HCI Veri Yolu ve Failure Domain

Ön koşul: hypervisor/VM sınırları, network ve storage veri yolları, IOPS/throughput/latency, replication, erasure coding ve failure domain kavramlarını açıklayabilmelisin. Bu dersin sonunda HCI’yi tek kutu gibi değil compute, sanal network, dağıtık storage, metadata/control ve yönetim düzlemlerinin birleşimi olarak çizecek; bir guest write/read işlemini fiziksel medya ve kopyalara kadar izleyecek; veri yerleşimi ile gerçek host/rack/site topolojisini eşleştirecek; quorum, rebuild ve bakım durumlarını uygulama sonucu ile sınayabileceksin. Yaklaşık 30 dakika anlatı, 16 dakika uygulama ve 10 dakika kontrollerdir. Ürün sürümü, minimum node, ağ ve koruma limitleri güncel üretici belgesiyle doğrulanır.

Hyperconverged infrastructure compute, storage, network ve yönetim yeteneklerini ortak node’lar ve yazılım tanımlı bir kontrol katmanında birleştirir. Aynı fiziksel node VM çalıştırırken yerel diskleri dağıtık havuza sunabilir. Bu yakınlık kablolama ve operasyonu sadeleştirebilir; buna karşılık CPU, memory, NIC, switch, disk ve yazılım servisleri aynı hizmet yolunda daha sıkı bağlanır. “Üç node var, sistem yedekli” cümlesi bu bağımlılıkları kanıtlamaz. Bir guest write, uygulama ve guest filesystem’den sanal disk/controller’a, hypervisor veya storage istemcisine ve dağıtık veri servisine ulaşır. Politika veriyi replica veya erasure-code shard’larına ayırabilir; parçalar başka node’lara storage network üzerinden gönderilir. Acknowledgement’ın hangi noktada döndüğü, kaç kopya ya da shard’ın kalıcı hale geldiği ve cache’in güç kaybında davranışı durability sözleşmesidir. Yerel disk hızlı olsa bile uzak kopya, switch queue veya metadata kararı write latency’yi belirleyebilir. Read yolu veri yerelliği, cache ve placement’a göre yerel ya da uzak node’dan gelebilir. Cache hit, locality ve sıkıştırma sonucu workload’a bağlıdır; satış varsayımı olarak sabitlenmez. Bir VM başka hosta taşındığında compute ile verinin fiziksel yakınlığı değişebilir. HCI performansı bu nedenle yalnız disk modeliyle açıklanmaz; guest queue, vCPU scheduling, host memory, storage service CPU’su, NIC, fabric, medya ve arka plan işleri aynı zaman çizgisinde incelenir. Yönetim ekranı, metadata/control quorum ve veri yolu ayrı etkilere sahip olabilir. Yönetim arayüzü kaybolurken çalışan I/O sürebilir; cluster map veya quorum kaybı yeni placement ve write kabulünü etkileyebilir; bir disk kaybı ise veri hâlâ erişilebilirken rebuild trafiği başlatabilir. Her düzlemin detection, karar, veri ve recovery bağımlılığı açıkça yazılır.

Dağıtık storage mantıksal nesne veya blokları placement birimlerine eşler; bunları fiziksel cihaz, host, rack ya da site üzerinde politika ile dağıtır. Ceph CRUSH örneğinde fiziksel topoloji hiyerarşisi ve kurallar birlikte veri yerleşimini belirler; object önce placement group’a, ardından OSD’lere eşlenir. Her HCI ürünü aynı mekanizmayı kullanmaz, fakat karar sorusu aynıdır: veri parçaları hangi algoritma ve güncel cluster state ile hangi failure domain’lere konuyor? Replication birden çok tam kopya, erasure coding ise veri ve parity shard’ları kullanabilir. “İki kopya” veya “k+m” tek başına erişilebilirlik ve usable kapasite sonucu değildir. Placement’ın kaç bağımsız domain’e yayıldığı, write quorum/ack kuralı, izin verilen eşzamanlı kayıp, degraded halde yeni yazma ve yeniden koruma için gereken boşluk belirlenir. Snapshot ve backup bu korumanın eş anlamlısı değildir; aynı cluster hatası, kimlik veya silme olayı hepsini etkileyebilir. Topology etiketi fiziksel gerçekle uyuşmalıdır. Farklı host olarak kaydedilen node’lar aynı rack PDU, top-of-rack switch veya upstream yolu paylaşabilir. Rack etiketi yanlışsa yazılım kopyaları bağımsız sanarken ortak güç kaybı bütün parçaları götürebilir. Site ayrımı da latency, bandwidth, partition ve witness/quorum tasarımını değiştirir. Envanter etiketi ile kablo, güç ve fiziksel yerleşim sahada doğrulanır. Placement dengesi yalnız kapasite yüzdesi değildir. Device ağırlığı, pool politikası, hotspot, metadata, cache, VM locality ve arka plan rebalance davranışı sonuç üretir. Node veya disk eklendiğinde veri hareketi başlar; bu hareket üretim I/O’suyla aynı CPU, network ve medyayı paylaşabilir. Büyüme planı steady-state kadar rebalance süresini ve performans etkisini de ölçer.

Failure domain, tek olayın birlikte etkileyebileceği kaynak kümesidir. Device, controller, node, chassis, rack, switch, PDU, oda ve site farklı domain olabilir. HCI’de bir node kaybı compute kapasitesini, o node’daki storage parçalarını ve yeniden koruma trafiğini aynı anda etkiler. Bu bağlı etki, geleneksel ayrık compute ve storage yaklaşımından farklı bir kapasite zarfı doğurur. N+1 yalnız VM’lerin CPU/RAM’ini değil storage service overhead’i, degraded I/O ve rebuild’i de taşımalıdır. Quorum, hangi katılımcıların cluster state veya write ilerlemesi hakkında geçerli karar verebildiğini belirler. Replica sayısı, data quorum, control/metadata quorum ve witness aynı kavram değildir. Network partition’da iki tarafın da yazmayı sürdürmesi split-brain ve tutarsızlık riski yaratabilir; güvenli sistem bir tarafı durdurabilir. Bu durma veri kaybı değildir, fakat uygulama erişilebilirliğini etkiler. Müşterinin CAP teoremi ezberinden çok gerçek partition davranışını ve recovery prosedürünü bilmesi gerekir. Kayıp sonrası durumlar ayrılır: healthy, degraded-but-available, unavailable, rebuilding/rebalancing ve restored. Degraded halde veri okunabilir olsa da ikinci kayba tolerans azalmış olabilir. Rebuild süresi yalnız kopyalanacak TB bölü bandwidth değildir; kaynak seçimi, küçük blok/metadata, foreground I/O, throttle, failure domain ve kapasite doluluğu etkiler. Yeni donanım gelme süresi ve operasyon onayı da risk penceresine eklenir. Heartbeat ve health alarmı gerçek servis kabulü değildir. Kontrollü deney disk, storage process, NIC, switch yolu, node ve mümkünse rack senaryolarını kapsar. VM restart/migration, read/write p99, timeout, data consistency, quorum state, rebuild başlangıç/bitiş ve ikinci kayba kalan tolerans aynı kayıtta tutulur. Fault injection üretici desteği ve güvenli test ortamı olmadan yapılmaz.

Arven 200 VM’i altı HCI node’una taşımayı değerlendirir. İlk taslakta toplam core, RAM ve raw disk kapasitesi vardır; guest write acknowledgement, storage service CPU/memory payı, east-west storage trafiği, replica/shard placement, rack bağımsızlığı, quorum ve rebuild süresi yoktur. “Bir node kaybında çalışır” ifadesi compute, data ve protection durumlarını karıştırır. Ekip üç kanıt görünümü üretir. Veri yolu görünümü ERP, dosya ve analitik sınıfları için guest queue’dan kalıcı parçalara write/read yolunu; steady-state ve backup/rebuild sırasında CPU, network ve medya ölçülerini gösterir. Yerleşim görünümü her policy’nin device-host-rack-site dağılımını gerçek PDU ve switch topolojisiyle eşler. Durum görünümü healthy, degraded, unavailable, rebuilding ve fully protected geçişlerini süre ve owner ile kaydeder. Kabul senaryoları normal/tepe, backup çakışması, tek disk, storage process, uplink, node, rack yolu ve network partition’dır. Her senaryoda uygulama p99/throughput, VM restart, write/read erişimi, consistency, quorum, kalan koruma, rebuild/rebalance ve ikinci kayıp toleransı ölçülür. Bakımda bir node çıkarıldığında aynı zarf yeniden çalıştırılır. Ürün dokümanındaki minimumlar Arven’in workload kabulü yerine geçmez. Karar paketi HCI seçeneğini geleneksel shared storage veya başka mimariyle iş sonucu, dayanıklılık, operasyon, büyüme ve maliyet açısından kıyaslamaya hazırlar; bu ders ürün seçmez. Son derste node sayısı, N+1/N+2, usable kapasite, network, büyüme, lifecycle, migration, lisans/TCO ve koşullu öneri bu kanıt üzerinde tamamlanacaktır.

Son ders bu kanıt paketini nicel ve operasyonel karara dönüştürür. Normal, tepe, bakım, node/rack kaybı ve rebuild zarfından node sayısı, CPU/RAM, usable ve rebuild-ready kapasite, network headroom ile N+1/N+2 yaklaşımı çıkarılacak; scale-up/scale-out büyüme, firmware/software yaşam döngüsü, rolling upgrade, migration, lisans/TCO ve kabul planı koşullu öneride birleştirilecektir.