Wat is MPIO?

In de huidige datagestuurde wereld is het van cruciaal belang om een hoge beschikbaarheid en optimale opslagprestaties te garanderen. Zonder betrouwbare opslag kunnen applicaties traag worden, transacties mislukken en bedrijven tot stilstand komen.

Multipath Input/Output (MPIO) is een technologie die aanzienlijk bijdraagt aan deze doelen door meerdere fysieke paden te bieden tussen de opslagapparaten en de hostcomputersystemen. MPIO begrijpen is essentieel voor IT-professionals die hun opslaginfrastructuur willen optimaliseren en de betrouwbaarheid van data willen verbeteren.

In dit artikel worden de werking, voordelen en implementatie van MPIO in opslagsystemen besproken.

Wat is MPIO?

Multipath Input/Output (MPIO) is een techniek die wordt gebruikt in storage area networks (SAN's) om meerdere fysieke paden te bieden, zoals Fibre Channel , iSCSI, of InfiniBand , van de hostservers naar de opslagapparaten. Het primaire doel hiervan is om de fouttolerantie en -prestaties te verbeteren door gebruik te maken van meerdere paden voor dataoverdracht. Als één pad uitvalt, leidt de MPIO de I/O-bewerkingen automatisch om naar een ander beschikbaar pad, waardoor continue toegang tot de opslagbronnen wordt gegarandeerd.

Multipath I/O creëert verschillende redundante paden tussen de host en het opslagapparaat. Deze paden kunnen gelijktijdig worden gebruikt om de belasting in evenwicht te brengen of op stand-by staan om het over te nemen als het actieve pad uitvalt. Deze redundantie zorgt ervoor dat de dataoverdracht ononderbroken en efficiënt blijft.

Hoe werkt MPIO?

MPIO werkt achter de schermen om de dataoverdracht tussen opslagapparaten en servers te optimaliseren door twee belangrijke mechanismen te gebruiken:

• Load balancing: Stelt u zich alle datapaden in een systeem voor als een multilane snelweg. MPIO distribueert I/O-verzoeken (dataverkeer) over alle beschikbare paden zoals auto's met behulp van meerdere rijstroken. Door de belasting te spreiden, worden knelpunten op elk pad vermeden, wat leidt tot snellere dataoverdrachtssnelheden. Op dezelfde manier worden alle beschikbare paden effectief gebruikt, waardoor de totale netwerkbandbreedte die beschikbaar is voor opslagverkeer wordt gemaximaliseerd.
• Failover: Zie failover als een back-uproute. Als een pad defect raakt (zoals een baansluiting op de snelweg), leidt MPIO het dataverkeer automatisch om naar een ander operationeel pad. Dit gebeurt naadloos, met minimale verstoring van applicaties of gebruikers die toegang hebben tot de opslag.

Voordelen van MPIO

MPIO biedt verschillende voordelen die de prestaties, betrouwbaarheid en beheerbaarheid van het opslagsysteem aanzienlijk verbeteren. Enkele van deze voordelen zijn:

• Verbeterde prestaties: Door meerdere paden te gebruiken voor dataoverdracht, kan MPIO mogelijk de beschikbare bandbreedte verdubbelen in vergelijking met een enkele padinstelling. Dit resulteert in snellere dataoverdrachtssnelheden en verbeterde algehele prestaties van het opslagsysteem, wat vooral gunstig is voor toepassingen die snelle datatoegang vereisen, zoals databases, virtuele machines en videobewerkingssoftware.
• Betrouwbaarheid en fouttolerantie: Met meerdere beschikbare paden vermindert MPIO het risico op één enkel storingspunt aanzienlijk. Als één pad uitvalt, schakelt het systeem naadloos over op een alternatief pad zonder de service te onderbreken. Dit fail-safe ontwerp zorgt voor continue toegang tot data, minimaliseert downtime en maakt MPIO ideaal voor bedrijfskritische toepassingen waar zelfs kleine verstoringen duur kunnen zijn.
• Schaalbaarheid en flexibiliteit: MPIO biedt een schaalbare opslagoplossing. U kunt eenvoudig nieuwe opslagcontrollers of host bus adapters (HBA's) toevoegen met extra paden, en het systeem integreert ze automatisch voor betere prestaties en redundantie. Deze flexibiliteit maakt het gemakkelijker om de opslagcapaciteit uit te breiden en de prestaties te verbeteren naarmate uw behoeften aan dataopslag toenemen.
• Vereenvoudigd beheer: In sommige gevallen kan MPIO het opslagbeheer vereenvoudigen door één enkele interface te bieden om alle paden tussen hosts en opslagapparaten te beheren.
• Verminderde kabelcomplexiteit: MPIO kan (soms) helpen de kabelverwarring te verminderen door minder fysieke kabels te gebruiken om redundantie te bereiken in vergelijking met het gebruik van afzonderlijke kabels voor elk pad.

MPIO vs. andere opslagtechnologieën

MPIO is slechts een van de vele technieken en technologieën die worden gebruikt om de prestaties van opslagsystemen te optimaliseren. Gewoonlijk worden sommige van deze technologieën samen met MPIO gebruikt om een robuuste opslaginfrastructuur te creëren.

MPIO vs. RAID

RAID (redundante array van onafhankelijke schijven) en MPIO zijn erop gericht de betrouwbaarheid en prestaties van data te verbeteren, maar ze werken op verschillende niveaus. RAID biedt redundantie en prestatieverbetering op schijfniveau. Dit wordt bereikt door meerdere fysieke schijven te combineren in één logische eenheid. RAID biedt voordelen zoals verbeterde leesprestaties door striping en redundantie door mirroring of pariteitsschema's.

Daarentegen werkt MPIO op padniveau. Het zorgt voor meerdere redundante paden voor dataoverdracht tussen het hostsysteem en het opslagapparaat. Terwijl RAID zich richt op dataredundantie en -snelheid binnen een opslagarray (bestaande uit de schijven), zorgt MPIO voor connectiviteitsredundantie en load balancing over het gehele opslagnetwerk, inclusief de verbindingen tussen de servers en het opslagsysteem.

MPIO vs. HBA

Een Hostbusadapter (HBA) is een hardwarecomponent die de fysieke verbindings- en dataoverdrachtsmogelijkheden biedt tussen een hostsysteem (server) en een opslagnetwerk. HBA's zijn essentieel voor het aansluiten van servers op opslagapparaten zoals disk arrays of SAN's.

Hoewel HBA's de basis vormen voor dataoverdracht, bouwt MPIO hierop voort door meerdere paden te beheren en te zorgen voor failover en load balancing. Eenvoudig gezegd neemt MPIO de ruwe verbinding die door de HBA wordt geleverd en voegt het intelligentie toe, waardoor het dataoverdrachtsproces betrouwbaarder en efficiënter wordt. MPIO vormt een aanvulling op HBA's door redundantie en betrouwbaarheid toe te voegen aan de dataoverdrachtspaden.

MPIO implementeren

Afhankelijk van uw besturingssysteem kunt u MPIO als volgt implementeren:

Windows Server

• MPIO-functie installeren

  • GUI-methode: Open Server Manager en navigeer naar Rollen en functies toevoegen. Ga door de wizard, selecteer Multipath I/O onder Functies en volg de instructies op het scherm.
  • PowerShell-methode: Gebruik de volgende opdracht in een PowerShell-venster met beheerdersrechten:

$ Install-WindowsFeature -Name Multipath-IO

• Schakel MPIO in voor specifieke apparaten:

  • Open de "Computermanagement"-console en navigeer naar Opslag > Schijfbeheer.
  • Klik met de rechtermuisknop op uw opslagapparaat en selecteer Eigenschappen.
  • Ga naar het tabblad "MPIO" en vink het vakje aan om multipath I/O in te schakelen.
  • U kunt op dit tabblad het beleid voor padselectie en failover-instellingen verder configureren.

• MPIO configureren:

Gebruik de mpclaim-opdracht om apparaten te configureren voor multipath I/O .

$ mpclaim -r -i -a ""

U kunt de Pure Storage FlashArray-gidsen raadplegen voor een rondleiding over het opzetten van multipathing op een Windows-server.

Linux

• Multipath-tools installeren:

Voor Debian/Ubuntu Linux-distro's voert u de volgende opdracht uit in een terminal met sudo-rechten:

$ sudo apt-get install multipath-tools

Voor Red Hat /CentOS:

$ sudo yum install multipath-tools

• Multipath configureren:

Bewerk het bestand /etc/multipath.conf om de multipath-configuratie te definiëren. Deze stap is optioneel en wordt alleen aanbevolen voor geavanceerde gebruikers of gebruikers die specifieke configuraties nodig hebben.

• Multipathing-service inschakelen:

Start en schakel ten slotte de multipathd service in met behulp van de volgende commando's in een terminal met sudo-rechten:

$ sudo systemctl enable multipathd
 $ sudo systemctl start multipathd

Best practices voor MPIO-configuratie

Het optimaliseren van uw MPIO-configuratie speelt een cruciale rol bij het maximaliseren van de voordelen ervan. Hier zijn enkele best practices om in gedachten te houden:

• Prioriteit geven aan paden: U kunt padprioriteit configureren om ervoor te zorgen dat kritieke paden worden gebruikt voor dataoverdracht. Dit is vooral belangrijk voor opslagapparaten met bedrijfskritische applicaties.
• Load balancing-algoritmen: Kies het juiste load-balancing algoritme op basis van uw workload en storage array mogelijkheden. Enkele veel voorkomende opties zijn round-robin, de minste wachtrijdiepte en gewogen paden.
• Monitor de gezondheid van het pad: Controleer regelmatig de gezondheid en prestaties van alle beschikbare paden. De meeste besturingssystemen bieden tools om de padstatus te bekijken en potentiële problemen te identificeren. Vroegtijdige detectie van padproblemen kan helpen om prestatievermindering of -uitval te voorkomen.
• Test failover: Wacht niet op een echte storing. Test periodiek de failover-functionaliteit om ervoor te zorgen dat MPIO naadloos overschakelt op een gezond pad als een primair pad uitvalt. Deze proactieve tests helpen een hoge beschikbaarheid van data te behouden en downtime te minimaliseren.
• MPIO-drivers bijwerken: Houd uw MPIO-drivers up-to-date. Driver-updates omvatten vaak bugfixes en prestatieverbeteringen voor MPIO-functionaliteit.
• Begin eenvoudig: Als u nieuw bent bij MPIO, begin dan met basisconfiguratieopties zoals het inschakelen van MPIO en het gebruik van standaardinstellingen. Naarmate u ervaring opdoet en uw opslagomgeving beter begrijpt, kunt u meer geavanceerde configuratieopties verkennen, zoals padprioritering en aangepaste algoritmen voor load balancing.

Conclusie

MPIO is een belangrijke technologie voor het verbeteren van de prestaties, betrouwbaarheid en schaalbaarheid van opslagsystemen. Door meerdere paden voor dataoverdracht te bieden, zorgt MPIO voor continue toegang tot data, zelfs in het geval van een padstoring. Het implementeren van MPIO volgens best practices kan uw opslaginfrastructuur aanzienlijk optimaliseren. 

Voor geavanceerde opslagoplossingen, bekijk Pure Storage ® ActiveCluster™ en Pure Protect™ //DRaaS voor verbeterde databeschikbaarheid en disaster recovery mogelijkheden.