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OpenVMS マニュアル


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OpenVMS V7.3-2
ライブラリ

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目次
まえがき
第 1 章:システム構成の概要
第 2 章:ビジネス要件とアプリケーション要件の決定
第 3 章:システムの選択
第 4 章:インターコネクトの選択
第 5 章:ストレージ・サブシステムの選択
第 6 章:SCSI と Fibre Channel ストレージに対するマルチパスの構成
第 7 章:ストレージ・インターコネクトとしての Fibre Channel の構成
第 8 章:可用性を目的とした OpenVMS Cluster の構成
第 9 章:可用性とパフォーマンスを目的とした CI OpenVMS Cluster の構成
第 10 章:スケーラビリティを目的とした OpenVMS Cluster の構成
第 11 章:システム管理の手法
付録 A :インターコネクトとしての SCSI
付録 B :MEMORY CHANNEL 技術概要
付録 C :CI-to-PCI アダプタ (CIPCA) サポート
付録 D :マルチサイト OpenVMS Cluster
索引
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OpenVMS Cluster 構成ガイド


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第 9 章
可用性とパフォーマンスを目的とした CI OpenVMS Cluster の構成

CI (クラスタ・インターコネクト) OpenVMS Cluster システムの構成方法はさまざまです。この章では,可用性とパフォーマンスの両方を最大限に活用できる CI OpenVMS Cluster の構成方法について説明します。説明で紹介する構成例は,段階的に複雑になっていきます。それぞれの説明の後では各構成を比較して解析します。これらの構成では,クラスタ規模が非常に大きくなっても,その可用性,I/O パフォーマンス,ストレージの接続性のニーズに応じてスケールを拡張できる基本的な手法を説明します。

9.1 CI 構成要素

CI は,OpenVMS Cluster システム同士や OpenVMS Cluster システムとストレージ間の通信が行われるラジアル・バスです。CI は,以下の構成要素からなります。

  • CI ホスト・アダプタ

  • HSJ ストレージ・コントローラまたは HSC ストレージ・コントローラ
    HSJ ストレージ・コントローラまたは HSC ストレージ・コントローラは,オプションですが,通常は組み込まれています。

  • CI ケーブル
    CI の 2 本の独立パスのそれぞれに (パス A とパス B),送受信ケーブル・ペア。

  • スター・カプラ
    これは,CI に接続された OpenVMS ノードと HSC コントローラまたは HSJ コントローラ間の信号の共通接続ポイントとしてサービスを提供するパッシブ・デバイスです。スター・カプラは,完全に独立し,電気的に隔てられた 2 つの "パス・ハブ"です。各 CI パス・ハブは,ロー・パワー信号だけを搬送するトランスフォーマしか組み込まれていないので非常に高い信頼性を備えています。

可用性とパフォーマンスは,どちらも構成要素の追加で強化できます。可用性を目的として追加する構成要素は,障害が発生した構成要素が実行すべき作業を引き受けることのできる冗長構成要素として構成します。パフォーマンスを目的として追加する構成要素は,他の構成要素と並列動作できるように構成します。

可用性とパフォーマンスのどちらも軽視できない状況はめずらしくありません。この節では,この両方の目的を達成するための手法を説明します。

9.2 構成の前提

以下に示す構成の前提は,次のとおりです。

  1. MSCP サービス対応が有効である。

  2. Volume Shadowing for OpenVMS がインストールされている。

  3. パフォーマンスについては,次のとおりである。

    1. CI ホスト・アダプタは CIPCA か CIXCD である。
      従来の CI アダプタ・モデルは非常に低速である。

    2. CI ストレージ・コントローラは HSJ50 である。
      HSJ50 と比べて HSJ40 は幾分低速であり,HSC モデルは,さらに低速である。



9.3 構成 1

図 9-1 に示す構成 1 に,単一点障害の要因はありません。 I/O パフォーマンスは,スター・カプラの帯域幅で制限されます。

図 9-1 同じ CI に接続された冗長 HSJ とホスト CI アダプタ (構成 1)




9.3.1 構成要素

図 9-1 に示す CI 構成の構成要素は次のとおりです。

構成要素 説明
ホスト 1,ホスト 2 デュアル CI 対応の OpenVMS Alpha ホストまたは VAX ホスト。

解説: どちらかのホストに障害が発生しても引き続きシステムを運用できます。平常時は,両方のホストのフル・パフォーマンスを活用できます。

CI 1-1, CI 1-2,CI 2-1, CI 2-2 ホスト別のデュアル CI アダプタ。

解説: CI アダプタのどちらかのホストに障害が発生しても,残ったホストと HSJ ストレージ・コントローラまでの CI 接続を維持できます。

スター・カプラ 2 個のパス・ハブを持つ 1 つのスター・カプラ・キャビネット。スター・カプラは,パス当たり 1 本の送受信ケーブル・ペアで CI ホスト・アダプタと HSJ ストレージ・コントローラに冗長接続されています。

解説: パス・ハブと接続ケーブルのどちらに障害が発生しても,残った CI パスでフル CI 接続を続行します。両方のパスが使用できる場合は,その両方を組み合わせた帯域幅がホスト間とホストストレージ・コントローラ間のデータ通信に利用できます。

HSJ 1, HSJ 2 シングル StorageWorks キャビネットにデュアル HSJ ストレージ・コントローラ。

解説: ストレージ・コントローラのどちらかに障害が発生しても残ったコントローラが 2 つの HSJ が共用する SCSI バスにより,すべてのディスクの制御を引き受けます。両方のコントローラを使用できる場合,それぞれがディスクの一部のサービスをするように割り当てることができます。こうして,両方のコントローラの I/O 速度/秒と帯域幅のキャパシティをクラスタに活かすことができます。

SCSI 1, SCSI 2 HSJ ペア間に接続された共用 SCSI バス。

解説: どちらの HSJ ストレージ・コントローラからも,共用 SCSI 上の各ディスクまでのアクセスを提供します。これにより当該バス上のディスクのデュアル・ポート化を実装します。

ディスク 1, ディスク 2, ... ディスク n-1,ディスク n 重要なディスクは,共用 SCSI バスにより,HSJ ペア間でデュアル・ポート化されている。

解説: どちらかの HSJ に障害が発生しても,障害の発生した HSJ が制御していたディスクの制御を残った HSJ が引き受けます。

シャドウ・セット n によるシャドウ・セット 1 重要なディスクは,別の共用 SCSI に接続されているもう 1 つのディスクによりシャドウ化されている。

解説: 接続先のディスクと SCSI バスのどちらか,または両方に障害が発生しても,残ったシャドウ・セット・メンバを利用できます。両方のディスクが利用できる場合,それらを組み合わせた READ I/O キャパシティと READ データ帯域幅キャパシティをクラスタで利用できます。



9.3.2 長所

この構成の長所は次のとおりです。

  • 全ノードがストレージ領域を直接アクセスできる。

  • 拡張性が高い。

  • CI は基本的にデュアル・ポート化されている。

  • 単独の障害でクラスタが使用できなくなることがない。

  • CI アダプタに障害が発生したり,その両方のパスが使用できなくなると, OpenVMS は自動的にすべての I/O トラフィックとクラスタ・トラフィックを,残った CI アダプタにフェールオーバします。

  • ディスクが HSJ コントローラ間でデュアル・ポート化されている。HSJ に障害が発生したり,HSJ からスター・カプラまでの両方のパスが利用できなくなると,自動ディスク・フェールオーバが実行されます。

  • 冗長ストレージ・コントローラでディスクを 2 つのストレージ・コントローラ間で分割することにより,パフォーマンスに余裕を生み出せる。
    ディスクを HSJ ストレージ・コントローラに割り当てるには,SYS$EXAMPLES で提供される OpenVMS Prefer ユーティリティを使用するか,IO$_SETPRFPATH 修飾子と IO$M_FORCEPATH 修飾子で $QIO コールを発行するか,HSJ の SET_PREFERRED コマンドを使用します (最後の方法はあまり推奨できる方法ではありません。使用するのはこの構成だけにしてください)。

  • 重要なディスクは,別々の SCSI バス上にシャドウ・セット・メンバでシャドウ化されている。

  • 読み取り I/O の負荷はシャドウ・セット・メンバ間で自動的にバランス調整され,パフォーマンスが最適化される。

  • 最も経済的である。



9.3.3 短所

この構成の短所は次のとおりです。

  • ホストごとにセカンド CI アダプタを設けてもパフォーマンスに貢献することが少ない。

  • 両方の HSJ で 1 つの CI の帯域幅を共用しなくてはならない。

  • CI パス・ハブやパス・ケーブルに障害が発生すると,障害が発生した構成要素を利用しているすべての CI 構成要素が利用できる帯域幅が半減する。

  • スター・カプラや接続ケーブルに物理的な損傷が発生すると,CI 全体が使用不可になり,クラスタを使用できなくなることが多い。

  • StorageWorks キャビネットに物理的な損傷が発生すると,クラスタを使用できなくなる。



9.3.4 可用性とパフォーマンスの主な強化手法

この構成には次のような強化手法が組み込まれています。

  • すべての構成要素が二重化されている。

  • 冗長ストレージ・コントローラが組み込まれている。

  • この構成には,単一点障害の要因がない。

  • デュアル・ポート化とボリューム・シャドウイングにより,別々の HSJ コントローラに重要なディスクの複数のコピーが提供される。

  • 全ノードが全記ストレージ領域に対する直接アクセスを共用している。

  • あるノードに障害が発生しても,クォーラム・ディスクにより,残ったノードで処理を続行できる (あるいは少なくとも 3 個のノードを使用できる)。



9.4 構成 2

冗長 HSJ,ホスト CI アダプタ,CI を備えた 図 9-2 の構成には電気的な単一点障害の要因がありません。2 つのスター・カプラにより,I/O パフォーマンスと可用性は構成 1 を上回っています。

図 9-2 冗長 CI に接続された冗長 HSJ とホスト CI アダプタ (構成 2)




構成 2 の構成要素は次のとおりです。

パート 説明
ホスト 1, ホスト 2 デュアル CI 対応の OpenVMS Alpha ホストまたは VAX ホスト。

解説: どちらかのホストに障害が発生しても,システムは処理を続行できます。正常時には,両方のホストのフル・パフォーマンスをアプリケーションに使用できます。

CI 1-1, CI 1-2,CI 2-1,CI 2-2 各ホストにデュアル CI アダプタ。アダプタ CI 1- n は,CI n に接続されたホスト 1 の CI アダプタ。以下同様。

解説: どちらかのホストの CI アダプタに障害が発生しても,そのホストと他のホストや HSJ ストレージ・コントローラとの CI 接続が維持されます。ホスト上の各 CI アダプタは,別々のスター・カプラに接続されています。障害がなければ,両方の CI アダプタのフル・データ帯域幅と I/O 通信速度/秒のキャパシティをホストで利用できます。

スター・カプラ 1, スター・カプラ 2 2 つのスター・カプラ。それぞれ独立したパス・ハブ・セクションを 2 つ持つ。各スター・カプラは,パス別の送受信ケーブルのペアで CI ホスト・アダプタと HSJ ストレージ・コントローラに冗長接続されている。

解説: パス・ハブや接続ケーブルに障害が発生しても,残った CI パスにより,その CI のフル接続が維持されます。パスが切断されても障害が発生したパスに接続されているストレージ・コントローラとホスト・アダプタで利用できる帯域幅だけの影響に留まります。すべてのパスが使用できる場合は, 両方の CI を組み合わせた帯域幅を使用できます

HSJ 1, HSJ 2 シングル StorageWorks キャビネットにデュアル HSJ ストレージ・コントローラを格納。

解説: どちらかのストレージ・コントローラに障害が発生しても, 2 つの HSJ 間で共用されている SCSI バスにより,障害が発生したコントローラが制御していたディスクの制御を残ったコントローラが引き受けます。両方のコントローラを使用できる場合,それぞれにディスクのサブセットのサービス担当を割り当てることができます。これにより,両方のコントローラの I/O 通信速度/秒と帯域幅とのキャパシティをクラスタで利用できます。

SCSI 1, SCSI 2 HSJ ペア間に接続されている共用 SCSI バス。

解説: どちらかの共用 SCSI バスに障害が発生しても,HSJ ストレージ・コントローラから各ディスクへのアクセスは,残った共用 SCSI バスにより確保されます。これで,当該バスのディスクのデュアル・ポート化を実装しています。

ディスク 1, ディスク 2,... ディスク n-1,ディスク n 重要なディスクは,共用 SCSI バスにより, HSJ ペア間でデュアル・ポート化されている。

解説: どちらかの HSJ に障害が発生しても,障害の発生した HSJ が制御していたディスクの制御を残った HSJ が引き受けます。

シャドウ・セット n によるシャドウ・セット 1 重要なディスクは,別の共用 SCSI に接続されているもう 1 つのディスクによりシャドウ化される。

解説: 接続先のディスクと SCSI バスのどちらか,または両方に障害が発生しても,残ったシャドウ・セット・メンバを利用できます。両方のディスクが利用できる場合,それらを組み合わせた READ I/O キャパシティと READ データ帯域幅キャパシティをクラスタで利用できます。



9.4.2 長所

構成 2 には,構成 1 の長所の他,以下の長所があります。

  • スター・カプラ・キャビネットやその接続ケーブルにローカルな障害が発生しても,CI はフルに利用できることが多い。

  • HSJ に障害が発生したり,HSJ からスター・カプラ・ホストまでの両方のパスが失われても,残った HSJ がすべてのデュアル・パス・ディスクの制御を引き受ける。

  • HSJ との接続を失ったホストをアクセスできないディスクに対し,接続を維持しているホストが自動的に MSCP サービスを提供する。

  • ホストが HSJ との接続を失うと,デュアル・パス・ディスクを別のフル・ホスト接続がある HSJ に切り替えることができる。
    ホストがアクセスできない HSJ 上のディスクは,フル・ホスト接続できる HSJ に再割り当てできます。これはオペレータ・コマンドや DCL,またはその他,接続ロスを監視するプログラムで行います。ディスクを他のストレージ・コントローラに割り当てるには, SYS$EXAMPLES で提供される Prefer ユーティリティを使用するか,IO$_SETPRFPATH 修飾子や IO$M_FORCEPATH 修飾子とともに $QIO コールを発行するか,接続できない HSJ の電源を切ります (最後の方法はあまり望ましい方法ではありません)。
    この構成で HSJ SET_PREFERRED コマンドを使用するのは望ましく ありません。ホスト PREFER や IO$_SETPRFPATH 修飾子で無効にできないからです。デバイスを別の HSJ に割り当てる新しい SET_PREFERRED コマンドは,先の SET_PREFERRED コマンドでデバイスを割り当てた HSJ の電源をいったん切ってから入れなおすまでは有効になりません。



9.4.3 欠点

構成 2 には,以下のような短所があります。

  • ホスト CI アダプタに障害が発生しても,またホストとのフル接続を維持している他の HSJ にディスクが自動的にフェールオーバされることが ない
    ホスト CI アダプタに障害が発生しても,MSCP サービスが有効になっていれば,残った OpenVMS システムは,HSJ のディスクから,障害が発生したアダプタを持つホストまでのサービスを開始します。

  • スター・カプラや接続ケーブルに物理的な損傷が発生すると,CI 全体が使用不可になり,クラスタを使用できなくなることが多い。

  • StorageWorks キャビネットに物理的な損傷が発生すると,クラスタを使用できなくなることがある。

  • 構成 1 よりも経費がかかる。



9.4.4 可用性とパフォーマンスの主な強化手法

構成 2 には,構成 1 の手法の他に,以下の手法が加えられています。

  • セカンド CI により冗長性が強化されている。

  • セカンド CI ケーブルとスター・カプラが物理的に隔てられている。



9.5 構成 3

CI 構成では,パス A とパス B の両 CI ケーブル,およびそれぞれの接続パス・ハブを物理的に分離して可用性を高めています。これにより,機械的な事故やローカルな損傷など,両パスを損なうような事故の可能性が大幅に減りました。この構成を 図 9-3 に示します。

図 9-3 冗長コンポーネントとパス分離スター・カプラ(構成 3)


構成 3 は,電気的には構成 2 と変わりありません。ただし,パス A ケーブルとパス B ケーブルが両方の CI で分かれています。CI 1 と CI 2 に接続されている 2 本のパス A ケーブルは,どちらもスター・カプラ・キャビネットに接続されていますが,そのキャビネット内では別々の CI パス・ハブに接続されています。

同じく,両方の CI に至るパス B ケーブルは,スター・カプラ・キャビネット B の異なる CI パス・ハブに接続されています。パス固有のスター・カプラ・キャビネットと接続パス・ケーブルは,できるだけ離すようにします。たとえば,スター・カプラ・キャビネット同士をコンピュータ室の端と端に配置すれば,パス A ケーブルとパス B ケーブルが別々の経路をたどるように CI ケーブルを配線できます。

注意

構成 3 のパスの分離方法 ( 図 9-3 ) は,構成 1 ( 図 9-1 ) にも適用できます。この場合,各スター・カプラ・キャビネットには,パス・ハブが 1 個しかありません。CI のパス A ケーブルは,スター・カプラ A のパス・ハブに接続します。同じくパス B ケーブルは,スター・カプラ B に接続します。


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