Kết hợp RAID phần cứng và phần mềm (ZFS)

Chào anh em, hôm nay mình muốn chia sẻ một chủ đề khá thú vị khi triển khai hệ thống lưu trữ phân tán Lustre — đó là cách xử lý khi một số node có RAID phần cứng, còn một số khác thì không có.

Giả sử anh em triển khai một cluster Lustre gồm nhiều node (ví dụ 5 node) và không phải node nào cũng được trang bị card RAID phần cứng (RAID controller). Vậy có thể mix giữa RAID phần cứng và phần mềm (như ZFS) được không? Câu trả lời là hoàn toàn được, miễn là chúng ta hiểu đúng cách Lustre tương tác với các backend storage.

🎯 Tổng quan về Lustre và Storage Backend

Trong hệ thống Lustre, có 3 thành phần chính:

• MGS: Management Server – quản lý metadata và cấu hình của các OST.
• MDT: Metadata Target – lưu thông tin metadata (file name, permission…).
• OST: Object Storage Target – lưu trữ dữ liệu thật của file.

Mỗi thành phần này thường chạy trên một node riêng hoặc node kiêm nhiệm và phía dưới là một loại storage backend — có thể là:

• RAID phần cứng (Hardware RAID)
• RAID phần mềm (Software RAID như ZFS, MDADM…)
• Đĩa đơn (ít khuyến khích trong production)

🧠 Vấn đề đặt ra

Giả sử cluster của bạn có cấu hình node như sau:

Vậy có thể mix được không?

✅ Câu trả lời: CÓ, nhưng cần lưu ý

Lustre hỗ trợ nhiều loại backend filesystem cho MDT/OST như:

• ldiskfs (truyền thống, tương tự ext4)
• ZFS (hiện đại, có tích hợp RAID, snapshot, checksumming…)

Bạn có thể sử dụng ZFS làm backend cho OST hoặc MDT, miễn là kernel và Lustre của bạn hỗ trợ.

🔧 Ví dụ thực tế

⚙️ Node có RAID cứng

• Node: node1
• RAID controller cấu hình RAID 6
• 6 ổ đĩa SAS gộp lại thành /dev/sda
• Lập MDT hoặc OST trên phân vùng này bằng ldiskfs hoặc xfs:

mkfs.lustre --ost --backfstype=ldiskfs --fsname=myfs --mgsnode=10.237.7.71@tcp /dev/sda1

⚙️ Node không có RAID cứng – dùng ZFS

• Node: node2
• Có 6 ổ đĩa riêng lẻ: /dev/sdb – /dev/sdg
• Gộp thành pool RAIDZ2 bằng ZFS:

zpool create -f ost_pool raidz2 /dev/sd[b-g]
zfs set compression=off ost_pool
zfs create -o mountpoint=/lustre/ost1 ost_pool/ost1

• Tạo OST trên ZFS:

mkfs.lustre --ost --backfstype=zfs --fsname=myfs --mgsnode=10.237.7.71@tcp ost_pool/ost1

📊 Sơ đồ minh hoạ cluster hỗn hợp RAID

+---------------------+       +---------------------+       +---------------------+
|       node1         |       |       node2         |       |       node3         |
|  RAID cứng /dev/sda |       |  ZFS (raidz2)       |       |  RAID cứng /dev/sda |
|  /dev/sda1 -> OST1  |       |  ost_pool/ost1      |       |  /dev/sda1 -> OST3  |
+---------------------+       +---------------------+       +---------------------+

        \                          |                          /
         \                         |                         /
          +-----------------------------------------------+
          |              Lustre Filesystem (myfs)         |
          +-----------------------------------------------+

                          ^
                          |
              +----------------------+
              |        MGS           |
              |   (trên node bất kỳ)|
              +----------------------+

📝 Lưu ý khi triển khai hỗn hợp

• ZFS yêu cầu module kernel tương thích với Lustre (ví dụ Lustre 2.15.x + ZFS 2.1.x)
• Nên disable ZFS compression, dedup khi dùng với Lustre.
• Nếu dùng HA (Pacemaker), cần mount ZFS đúng cách bằng zpool import trước.
• Tránh mix OST của cùng filesystem (myfs) trên nhiều loại backend nếu không test kỹ – ví dụ OST1 là ZFS, OST2 là ext4 – tuy được hỗ trợ nhưng nên cẩn trọng.

Khi sử dụng HA Pacemaker trong môi trường Lustre, việc mix giữa RAID phần cứng và RAID phần mềm (ZFS) vẫn hoàn toàn khả thi, nhưng sẽ cần một số chú ý quan trọng về cách cấu hình HA và quản lý tài nguyên trên các node, đặc biệt là khi các node sử dụng các loại backend khác nhau (RAID phần cứng và ZFS).

🧠 Các yếu tố cần xem xét khi triển khai HA Pacemaker với Lustre

• Quản lý tài nguyên (resources):
  • Với Pacemaker, bạn sẽ phải quản lý tài nguyên của Lustre như MGS (Management Server), MDT (Metadata Target) và OST (Object Storage Target). Điều này có thể phức tạp nếu bạn mix giữa các backend khác nhau.
  • Đối với các node sử dụng RAID phần cứng, bạn có thể cấu hình RAID cứng và file system (ldiskfs hoặc xfs) cho MDT/OST.
  • Đối với các node sử dụng ZFS, bạn cần cấu hình các pool ZFS và đảm bảo rằng ZFS đã được tích hợp tốt với Lustre để tạo các OST hoặc MDT.
• Quản lý tài nguyên HA với Pacemaker:
  • Nếu bạn đang triển khai HA cho MGS, MDT, hoặc OST, bạn cần tạo các resource trong Pacemaker để đảm bảo rằng dịch vụ của Lustre có thể failover giữa các node khi cần.
  • Ví dụ, bạn có thể cấu hình MGS chạy trên một node có RAID phần cứng và khi failover, dịch vụ này sẽ chuyển sang node khác (có thể là dùng ZFS).
• Ưu điểm và bất lợi khi mix RAID cứng và ZFS trong HA:
  • Ưu điểm:
    • ZFS sẽ cho phép bạn tận dụng các tính năng mạnh mẽ như snapshot, checksum và khả năng quản lý RAID mềm.
    • RAID cứng sẽ mang lại hiệu năng cao, đặc biệt khi sử dụng các card RAID mạnh mẽ.
    • Có thể dễ dàng scalability trong việc mở rộng và cấu hình lại hệ thống, đặc biệt là khi bạn muốn tối ưu hiệu suất với ZFS trong khi vẫn sử dụng RAID phần cứng cho một số node khác.
  • Bất lợi:
    • Quản lý failover và failback có thể phức tạp, đặc biệt nếu các backend khác nhau (ZFS và RAID phần cứng) không được cấu hình chính xác với Pacemaker.
    • Một số tính năng của RAID cứng như hot-spare disk sẽ không tương thích hoàn toàn với ZFS.
    • Nếu sử dụng ZFS, bạn sẽ cần đảm bảo rằng các node sử dụng ZFS có thể chia sẻ pool và dataset một cách chính xác khi failover.

🚀 Cách cấu hình HA Pacemaker cho Lustre với mix RAID cứng và ZFS

• Cấu hình MGS, MDT và OST với Pacemaker:
  • Bạn cần cấu hình các resources trong Pacemaker cho các tài nguyên Lustre:
    • MGS: Quản lý metadata toàn bộ cluster.
    • MDT: Lưu trữ metadata của file system.
    • OST: Lưu trữ các object dữ liệu của file.
• Cấu hình resource cho ZFS và RAID:
  • Ví dụ: Giả sử bạn có một node với RAID phần cứng và một node khác dùng ZFS, bạn sẽ cần cấu hình resource cho Pacemaker như sau:
  pcs resource create Lustre-MGS ocf:heartbeat:Filesystem \ device="/dev/sda1" directory="/lustre/mgs" fstype="xfs" op monitor interval="30s" pcs resource create Lustre-MDT ocf:heartbeat:Filesystem \ device="/dev/sdb1" directory="/lustre/metadata" fstype="xfs" op monitor interval="30s" pcs resource create Lustre-OST ocf:heartbeat:Filesystem \ device="/dev/sdc1" directory="/lustre/ost1" fstype="xfs" op monitor interval="30s"
  • ZFS có thể cấu hình dưới dạng một resource riêng biệt:
  pcs resource create Lustre-OST-ZFS ocf:heartbeat:Filesystem \ device="ost_pool/ost1" directory="/lustre/ost1" fstype="zfs" op monitor interval="30s"
• Cấu hình DRBD (Distributed Replicated Block Device) hoặc ZFS replication (nếu cần thiết):
  • Nếu bạn cần replication dữ liệu giữa các node, bạn có thể sử dụng DRBD hoặc cấu hình ZFS replication để sao lưu dữ liệu giữa các node có ZFS.
• Tạo các failover:
  • Bạn cần cấu hình các failover constraints để chỉ định node nào sẽ chạy các dịch vụ MGS, MDT, OST khi node chính gặp sự cố. Pacemaker sẽ giúp chuyển tài nguyên giữa các node này một cách tự động.

🖼️ Sơ đồ minh hoạ HA Pacemaker với RAID phần cứng và ZFS

+---------------------+      +----------------------+
|    Node với RAID    |      |       Node với ZFS    |
|   (RAID phần cứng)  |      |   (RAIDZ2, ZFS Pool)  |
|      MGS, MDT       |      |    OST, MDT ZFS       |
+---------------------+      +----------------------+
         |                          |
         +--------------------------+
               Pacemaker HA
           (Failover tự động)

Như vậy việc sử dụng HA Pacemaker để quản lý Lustre với mix RAID phần cứng và ZFS hoàn toàn khả thi, nhưng bạn cần chú ý một số điểm quan trọng:

• Cấu hình tài nguyên (resource) chính xác trong Pacemaker.
• Kiểm tra tính tương thích của các backend khác nhau (ZFS và RAID phần cứng).
• Quản lý failover giữa các node sử dụng các backend khác nhau.

📌 Kết luận

Việc mix giữa RAID phần cứng và phần mềm (ZFS) trong cùng Lustre cluster hoàn toàn khả thi, đặc biệt khi:

• Bạn muốn tận dụng phần cứng có sẵn.
• Một số node không có RAID controller nhưng vẫn cần tính năng RAID.
• Bạn muốn tính linh hoạt và hiệu năng cao của ZFS.

Miễn là bạn setup đúng cách, Lustre sẽ không phân biệt backend là gì — nó chỉ cần một thiết bị có thể mount và tạo OST/MDT được là ổn.