1つのクラスタで複数の異なるネームスペースを処理できます。この柔軟性により、必要に応じてデータサーバを追加することで、容量とパフォーマンスを拡張できます。
クライアントは、カスタムのNetAppソフトウェアを必要とせず、標準のNFSクライアントを使用してONTAPデータサーバにアクセスします。クライアントはNovus Data Directorからファイルレイアウトを取得したあと、NFSv3(およびオプションでRDMA)経由でONTAPデータサーバ上のファイルデータを直接読み書きできます。大量のデータがNovus Data Directorを経由することはないため、データトラフィックはデータサーバ間で並行して移動します。
データサーバはネームスペースの管理には関与しません。各ファイルのデータは、バッキングファイルとしてONTAPボリュームに保存されます。ONTAPデータサーバは、ディレクトリツリーやデータサーバ間でのファイルのストライピング方法など、Novusネームスペースのメタデータを保持しません。
NetApp Novus向けAFF A90は、ONTAPを実行するNovus用に構築されたAFF A90のバージョンです。その特徴は以下のとおりです:
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追加のデュアルNVRAMカード
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高帯域幅ネットワークアダプタ
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標準のONTAP HAペアとして構成されています
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RAID-DPまたはRAID-TECでデータを保護します。
標準のONTAPクラスタはNovusデータサーバとして使用できません。Novus専用に構築されたプラットフォームのみがサポートされます。
Novus Data Director
Novus Data Director(NDD)は、pNFSアーキテクチャにおけるメタデータ サーバ(MDS)の役割を実装したものであり、Novusメタデータ プレーンを提供します。MDSホスト は、Linux、MDSプロトコルサービス、およびメタデータストアを実行する1台の物理サーバです。
NDDは、各ネームスペースを単一のファイルシステムとしてクライアントに提示します。ネームスペースのメタデータを所有しています:ファイルとディレクトリ、ファイル属性、各ファイルのデータが保存されている場所のマップ、およびクライアントアクセスを調整するために必要なプロトコル状態。クライアントは仮想IPアドレスを介してネームスペースをマウントし、並列NFS(pNFS)を使用したNFSv4.2でNDDと通信します。NDDは、検索、ファイル作成、属性変更など、すべてのメタデータ操作を処理します。クライアントがファイルを開くと、NDDはpNFS Flexible Fileレイアウトをクライアントに提供し、どのデータサーバがファイルデータを保持しているかをクライアントに伝えます。その後、クライアントはONTAPデータサーバと直接読み取りおよび書き込みを行うことができます。NDDはメタデータパスにはありますが、データ パスにはありません。
NDDは、少なくとも3台の専用サーバからなるクラスタ上で動作するソフトウェアとして実装されています。これは、メタデータサーバプロセスと、ネームスペースのメタデータを暗号化されたローカルストレージに格納する、レプリケートされた分散データベースを組み合わせたものです。各ネームスペースは、これらのサーバのいくつかで独自のメタデータサーバプロセスを実行します。正常なすべてのサーバはネームスペースの仮想IPアドレスをアナウンスします。これにより、クライアントの負荷が分散され、クライアントは再マウントせずにフェイルオーバーできるようになります。信頼できるメタデータはレプリケートされたデータベースに存在するため、サーバに障害が発生して再起動しても、ネームスペースの状態が失われることはありません。
ONTAPクラスタ上のデータの配置は、NDDが制御します。データサーバーのレジストリを保持し、軽量なNFSプローブを使用して各データサーバーが利用可能であることを確認し、各サーバーの空き容量を追跡します。ファイルが作成されると、NDDはデータサーバーを選択し、NFS経由でバッキングファイルを作成して、その場所を記録します。データサーバーが利用できなくなった場合、NDDはそこへの新しいデータの配置を停止し、そのサーバーを指すクライアントレイアウトをリコールします。
Novusの展開
次の図は、典型的なNovusの導入例を概略的に示したものです。注目すべき点としては、複数のNovus Data DirectorおよびONTAPデータサーバーノードを備えた単一のネームスペースが挙げられます。このアーキテクチャは、バックエンドのGPUサーバーをサポートする上で、高い可用性と低遅延を実現します。
