Статья также доступна на украинском (перейти к просмотру).

Оглавление

• VPS хостинг – основные понятия и технологические решения
• Технологии хранения и доступа к данным
• Типы накопителей
• Интерфейсы доступа к данным, хранящимся на носителях
• Технологии хранения данных
• Решения FREEhost.UA
• VPS-серверы
• Организация доступа к данным и хранилищам
• Резервное копирование
• Организация сервисной поддержки пользователей

Виртуальный выделенный сервер (VPS) хостинг – это неотъемлемая часть интернет-мира. Это решение предоставляет веб-разработчикам и предпринимателям гибкость и надежность для хранения данных и запуска веб-приложений. Поэтому мы решили раскрыть некоторые секреты конфигурации нашей технологической платформы, которая обеспечивает работу VPS-серверов и позволяет сохранять большие объемы информации. Но прежде предлагаем разобраться в терминах и базовых понятиях этой сложной отрасли знаний.

VPS хостинг – основные понятия и технологические решения

Облачный хостинг VPS (Virtual Private Server) является одним из вариантов услуг хостинга дата-центра FREEhost.UA, он предусматривает выделение заказчику отдельного виртуального сервера для обеспечения работы веб-сайта или других дополнительных потребностей. В отличие от наиболее распространенного виртуального хостинга этот вариант отличается значительно большим уровнем стабильности в работе, защищенности и независимости от других серверов или веб-сайтов виртуального хостинга. Это связано с использованием технологии виртуализации, позволяющей на одной физической машине разместить до нескольких десятков таких серверов, принципы управления которыми мало чем отличаются от отдельных выделенных серверов – физических машин.

Однако здесь есть свои «подводные камни». К примеру, в том, что касается полной независимости от «соседей», размещенных на одной машине. Полную независимость могут иметь не все виды виртуальных серверов, а только те, у которых виртуализация обеспечивается аппаратным путем, так называемая аппаратная виртуализация. В этом случае операционная система имеет собственное независимое ядро, что, например, позволяет Администратору выполнять любые действия, в том числе и обновление самого ядра. Все запускаемые процессы также будут под полным контролем системы, не допуская какого-либо вторжения извне.

Существует множество технологических решений для указанного типа виртуализации, однако наиболее известной технологией является KVM (Kernel-based Virtual Machine), которая поддерживает работу таких ОС, как Windows, FreeBSD, Centos и всех систем семейства Debian. Серверы, построенные на указанной технологии, называются VDS (Virtual Dedicated Server), что полностью соответствует их назначению и функциям. Именно такой тип виртуальной машины можно назвать классическим.

Укажем здесь на внешние признаки виртуального сервера, построенного на базе технологии KVM, полностью совпадающих со своим физическим аналогом:

• Отдельный выделенный IP-адрес;
• Независимый канал передачи данных;
• Администраторское управление (ROOT-доступ);
• Отдельные порты;
• Выбор операционной системы;
• Набор гарантированных машинных ресурсов;
• Возможность изменения и/или расширения конфигурации.

Как видно, указанные свойства полностью совпадают с чертами физического сервера. Даже что касается возможностей по расширению. Принципиально VPS может иметь те же объемы машинных ресурсов, как и его физический аналог, только это будет дороже стоить. Но даже в этом случае аренда такой виртуальной машины обойдется значительно дешевле, чем аренда реального сервера.

Для случая не очень жестких требований к независимости работы веб-ресурса, на рынке хостинг-услуг присутствуют VPS, построенные на технологии виртуализации, которая обеспечивается на уровне ОС, так называемая программная виртуализация. Здесь ядро ??ОС является общим и, соответственно, полной независимости и стабильности выделенных ресурсов не имеет. Однако для некоторых типов проектов этого бывает достаточно, чтобы полноценно работать.

Технологии хранения и доступа к данным

Во всем мире на рынке Интернет-услуг набирает обороты волна развития услуг, связанных с виртуализацией. Это касается не только использования уже рассмотренных нами виртуальных серверов, но и многих других направлений – облачное хранение данных (Google document), виртуальные онлайн-сервисы для запуска веб-приложений (PythonAnywhere) и многие другие. Объединяет все эти направления наличие общих проблем, касающихся организации быстрого доступа, обновления и хранения данных.

Решить эти проблемы можно только путем объединения аппаратных и программных решений.

Типы накопителей

Традиционным решением долгое время было использование для работы с данными дисковых накопителей типа HDD (Hard Disk Drive), основным узлом которого являются постоянно вращающиеся механические диски при считывании или записи данных. Принцип записи информации – магнитный. Само собой, устройство, использующее механические узлы в возрасте нанотехнологий обречено на небытие. Так случилось с HDD. Он уже почти исчез с использования и является технически и морально устаревшим. Однако справедливости ради следует указать, что некоторые его преимущества полезны даже сейчас. Это, прежде всего, значительный показатель ресурса по допустимому количеству считываний/записи информации и небольшая стоимость хранения больших объемов данных.

Можно отметить появление дисковых накопителей нового поколения типа SSD (Solid-State Drive), которые, в отличие от HDD, используют флеш память, а не магнитные носители, и, соответственно, имеют на порядок большие показатели скорости и эффективности хранения данных. Однако этого недостаточно, если не обеспечить высокоскоростной интерфейс доступа и эффективную модель хранения больших объемов данных. SSD могут использоваться с разными типами интерфейсов, и чем он совершеннее, тем досконально работает накопитель.

Существует также промежуточный вариант накопителей, так называемые гибридные устройства или SSHD (Solid-State Hybrid Drive). Они совмещают преимущества устройств типа HDD и SSD, исправляя при этом их недостатки. К примеру, для организации кэша в них используется флеш память, а для хранения больших объемов данных возможности HDD-технологии.

Интерфейсы доступа к данным, хранящимся на носителях

Интерфейсы накопителей являются важнейшим элементом всей системы доступа и использования данных. Они, в частности, определяют такие характеристики, как скорость обмена данными между накопителем и материнской платой, допустимое количество подключаемых устройств и многие другие. Для этого очень принципиально наличие эффективно работающего интерфейса, по другому все достоинства современного накопителя сойдут на нет.

Для дисковых накопителей старого образца (HDD) наиболее популярен интерфейс PATA (Parallel ATA) – параллельный интерфейс, допускающий подключение нескольких устройств к одной шине. И, хотя, это, казалось бы, является преимуществом, однако одновременно исключает вероятность одновременной работы нескольких устройств, что, в конце концов, приводит к значительным задержкам в работе.

Усовершенствованным вариантом PATA является SATA (Serial ATA) – последовательный интерфейс, решающий некоторые проблемы предыдущего варианта, в частности, что касается одновременной работы нескольких устройств. Здесь на одной шине может работать только одно устройство, всегда находящееся «на связи». SATA также решает задачу "горячего" подключения устройств, начиная с SATA Revision 1.0. И, хотя, с каждой новой ревизией интерфейс постоянно совершенствуется, однако границы пропускной способности здесь принципиально ограничены в случае использования устройств нового поколения, таких, например, как SSD. Например, столь популярная версия SATA Revision 3.0 способна обеспечить пропускную способность только в пределах 600 МB/с, что по нынешним меркам не является значительным показателем. Однако интерфейс постоянно развивается и поддерживается многими моделями материнских плат и поэтому имеет шанс еще некоторое время продержаться в лиге наиболее удачных аппаратных решений.

Наиболее удачным решением на сегодняшний день является интерфейс NVMe (Non-Volatile Memory Express), специально разрабатываемый для работы с накопителями типа SSD. Его пропускная способность достигает значений в 3500 МВ/с и выше, что в шесть раз больше, чем у SATA. Такие показатели достигаются, в частности, благодаря использованию механизма обработки очередей, оптимизированного для работы с многоядерными процессорами, что значительно повышает степень параллелизма при работе с накопителями нового поколения.

Технологии хранения данных

Как уже отмечалось, для эффективной работы с большими объемами данных, кроме оптимизированного интерфейса, не менее важно иметь оптимальную модель хранения информации, которая решала бы, в частности, следующие вопросы:ь зберігання інформації, котра б вирішувала, зокрема, наступні питання:

• Компактность хранения;
• Защита и быстрое обновление после сбоев;
• Разгрузка сети, то есть избегание передачи избыточной информации.

Для решения указанных вопросов было создано несколько современных моделей хранения данных, наиболее перспективными из которых являются:

• RAID (Redundant Array of Independent Disks);
• CEPH или SDS (Software-Defined Storage);
• ZFS (Zettabyte File System).

Модель RAID предусматривает избыточность хранимых данных. Каким образом она обеспечивается, это уже неважно. Классическим вариантом здесь является использование механизма зеркалирования данных, когда один и тот же набор данных дублируется с помощью нескольких устройств. В случае сбоя или выхода из строя одного устройства в автоматическом режиме осуществляется переключение на другое, чем достигается гарантированный уровень надежности. Скорость считывания информации при этом значительно увеличивается за счет одновременной работы нескольких носителей одних и тех же данных. Среди недостатков такого подхода можно отметить значительную стоимость оборудования и значительную меньшую скорость записи информации по сравнению с считыванием, и это понятно.

CEPH формально представляет собой сетевую файловую систему, которая олицетворяет собой современный подход к использованию данных, когда все строится на основе различных типов сетей и файловых систем. Именно поэтому она имеет самый высокий уровень совместимости с Linux-подобными ОС. Она гибкая, дешевая и неприхотливая, что позволяет создавать целые кластеры с множеством узлов с высокоскоростным доступом к данным. И поэтому, скорее всего, перспектива именно за ней.

ZFS по факту представляет собой уникальную файловую систему, способную объединить возможности файловой системы, модели RAID и обеспечить управление томами с большими объемами данных. Это позволяет, в частности, в динамике изменять объемы выделенного дискового пространства, то есть непосредственно в процессе работы. Также одной из особенностей модели является параллельное исполнение считывания и записи информации на носитель.

Решения FREEhost.UA

Мы стараемся идти в ногу со временем и внимательно следим за изменениями в среде предоставления хостинг-услуг. Такая наша позиция уже много лет позволяет нам удерживать наиболее требовательных клиентов и постоянно наращивать свой интеллектуальный и технический потенциал.

Чтобы быть объективными, приведем здесь технологические решения, которые в настоящее время использует наша компания.

VPS-серверы

Для построения виртуальных машин мы используем технологическую платформу на базе всемирно известного продукта ProxmoxVE (Proxmox Virtual Environment) , что позволяет создавать аппаратно реализуемые VPS-серверы с KVM-виртуализацией, обеспечивающие высокий уровень надежности и независимости от других виртуальных серверов. Платформа интегрирует в себя Linux-контейнеры и KVM-гипервизор и позволяет выбирать разные типы современных моделей хранения данных – CEPH и ZFS.

Для удобства и расширения возможностей при использовании VDS, мы даем возможность выбирать среди 25 различных шаблонов для автоматического создания виртуального сервера. Шаблоны включают почти все известные ОС семейства Linux/Unix и постоянно обновляются нами с целью обеспечения актуальности версий ПО.

Мы даем возможность клиентам выбирать местоположение VPS-серверов. В настоящее время доступны варианты размещения в Украине и Польше. Однако, в перспективе, перечень стран будет расти, о чем мы будем информировать вас на своем сайте.

Организация доступа к данным и хранилищам

Для предоставления возможности выбора нашими клиентами наиболее оптимального варианта системы доступа и хранения данных для своих проектов, мы предлагаем принципиально разные и современные конфигурации для различных тарифных планов:

• SSD с интерфейсом NVMe на основе модели хранения данных типа RAID;
• SSD со стандартным интерфейсом SATA на основе модели хранения данных типа CEPH.

Особенности конфигурации SSD – NVMe – RAID1:

• 2-х кратная репликация данных;
• Скорость считывания данных больше, чем в случае единственного носителя.

Особенности конфигурации SSD – SATA – SDS:

• 3-х кратная репликация данных;
• Возможность миграции виртуальной машины между нодами в режиме live.

Каждая из указанных конфигураций имеет свои преимущества и недостатки. К примеру, главным и единственным недостатком первого варианта является немного большая стоимость. Для второго варианта характерна меньшая скорость доступа к данным в соответствии с возможностями интерфейса, однако гибкость, расширяемость и надежность модели хранения CEPH делает конфигурацию достаточно интересной для многих веб-проектов, тем более что тарифы для распределенного хранилища у нас базовые. Такая конфигурация позволяет, например, быстро запустить виртуальную машину на другой ноде кластера в случае проведения профилактических работ или сбоя.

Например, в Таблице 1 приведены технические данные, касающиеся скорости считывания и записи информации на хранилищах нашего кластера, организованных на базе указанных конфигураций.

Разница между скоростями считывания и записи для любой конфигурации обусловлена ??необходимостью дублирования данных, то есть их запись на несколько физических носителей. При считывании же параллельно используется весь набор носителей, что значительно уменьшает время обращения.

В условиях средней нагрузки разница в работе обеих конфигураций хранилищ почти не заметна, что объясняется кэшированием данных и наличием высокоскоростных сетевых интерфейсов (10Gb/s), которыми оборудованы ноды. Разница в скорости ощущается только в условиях значительной нагрузки, характерной для высоконагруженных проектов.

Отдельно хотим указать дополнительную услугу предоставления отдельных хранилищ данных (storage). Здесь мы используем стандартные SSD диски большой емкости, что делает допустимые размеры хранилища довольно значительными. Для цели хранения данных слишком быстрый доступ избыточен, а небольшая цена увеличивает эффективность его использования.

Более подробные технические параметры для каждого из наших хостинг-планов можно просмотреть в соответствующем описании на нашем сайте.

Резервное копирование

Вопрос резервного копирования данных достаточно значительный, особенно при работе с финансовой информацией – банковские операции, финансовая отчетность и другие подобные. Поэтому мы, как и любые другие цивилизованные хостинг-провайдеры, уделяем этому вопросу больше внимания. Для организации системы копирования данных мы используем технологическую платформу той же компании Proxmox под названием Proxmox Backup Server. Ее отличными качествами по сравнению со многими другими решениями являются, в частности, следующие:

• Полная совместимость с системой ProxmoxVE;
• Поддержка инкрементации (копирование только внесенных изменений, а не вся информация);
• Шифрование данных;
• Дедуплицированное копирование (не копируется избыточная информация, а только уникальная).

Ежедневно производится бекап VPS-сервера, который хранится в течение 14 дней без дополнительной оплаты.

Копии производятся в автоматическом режиме, что не предполагает вмешательства владельца виртуального сервера или его представителя.

Организация сервисной поддержки пользователей

Техническая поддержка для любого тарифного плана предоставляется круглосуточно. Специалисты всегда на связи и готовы помочь в решении возникающих проблем или ответить на интересующие клиентов вопросы.

Мы не работаем формально по шаблону – оплата, а затем услуга или помощь, а оказываем помощь здесь и сейчас, даже если она не оплачена. Например, это может касаться настроек бекапов, мелкого администрирования сервера или помощи в случае сбоя в работе VPS.

Кроме того, мы всегда готовы выслушать ваши предложения относительно совершенствования того или иного момента нашего сотрудничества. Ждем ваших обращений и предложений!

Подписывайтесь на наш телеграм-канал https://t.me/freehostua, чтобы быть в курсе новых полезных материалов.

Смотрите наш канал Youtube на https://www.youtube.com/freehostua.

Мы в чем-то ошиблись, или что-то пропустили?

Напишите об этом в комментариях на сайте и в телеграм-канале. Мы с удовольствием ответим и обсудим Ваши замечания и предложения.

Дата: 18.10.2023 Автор: Александр Ровник #backup#cloud#linux#proxmox

Голосование 1 2 3 4 5