Miért szükségesek az adatközpontok szinkron mérései?
Miért szükségesek az adatközpontok szinkron mérései?
Manapság egyre nagyobb mennyiségű adatot kell kezelni egyre nagyobb sávszélességű és kis késleltetésű hálózatokban, egyre nagyobb adatközpontokban, és az adatatok elosztottan állnak rendelkezésre az adatközpontok között.
Milyen esetekben kell pontos időzítés:
- Az adatbázisok elosztottan állnak rendelkezésre, és ezeket szinkronizálni kell, ehhez tudni kell, hogy „A” tranzakció „B” előtt történt vagy után. Ehhez nagyon pontos szinkronizáció szükséges
- Az alkalmazásoknak és az alkalmazott technológiáknak is szinkronizációra van szükségük
- A rendszerek low-cost-os beépített oszcillátorokkal rendelkeznek, amelyeket időről-időre korrigálni kell
- A pénzügyi rendszereknek is pontos szinkronizációra van szükségük, például a számlázás is a pontos időbélyegen (timestamp) alapul, vagy az egyéb pénzügyi alkalmazások, mint a Blockchain vagy a kriptovaluták is nagy pontosságot igényelnek a több tranzakció miatt
- A root-cause vagy akár az AI analízisek is sokkal pontosabb esemény timestamp-eket kívánnak meg
- Az adatközpontban elhelyezkedő 5G infrastruktúrának is pontos időzítésre van szüksége
- A jövőben több adat fog keresztül menni az adatközpontokon például az IoT, a Broadcast, az Okosvárosok folytán, emiatt is szükséges a pontosabb időzítés
Miért szükséges a tesztelés most?
A tranzakciók nagyobb száma nagyobb pontosságot igényel a tranzakciók sorrendjének a meghatározásában ("A" vagy "B" volt előbb). Például ha 1 tranzakció történik másodpercenként ahhoz 0,5 másodperces pontosság szükséges, ha ennek száma 100 ezerre növekszik másodpercenként, akkor viszont már 5µs pontosság szükséges.
A fentiekből kitűnik, hogy a széles körben alkalmazott NTPd 100ms-os pontossága már nem elég, az új igényeknek megfelelően át kell térni az 1µs pontosságra, ezért az időzítés és szinkronizáció sokkal kritikusabb lesz az adatközpontok számára. Az NTPd-ről át kell térni a precízebb NTP és PTP-re. A 100ms-os pontosságot nem szükséges hitelesíteni, viszont az 1µs pontosságot már igen. Ezért a tesztelés ebben az esetben elengedhetetlen.
A Gartner kutatásai szerint 2022-re a mostani 40%-ról 70%-ra fog növekedni az adatközponton vagy cloud-on kívül keletkező adatoknak az aránya. Jobb adatszinkronizáció esetén kevesebb újraírás és adatátvitel szükséges, ami nagyobb rendszer-stabilitással és alacsonyabb költségekkel jár.
Miért nem használnak GPS-t az adatközpontokban a szinkronizációhoz?
Az adatközpontokban most is használnak GPS-ből származó időszinkronizációt, de ennek használata nagyon bonyolult. A GPS jel bevitele sem könnyű, de annak szétosztása még nehezebb feladat és nagyon költséges. Az adatközpontokban a GPS telepítése túl komplex feladat és sok probléma forrása, az NTP és PTP sokkal megbízhatóbb megoldás az adatközpontok számára.
Szinkronizáció működése az adatközpontban
A GNSS rendszerből származó idő az adatközpontban NTP vagy PTP segítségével kerül szétosztásra.
Az adatközponti hálózatok nagy adatátviteli sebességgel rendelkeznek, általában 10G/40G vagy annál nagyobb sebességű linkek jellemzők IPv4 vagy IPv6 címzéssel. A legnagyobb kihívást az okozza, ha az NTP-t akarjuk mérni 10G sebességen, IPv6 címzéssel. Erre a mérésre kiválóan alkalmazható a Calnex Sentinel műszere.
Az alábbi ábrán az NTP hálózatot láthatjuk a Facebook adatközpontjában:
Működése:
- A GNSS biztosítja a referenciát az első rétegű (S1) NTP szervernek.
- A 2., 3., 4., ..... síkon elhelyezkedő NTP szerver számára az S1 NTP szerver biztosítja a referenciát, nem pedig a GNSS.
- Minden szerver és kliens képes 1 pps jel kiadására.
Méréstechnikai kihívások
Az új NTP követelmények túlmutathatnak a régen alkalmazott megvalósításokon, ezért nehéz bizonyítani az idő és fázis pontosságát. Mivel a GNSS nem érhető el az adatközpont minden pontján a méréseket GNSS hozzáférés nélkül kell elvégezni.
Példa: A GNSS az S1 szervernek biztosít referenciát - tehát a teszteléshez a tesztelő eszköz referenciáját az S1 szerverhez kell állítani, és ezt a referenciát kell "magával vinnie" a többi mérési pontra.
Mi erre a Calnex megoldása? Mérési folyamat bemutatása
A Sentinel hordozható szinkronmérő műszernek 1pps referenciajelet biztosítunk az S1-től, majd holdover (+/-100ns biztosítása 10 órán keresztül a beépített rubídium oszcillátonak köszönhetően) üzemmódban tudunk NTP és 1pps szinkronminőséget tesztelni az adatközpont különböző fizikai pontjain.
Minden mérés párhuzamosan történik:
- 2 teszt-interfész a csomagoknak (2 x független Pseudo NTP/PTP kliensek)
- 2 teszt-interfész az óraszinkronnak (2 x független 1 pps mérések)
Kiváló referencia a Facebook adatközpontjaiban az NTP projekthez (Chrony) kapcsolódó teszt, amit Calnex Sentinel műszerrel végeztek. Bővebben az alábbi linken olvashatnak róla:
https://engineering.fb.com/production-engineering/ntp-service/
