ตั้งค่า RAID 6 และ ZFS Snapshot ให้ NAS ทนล้มได้ระดับองค์กร

เข้าใจ RAID 6 และ ZFS snapshot ก่อนลงมือ

RAID 6 และ ZFS snapshot คือการออกแบบระบบจัดเก็บข้อมูลบน NAS ที่ใช้การกระจายข้อมูลและพาริตีลงหลายดิสก์ผสมกับกลไกตรวจสอบความถูกต้องและการบันทึกสถานะระบบในช่วงเวลา เพื่อให้สามารถทนต่อความเสียหายของฮาร์ดดิสก์หลายลูกและย้อนสถานะข้อมูลกลับไปยังจุดเวลาในอดีตได้โดยไม่กระทบการให้บริการหลักและลดโอกาสการสูญหายของข้อมูลในเหตุขัดข้องทั้งด้านฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ภาพรวมคือ เราจะสร้าง ZFS pool บน NAS แล้วใช้ RAID 6 เป็นโครงพื้นฐานสำหรับความทนทานของดิสก์ จากนั้นใช้ความสามารถ snapshot และ checksumming ของ ZFS เพื่อเพิ่มการป้องกันข้อมูล NAS ให้ครบวงจร ทั้งในมุมความเสียหายจากดิสก์และความเสียหายจากซอฟต์แวร์หรือรันซัมแวร์ ZFS pool configuration ที่ดีจะตั้งค่าให้ข้อมูลทั้งหมดอยู่บน zvol หรือ dataset ที่ได้รับการป้องกันด้วย self healing และ automated checksums ทุกบิตของข้อมูลจะถูกตรวจสอบและรักษาความถูกต้องอยู่ตลอดเวลา

ก่อนเริ่มคุณควรประเมินปริมาณข้อมูลและขนาดระบบสำรองข้อมูลให้ชัดเจน เมื่อกำหนดความจุสำรองข้อมูลและขนาด VSA ตามคู่มือการคำนวณของผู้ผลิตแล้ว คุณจะสามารถเลือกอุปกรณ์ NAS หรือระบบที่เหมาะกับโหลดงานได้ง่ายขึ้น ส่วนฝั่งโครงสร้างพื้นฐานกายภาพ หากคุณมีโฮมเซิร์ฟเวอร์หรือ NAS ตั้งในห้องเดียวกันควรกำหนดค่าแจ้งเตือนอุณหภูมิห้องให้สูงกว่าค่าเฉลี่ยปกติเล็กน้อยและเพิ่มการแจ้งเตือนความชื้นสูง แล้วปล่อยให้ NAS ดูแลอุณหภูมิฮาร์ดดิสก์ของตัวเอง วิธีนี้ช่วยให้คุณโฟกัสกับการออกแบบ RAID และ snapshot มากกว่ากังวลเรื่องการวัดอุณหภูมิทีละลูก

เตรียมสภาพแวดล้อม NAS ให้พร้อมสำหรับ RAID 6 และ ZFS

ก่อนจะตั้งค่า RAID 6 และ ZFS snapshot ให้คิดเหมือนกำลังจัดห้องให้ดิสก์อยู่สบายและตรวจสอบได้ง่าย จุดสำคัญคือการจัดการแร็คหรือชั้นวาง รวมถึงการวัดอุณหภูมิและความชื้นในห้อง ไม่ใช่ดูแค่ตัวเลขอุณหภูมิจากฮาร์ดดิสก์ เพราะนั่นเป็นเพียงสิ่งที่เกิดขึ้นแล้ว แต่ไม่ตอบว่าทำไมถึงเกิดปัญหา การใช้เซนเซอร์อุณหภูมิและความชื้นในห้องช่วยให้คุณเห็นแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงและจับปัญหาเช่นแอร์ดับหรือประตูห้องเปิดทิ้งไว้ได้เร็วกว่าการรอให้ NAS ส่งแจ้งเตือนร้อนเกินไป

คำแนะนำหนึ่งที่ใช้ได้ดีกับโฮมเซิร์ฟเวอร์คือ ตั้งค่าแจ้งเตือนอุณหภูมิบนเซิร์ฟเวอร์ให้สูงกว่าค่าเฉลี่ยของห้องเล็กน้อยและตั้งค่าแจ้งเตือนความชื้นสูง จากนั้นปล่อยให้ระบบ NAS ตรวจสอบอุณหภูมิของดิสก์เอง ระหว่างสองระดับนี้ ทั้งระดับห้องและระดับดิสก์ คุณจะได้การป้องกันตั้งแต่สภาพแวดล้อมจนถึงตัวฮาร์ดดิสก์เอง ส่งผลให้ “นมในตู้เย็นยังเย็นอยู่เพราะมีคนคอยดูประตู” ตามคำอธิบายของแหล่งข้อมูลหนึ่ง

เมื่อสภาพแวดล้อมพร้อมแล้ว ค่อยกลับมาดูฝั่งความจุและแผนระบบสำรองข้อมูล คุณต้องรู้ก่อนว่าจะเก็บข้อมูลประเภทไหน ขนาดเท่าไร และต้องการเก็บ snapshot ย้อนหลังนานแค่ไหน หลังจากนั้นค่อยใช้คู่มือจากผู้ผลิตเพื่อประมาณความจุสำรองและเลือกแพลตฟอร์ม NAS หรืออุปกรณ์จัดเก็บที่รองรับ ZFS pool configuration ได้เหมาะกับภาระงานสำรองข้อมูลของคุณ การเตรียมข้อมูลเหล่านี้ล่วงหน้าจะทำให้ขั้นตอนตั้งค่าทีหลังง่ายและไม่ต้องรื้อใหม่บ่อย

ขั้นตอนทีละข้อ: ตั้ง ZFS pool ให้พร้อมสำหรับความทนทาน

หัวใจของการป้องกันข้อมูล NAS ในระดับองค์กรคือ ZFS pool configuration ที่ออกแบบดี ทั้งเชิงโครงสร้างและเชิงฟีเจอร์ ZFS มีความสามารถด้าน self healing และ automated checksums ในทุกบิตข้อมูลที่เขียนลงดิสก์อยู่แล้ว การออกแบบ pool ที่ดีจะวางข้อมูลสำคัญไว้บน zvol หรือ dataset ที่ได้ประโยชน์จากกลไกนี้เต็มที่ เช่น ดิสก์บูตของเครื่องเสมือน ระบบสำรอง หรือข้อมูลบริการหลักทั้งหมด ซึ่งจะถูกปกป้องในลักษณะเดียวกันไม่ว่าข้อมูลนั้นเป็นไฟล์หรือบล็อก

1. กำหนดความต้องการความจุและระบบสำรองข้อมูล ใช้คู่มือคำนวณของผู้ผลิตเพื่อหาความจุสำรองที่ต้องใช้และขนาดของ VSA หรือองค์ประกอบสำรองอื่นให้เหมาะสมกับโหลดงาน
2. เตรียมฮาร์ดดิสก์ที่ผ่านการทดสอบและสภาพแวดล้อมห้องที่มีการแจ้งเตือนอุณหภูมิและความชื้น ตั้งค่าแจ้งเตือนบนโฮมเซิร์ฟเวอร์หรือ NAS ให้สูงกว่าค่าเฉลี่ยของห้องเล็กน้อยและเพิ่มการแจ้งเตือนความชื้นสูง จากนั้นให้ NAS ดูแลอุณหภูมิฮาร์ดดิสก์เอง
3. สร้าง ZFS pool บน NAS แล้วกำหนดให้ข้อมูลสำคัญ เช่น ดิสก์บูตของ VM และพื้นที่สำรองข้อมูล อยู่บน zvol ซึ่งเป็นบล็อกโวลიუმแบบเนทีฟของ ZFS เพื่อให้ได้รับการปกป้องด้วย self healing และ automated checksums เหมือนกับข้อมูลอื่นในระบบทั้งหมด
4. กำหนดโครงสร้าง dataset และ zvol เพิ่มเติมตามประเภทข้อมูล เช่น แยก dataset สำหรับข้อมูลผู้ใช้ ระบบสำรอง และข้อมูลระบบ เพื่อให้สามารถตั้งค่า snapshot และนโยบายเก็บรักษาได้ละเอียดตามความต้องการของแต่ละกลุ่ม

เมื่อทำครบขั้นตอนเหล่านี้ คุณจะได้ฐานโครงสร้าง ZFS ที่พร้อมรองรับการใช้ RAID ร่วมกับ snapshot ในการป้องกันข้อมูลแบบหลายชั้น ความพิเศษของแนวทางนี้คือแม้แต่ดิสก์บูตของเครื่องเสมือนหรืออิมเมจของซอฟต์แวร์สำรองเองก็ถูกปกป้องด้วย self healing checksums เช่นเดียวกับข้อมูลสำรองของผู้ใช้ ทำให้การเสียหายของข้อมูลไม่ลุกลามไปถึงระบบปฏิบัติการหรือแอปพลิเคชันสำรอง

เชื่อมระบบสำรองข้อมูลเข้ากับ ZFS เพื่อการกู้คืนที่มั่นใจ

เมื่อ ZFS pool configuration เสร็จสมบูรณ์ ขั้นต่อไปคือผูกระบบสำรองข้อมูลเข้ากับ NAS ให้แน่นเพื่อยกระดับการป้องกันข้อมูล NAS ให้ใกล้เคียงกับมาตรฐานองค์กร แนวคิดหนึ่งที่ใช้งานอยู่ในแพลตฟอร์มจริงคือการรันซอฟต์แวร์สำรองข้อมูลแบบ appliance เป็นเครื่องเสมือนบนแพลตฟอร์มเดียวกับที่เก็บข้อมูลหลัก ซอฟต์แวร์สำรองจะถูกติดตั้งบนอิมเมจลินุกซ์ที่แข็งแรงและรวมบทบาทสำรอง ขนส่ง และที่เก็บสำรองเข้าไว้ใน guest ตัวเดียว ทำให้ผู้ดูแลง่ายขึ้นและลดความเสี่ยงจากการตั้งค่าผิดโดยไม่ตั้งใจ

ในแนวทางนี้ ดิสก์บูตและพื้นที่เก็บข้อมูลสำรองของเครื่องเสมือนจะอยู่บน zvol ทั้งคู่และได้รับการป้องกันด้วย self healing storage และ automated checksums เช่นเดียวกับข้อมูลอื่นบนระบบเก็บข้อมูล ผลลัพธ์คือระบบสำรองข้อมูลเองก็มีความทนทานสูง ไม่ง่ายที่จะเสียหายจากบิตพลิกหรือการคอรัปต์ระดับสื่อจัดเก็บ นอกจากนี้แพลตฟอร์ม NAS สามารถทำหน้าที่เป็นระบบประสิทธิภาพสูงในระหว่างการกู้คืนแบบ Live Restore ได้ โดยส่งมอบสตอเรจทั้งแบบไฟล์และแบบบล็อกให้กับไฮเปอร์ไวเซอร์ควบคู่กับ appliance เพื่อย่นระยะเวลาการกู้คืนให้สั้นลง

ข้อดีอีกชั้นหนึ่งคือ หาก appliance สำรองข้อมูลถูกรันเป็นเครื่องเสมือนบนแพลตฟอร์ม NAS ที่รองรับความทนทานระดับสูง เครื่องนั้นจะได้แต้มต่อด้านความยืดหยุ่นเหนือกว่าการติดตั้งบนเซิร์ฟเวอร์แยกต่างหาก เพราะ checksums แบบ self healing จะป้องกันการคอรัปต์ที่ระดับสื่อจัดเก็บไม่ให้ลุกลามไปถึงระบบปฏิบัติการของ appliance เอง ทำให้โครงสร้างสำรองทั้งหมดตั้งแต่ข้อมูลผู้ใช้ไปจนถึงซอฟต์แวร์ที่ใช้กู้คืนมีภูมิคุ้มกันเพิ่มขึ้นอีกชั้น

สรุปภาพรวมการป้องกันข้อมูล NAS แบบหลายชั้น

เมื่อประกอบทุกส่วนเข้าด้วยกัน คุณจะได้ระบบป้องกันข้อมูล NAS แบบหลายชั้น เริ่มจากสภาพแวดล้อมห้องที่มีการตรวจจับอุณหภูมิและความชื้นเพื่อป้องกันปัญหาก่อนถึงตัวฮาร์ดดิสก์ เมื่อคุณตั้งค่าแจ้งเตือนที่ระดับห้องและปล่อยให้ NAS ตรวจสอบอุณหภูมิฮาร์ดดิสก์เอง ระดับการเฝ้าระวังจากห้องถึงดิสก์จะช่วยให้โครงสร้างพื้นฐานเย็นและนิ่งเหมือน “ประตูตู้เย็นที่มีคนคอยมองอยู่ตลอดเวลา”

บนโครงสร้างนั้น ZFS pool configuration ที่ใช้ zvol เป็นที่เก็บดิสก์บูตและพื้นที่สำรองข้อมูลจะได้รับการป้องกันด้วย self healing storage และ automated checksums ในทุกบิต ทำให้ทั้งข้อมูลสำรองและตัวซอฟต์แวร์สำรองเองมีภูมิคุ้มกันต่อการคอรัปต์ นอกจากนี้เมื่อคุณใช้แพลตฟอร์ม NAS เป็นฐานให้กับระบบสำรองข้อมูลแบบ appliance ระบบเดียวกันยังสามารถทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มประสิทธิภาพสูงในระหว่างการกู้คืนแบบ Live Restore ช่วยลดเวลาการหยุดชะงักของบริการได้ด้วย

ภาพรวมแล้ว แนวทางนี้คุ้มค่าสำหรับใครที่เก็บข้อมูลงานสำคัญหรือให้บริการภายในองค์กรบน NAS เพราะได้ทั้งการป้องกันจากฮาร์ดแวร์ล้มเหลว การคอรัปต์ของข้อมูล และมีแพลตฟอร์มที่ช่วยให้การกู้คืนเป็นเรื่องที่ควบคุมได้ สิ่งที่ต้องระวังคือการวางแผนความจุและการตั้งนโยบาย snapshot ให้สอดคล้องกับการใช้งานจริง เพื่อไม่ให้พื้นที่สำรองเต็มเร็วเกินไปในอนาคต