리소스를 생성하고 삭제하기 까지의 전반적인 관리작업과 구성파일의 주요 설정에 대해 설명합니다.

리소스 생성

리소스 생성은 앞 절에서 설명한 리소스 구성파일을 준비하는 작업입니다. 구성파일을 작성했다면 리소스를 생성한 것으로 간주합니다. bsr 에서는 이 과정을 사용자가 수작업으로 수행해야 하며 이를 위한 별도의 CLI 나 API 는 제공 되지 않습니다.

한 번 구성파일을 작성하여 리소스가 생성되면 구성파일이 삭제 되기 전 까지는 해당 리소스가 생성된 상태로 계속 유지되고, 구성파일을 삭제해야 만 노드 상의 리소스를 완전히 삭제할 수 있습니다.

메타 초기화

리소스가 생성되면 최초 기동을 위해 메타디스크를 초기화 해야 합니다. 메타 디스크의 초기화는 다음의 명령으로 수행합니다.

>bsradm create-md r0
initializing activity log
NOT initializing bitmap
Writing meta data...
New bsr meta data block successfully created.

메타초기화는 복제를 위해 필요한 부가 정보들을 메타디스크 상에서 초기화하는 작업으로 리소스를 최초 기동하기 전 한번 만 수행하면 됩니다. 만일 메타를 초기화 하지 않고 리소스를 기동할 경우 비정상적인 운영상황이 되므로 주의해야 합니다.

메타초기화가 완료되면 리소스를 기동할 준비가 된 상태 입니다.

리소스 기동

bsradm up 명령을 통해 리소스를 기동할 수 있습니다. up 은 내부적으로 다음의 과정을 순차적으로 수행하여 리소스를 기동합니다.

• 리소스를 위한 메모리, 작업자 쓰레드 등의 자원을 할당합니다.

• 복제 볼륨을 적재하고 구성파일에 지정된 옵션들을 리소스에 설정합니다.

• 네트워크를 통해 상대편 노드와 연결합니다.

>bsradm up r0
>bsradm status r0
r0 role:Secondary
  disk:Inconsistent
  node0 role:Secondary
    peer-disk:Inconsistent

리소스 할당

리소스를 위한 메모리와 작업자 쓰레드들을 할당하고 초기화 합니다.

볼륨 적재

리소스에 구성된 볼륨을 복제볼륨으로 적재(attach)하고 메타디스크의 정보를 조회하여 로드하고 구성파일에 설정된 옵션들을 적용합니다. 볼륨의 적재는 별도의 attach 명령으로도 개별 수행할 수 있습니다.

복제 연결

적재된 볼륨을 피어노드의 리소스 볼륨과 연결합니다. 연결이 수립되면 복제 상태는 Established 가 되고 복제를 시작하기 위한 대기상태가 됩니다. 만일 피어 노드가 연결을 아직 준비하고 있지 않았다면 로컬의 리소스는 연결 시도 중(Connecting) 상태를 유지합니다. 복제 연결은 개별 connect 명령으로도 수행할 수 있습니다.

리소스 up 의 과정이 위 절차에 따라 순차적으로 모두 수행되었을 때 리소스 기동에 대한 성공으로 간주 합니다. 리소스 기동의 과정 중 일부 절차가 실패할 경우 리소스 기동이 중단될 수 있습니다. 이럴 경우 리소스의 상태를 확인하고 bsr 로그와 에러 메시지 등을 통해 문제를 파악할 수 있습니다.

승격

리소스는 Primary 또는 Secondary 역할을 가질 수 있습니다. Primary 역할의 리소스는 볼륨 장치에 제한 없이 접근하여 데이터를 읽고 쓸 수 있지만 Secondary 역할의 리소스는 사용자 계층으로부터의 볼륨장치로의 접근이 완전히 차단되고 Primary 로 부터 수신한 데이터만 장치에 반영하는 역할을 수행합니다.

리소스가 기동되었을 때 기본 역할은 Secondary 이며 사용자 명령에 의해 Primary 역할로 전환할 수 있습니다. 이것을 승격(promote)이라고 합니다.

bsrdadm primary <resource>

초기 동기화

리소스가 초기 기동된 상태에서는 디스크의 상태가 양 노드 Inconsistent 상태이며 이 상태는 기본적으로 디스크를 승격할 수 없는 상태 입니다. 따라서 리소스에 대한 최초 승격은 강제옵션으로 승격하고 강제승격 이후 자동적으로 초기 동기화로 이어집니다. 강제 승격은 다음과 같이 수행합니다.

bsrdadm primary --force <resource>

강등

Primary 역할에서 Secondary 역할로 전환하는 것을 강등이라고 합니다.

bsradm secondary <resource>

마운트 해제와 리소스 강등은 bsr의 명령 동작 중 가장 부하가 큰 작업으로 Secondary 로 역할을 전환하는 것과 함께 복제 계류 중인 데이터들을 타깃 측으로 모두 반영하는 작업을 수반합니다. 이는 복제 소스와 타깃 간의 데이터 정합성을 일치시키기 위한 기본 동작 구조로, 강등이 완료된 시점의 Primary 와 Secondary 간의 데이터 정합성을 보장하는 동작입니다. 따라서 마운트 해제, 강등을 수행하는 절차에선 복제 계류중인 데이터를 타깃에 모두 반영하는데 따르는 일정 정도의 대기시간을 염두에 두어야 합니다.

리소스 중지

bsradm down 명령을 통해 리소스를 중지할 수 있습니다. down 은 리소스 앞서 설명한 up 과정의 역순에 따라 중지가 수행하고 만약 리소스가 승격된 상태 였다면 강등을 먼저 수행합니다. 즉 리소스 강등, 복제 단절, 볼륨 분리(detach), 리소스 해제의 순으로 down 합니다.

bsradm down <resource>

리소스 강등

리소스가 승격된 상태였다면 먼저 강등을 수행합니다.

복제 단절

복제 연결을 단절하여 복제를 중단합니다. 연결 단절은 disconnect 개별 명령으로도 수행할 수 있습니다.

만약 동기화나 복제가 진행 중일 때 복제 단절을 시도할 경우 단절은 일정 시간 동안 유예될 수 있습니다. 이것은 복제를 단절하는 명령이 로컬과 피어노드에게 모두 전달되는 명령이기 때문에 이미 복제를 위해 버퍼링된 데이터 양이 많을 경우 순차적처리 구조에 따라 명령전달이 지연될 수 있기 때문입니다. 이러한 지연을 무시하고 싶을 경우에는 --force 옵션을 통해 로컬에서 강제로 연결을 단절할 수도 있습니다. 강제로 단절하게 되면 연결을 빠르게 끊을 수는 있으나 복제나 동기화를 위한 계류중인 데이터들이 모두 버려지게 되므로 해당 데이터들에 대한 OOS(Out-Of-Sync) 가 발생할 수 있다는 점은 고려해야 합니다.

볼륨 분리

복제 볼륨으로 적재했던 볼륨을 분리하고 메타디스크에 관련 정보를 기록합니다. 분리(detach)는 개별 명령으로 수행할 수 있으나 Primary 리소스의 볼륨에 대한 분리는 허용되지 않습니다.

리소스 해제

리소스를 위해 할당 했던 자원들을 해제합니다.

리소스 재구성

bsr 의 리소스 속성들은 기본적으로 운영 중(런타임) 설정 변경을 지원합니다. 이것을 동적 설정 (변경)이라고 합니다. 그러나 이러한 속성들 중 일부 필수 속성들은 동적 설정을 지원하지 않으며 구성파일의 설정을 변경한 후 리소스를 재기동하여 적용하는 정적 방식으로 재구성해야 합니다. 즉 정적 설정의 경우 리소스 재기동이 필요합니다.

동적 설정

구성파일을 변경하고 bsradm adjust 명령을 통해 실시간 변경합니다. 복제 프로토콜 변경 등 일부 특수 설정을 제외한 대부분의 속성은 이 방식으로 변경할 수 있습니다.

정적 설정

복제 구성을 위한 필수적인 설정(노드 ID, 볼륨 정보 등)의 변경이 필요할 경우 리소스 down 을 선행한 후 설정을 변경해야 합니다. 구성파일을 변경한 후 다시 up 하여 리소스가 재시작되는 시점에 변경된 설정이 반영됩니다.

전체 재구성

• 구성을 완전히 변경해야 하거나 디스크 장애등을 위한 복구가 필요한 경우 리소스 전체를 재 구성해야 합니다. 이 경우에는 먼저 운영 중인 리소스를 down 한 후 구성을 변경하고 메타 재 초기화를 수행하여 리소스를 재 기동해야 합니다.

• 메타 디스크를 초기화하면 볼륨에 대한 초기 동기화의 절차를 다시 수행해야 합니다.

볼륨 크기 조정

구성된 리소스의 볼륨은 운영상황에 따라 크기를 확장하거나 축소해야 할 경우가 생깁니다. 이를 위해서는 복제 볼륨의 크기를 조정하는 다음과 같은 별도의 방법을 사용해야 합니다. 볼륨 크기 조정은 플랫폼에 따라 차이가 있으며 온라인 볼륨 확장에 대해서 지원하고 볼륨 축소는 전체 재구성의 작업 절차를 따라야 합니다.

윈도우즈

윈도우즈에서 복제 운영 중 양노드의 볼륨 크기를 조정하기 위해선 먼저 복제 연결을 끊고 양 노드를 Primary 상태로 만들어야 합니다. Secondary 상태에선 볼륨이 락으로 잠겨있기 때문에 볼륨의 크기조정이 불가합니다. 양노드를 Primary 로 승격한 상태이므로 복제 클러스터는 스플릿브레인 상태가 되고, 볼륨의 크기를 조정하는 작업을 수행하고 나면 원래 Secondary 였던 노드를 강등한 후 Secondary 노드를 희생노드로 하여 스플릿 브레인을 해결합니다.

이렇게 하면 전체 볼륨의 크기가 늘어나고 새롭게 늘어난 크기의 볼륨 영역만큼 소스 기준으로 동기화가 되어 온라인 중 볼륨 확장이 가능해 집니다. 물론 늘어난 타깃의 볼륨 크기는 최소한 소스 보다는 커야 합니다.

리눅스

리눅스에서 온라인 볼륨 확장을 수행하려면 다음과 같은 조건을 충족해야 합니다.

• bsr의 블럭장치가 LVM 과 같은 볼륨 관리자와 함께 구성되어 있어야 합니다.

• 소스와 타깃 노드는 복제 연결상태를 Connected 상태로 유지해야 합니다.

운영 노드를 Primary 상태로 두고 양 노드의 볼륨의 크기를 LVM을 통해 늘린 후 한 노드에서 다음과 같은 명령을 내려서 새롭게 늘어난 크기를 bsr 에 인식시킵니다.

bsradm resize <resource>

볼륨의 늘어난 영역에 대한 새로운 동기화가 진행됩니다.

리소스 삭제

구성파일을 삭제 함으로써 리소스가 삭제됩니다. 보통 운영 중일 경우에는 다음의 절차를 통해 리소스를 삭제 합니다.

• 운영 중인 리소스를 down 합니다.

  • Windows 의 경우 bsrcon /m 을 통해 볼륨에 걸려있는 락을 해제 합니다.

• 리소스 구성파일을 삭제 합니다.

조회

버전

bsradm /V 명령을 통해 bsr의 버전 정보를 확인합니다.

[root@bsr-01 nglee]# bsradm -V
BSRADM_BUILDTAG=GIT-hash:3dca67e82d331e95121288a57898fcda13357e94 build by nglee@NGLEE-1,2020-01-29 13:50:48
BSRADM_API_VERSION=2
BSR_KERNEL_VERSION_CODE=0x000000
BSR_KERNEL_VERSION=0.0.0
BSRADM_VERSION_CODE=0x010600
BSRADM_VERSION=1.6.0-PREALPHA3

상태정보

기본적인 상태 정보를 출력합니다.

>bsradm status r0
r0 role:Secondary
  disk:UpToDate
  nina role:Secondary
    disk:UpToDate
  nino role:Secondary
    disk:UpToDate
  nono connection:Connecting

상세 정보를 출력합니다.

C:\>bsrsetup status r0 --verbose --statistic
r0 node-id:0 role:Secondary suspended:no
    write-ordering:flush
  volume:0 minor:2 disk:Inconsistent
      size:4096000 read:0 written:0 al-writes:0 bm-writes:0 upper-pending:0
      lower-pending:0 al-suspended:no blocked:no
  WIN2012R2_2 node-id:1 connection:Connected role:Secondary congested:no
    volume:0 replication:Established peer-disk:Inconsistent
        resync-suspended:no
        received:0 sent:0 out-of-sync:0 pending:0 unacked:0

네트워크 연결상태를 출력합니다.

C:\>bsradm cstate r0
Connected

연결상태와 복제상태를 구분하여 표기합니다. 양 노드가 연결되기 전 까지는 연결상태가 StandAlone 에서 Connecting 사이에서 변화합니다. 연결이 성립된 이후는 연결상태가 Connected로 유지되고, 복제 상태는 Established 에서 부터 운영상황에 따라 여러가지 상태로 전환 됩니다.

복제 상태는 특정 시점에 하나의 상태만을 가질 수 있으며, 특히 노드가 소스 상태이면 피어노드는 타깃의 상태여야 합니다.

다음은 리소스의 역할을 출력하는 예 입니다.

C:\Program Files\bsr>bsradm role r0
Primary/Secondary 

리소스는 다음 중 하나의 역할을 가집니다.

• Primary. 읽기와 쓰기가 가능한 상태입니다. 클러스터 내에서 하나의 노드만 이 역할을 가질 수 있습니다.

• Secondary. primary 노드로부터 디스크 변경 분을 업데이트 하며 읽기와 쓰기가 불가능한 상태입니다. 하나 또는 여러 노드에서 가질 수 있는 역할입니다.

• Unknown. 리소스의 역할을 알 수 없는 상태입니다. disconnected 모드에서 상대 노드의 역할을 표시할 때 사용되며, 로컬 노드의 역할을 표시할 때는 사용되지 않습니다.

다음은 디스크의 상태 입니다.

C:\Program Files\bsr>bsradm dstate r0
UpToDate/UpToDate

로컬 및 원격 디스크의 상태는 다음 중 하나의 값을 가집니다.

• Diskless. 로컬 블록 디바이스가 bsr 드라이버에 할당되지 않은 상태입니다. 리소스가 백업 디바이스에 적재된 적이 없거나, bsradm detach <resource> 명령으로 수동 분리되었거나, lower-level I/O 오류 후에 자동으로 분리된 경우 이 상태가 됩니다.

• Attaching. 메타 데이터를 읽는 동안의 일시적인 상태입니다.

• Failed. 로컬 블록 디바이스의 I/O 실패 보고에 따른 일시적인 상태입니다. 다음 상태는 Diskless 입니다.

• Negotiating. 이미 연결된 디바이스에서 Attach 가 실행되었을 때 일시적으로 이 상태가 됩니다.

• Inconsistent. 데이터가 불일치한 상태입니다. 새로운 리소스를 구성했을 경우 양 노드의 디스크는 이 상태가 됩니다. 또는 동기화 중인 타겟 노드의 디스크 상태입니다.

• Outdated. 리소스의 데이터가 일치하지만, 최신 데이터는 아닌 상태입니다.

• DUnknown. 네트워크 연결을 사용할 수 없는 경우, 원격 디스크의 상태를 표시하기 위해 사용됩니다.

• Consistent. 노드가 연결되는 과정에서 데이터는 일치한 상태로 간주된 일시적 상태입니다. 연결이 완료되면, UpToDate 인지 Outdated 인지 결정됩니다.

• UpToDate. 데이터 정합성이 일치하고 최신의 상태입니다. 복제 중의 일반적인 상태입니다. 

이벤트

다음과 같은 명령으로 실시간 이벤트 발생 상태를 확인할 수 있습니다. events2 명령은 '--statistics', '--timestamp' 옵션과 함께 사용할 수 있습니다.

효율적인 동기화

bsr 에선 효율적인 동기화를 위해 FastSync, 체크섬 기반의 동기화, 운송동기화, 비트맵 제거 동기화 등 다양한 기능을 제공합니다.

FastSync

bsr은 디스크 전체 영역을 대상으로 수행하는 기존 전체 동기화 방식을 파일시스템이 사용하는 영역에 대해서만 동기화하는 빠른 동기화(FastSync)로 개선하였습니다. bsr 은 FastSync 를 위해 파일시스템의 사용영역 정보를 취합하여 해당 사용영역을 OOS 로 기록하고 동기화를 수행합니다.

FastSync 는 초기동기화를 위한 bsradm primary --force 명령 시점, invalidate/invalidate-remote, 온라인 정합성 검사 시점에 적용되어 동작합니다. FastSync가 동작하는데 있어서 사용자가 특별히 옵션을 설정할 필요는 없습니다.

체크섬 기반 동기화

체크섬 데이터 요약을 사용하면 bsr의 동기화 알고리즘의 효율성을 더욱 개선할 수 있습니다. 체크섬 기반 동기화는 동기화하기 전에 블록을 읽고 현재 디스크에 있는 내용의 해시(hash) 요약을 구한 다음, 상대 노드로부터 같은 섹터를 읽어 구한 해쉬 요약 내용과 비교합니다. 해시 내용이 일치하면 해당 블럭에 대한 동기화 쓰기(re-write)를 생략하고 일치하지 않을 경우 동기화 데이터를 전송합니다. 이 방식은 동기화 해야될 블럭을 단순히 덮어쓰는 기존 방식에 비해 성능에서 유리할 수 있으며 연결이 끊어져 있는(disconnect 상태) 동안 파일 시스템이 섹터에 같은 내용을 다시 썼다면 해당 섹터에 대해선 재동기화를 생략하게 되므로 전체적으로 동기화 시간을 단축시킬 수 있습니다.

운송 동기화

디스크를 직접 가져와서 구성하는 운송 동기화는 아래와 같은 상황에 적합합니다.

• 초기 동기화 할 데이터의 량이 매우 큰 경우(수백 기가바이트 이상)

• 거대한 데이터 사이즈에 비해 복제할 데이터의 변화율이 적을 것으로 예상되는 경우

• 소스, 타깃 사이트간 가용 네트워크 대역폭이 제한적인 경우

위와 같은 상황에서 직접 디스크를 가져다가 동기화 하지 않고 일반적인 디바이스 동기화 방법으로 초기화를 진행한다면 동기화를 하는 동안 매우 오랜 시간이 걸릴 것입니다. 디스크 크기가 크고 물리적으로 직접 복사하여 초기화 시킬 수 있다면 운송동기화가 효율적일 수 있습니다.

일단 한가지 상황을 가정해보겠습니다. Primary인 상태로 연결이 끊어진 로컬 노드가 있습니다. 즉, 디바이스 구성은 완료되었고 동일한 bsr.conf 사본은 양 노드에 모두 존재합니다. 로컬 노드에서 초기 리소스 승격(initial resource promotion)을 위한 명령들은 실행했지만 리모트 노드는 아직 연결되어 있지 않습니다.

• 로컬 노드에서 다음 명령을 실행합니다.

  bsradm new-current-uuid --clear-bitmap <resource>

• 복제 대상이 될 데이터와 그 데이터의 metadata의 사본을 똑같이 생성합니다. 예를 들어, RAID-1 미러에서 hot-swappable drive를 사용할 수도 있을 겁니다. 물론 이 상황에서는 RAID set이 미러링을 지속하기 위해 새로운 drive로 교체해 주어야 할 것입니다. 그러나 여기서 제거했던 디스크 드라이브는 다른곳에서 바로 사용할 수 있는 말 그대로의 사본입니다. 만약 로컬 블록 디바이스가 스냅샷 사본 기능을 지원한다면 이 기능을 사용하면 됩니다.

• 로컬 노드에서 아래 명령을 실행합니다. 두 번째 명령 실행에서는 --clear-bitmap 옵션이 없습니다.

  bsradm new-current-uuid <resource>

• 원본 데이터와 동일한 사본을 물리적으로 직접 가져와서 원격 노드에 사용할 수 있도록 구성 합니다.

• 물리적으로 디스크를 직접 연결할 수도 있고, 가져온 데이터를 비트단위로 통째로 기존에 가지고 있던 디스크에 복사하여 사용해도 됩니다. 이 과정은 복제한 데이터 뿐만 아니라 메타데이터에도 해 주어야 합니다. 이런 절차가 수용될 수 없다면 이 방법은 더 이상 진행 할 수 없습니다. 

• 원격 노드에서 bsr 리소스를 기동시킵니다.

  bsradm up <resource>

두 노드가 연결되면 디바이스 전체 동기화(full device synchronization)를 시작하지는 않을 것입니다. 대신에 bsradm--clear-bitmap new-current-uuid 명령을 호출 한 뒤부터 변경된 블럭에 관한 동기화만 자동으로 개시됩니다.

만약 아무런 변화가 없더라도 새로운 Secondary 노드에서 롤백되는 Activity Log에서 다뤄지는 영역에 따라 간단한 동기화가 있을 수 있습니다. 

비트맵 제거 동기화

비트맵을 클리어(--clear-bitmap)하는 옵션을 사용하여 장시간에 걸친 초기 전체 동기화 없이 빠르게 복제 상태가 될 수 있도록 할 수 있습니다. 다음은 이러한 운영 사례를 소개합니다.

새로운 Current UUID를 생성하고 Bitmap UUID를 지워서 초기 동기화를 건너 뛰는 데 사용할 수 있습니다. 이 사용 예는 지금 막 생성된 메타 데이터에서만 작동합니다.

1. 양 노드에서, 메타를 초기화 하고 장치를 구성합니다. bsradm -- --force create-md res

2. 양 노드의 리소스를 기동하고 초기 핸드쉐이크 시점에 서로의 볼륨 크기를 인식합니다. bsradm up res

3. 양 노드가 Secondary/Secondary, Inconsistent/Inconsistent 로 연결된 상태에서 새로운 UUID를 생성하고 비트맵을 클리어 합니다. bsradm new-current-uuid --clear-bitmap res

4. 이제 양노드는 Secondary/Secondary, UpToDate/UpToDate 상태가 되고 한 쪽을 Primary 로 승격한 후 파일시스템을 생성합니다. bsradm primary res mkfs -t fs-type $(bsradm sh-dev res)

이러한 방식의 명백한 부작용 중 하나는 복제본에 오래된 가비지가 가득하다는 것입니다 (다른 방법을 사용하여 동일하게 만들지 않는 한), 온라인 검사 시 동기화되지 않은 블록 수를 찾을 것으로 예상됩니다. 볼륨에 이미 데이터가 있는 상황에서는 이 방식을 절대 사용해선 안됩니다. 언뜻보기에는 작동하는 것처럼 보일 수 있지만 일단 다른 노드로 전환하면 이미 있던 데이터는 복제되지 않았으므로 데이터가 깨집니다.

동기화 속도 조정

동기화가 백그라운드에서 동작하면 타깃의 데이터는 일시적으로 불일치(Inconsistent)한 상태가 됩니다. 이러한 Inconsistent 상태는 가능한 짧게 유지해야 정합성 보장 측면에서 좋기 때문에 동기화 속도가 충분하게 설정되어 있어야 유리합니다. 그러나 복제와 동기화는 같은 네트워크 대역을 공유하고 있으며 만약 동기화 대역이 높게 설정된다면 상대적으로 복제 대역은 적게 부여될 수 밖에 없습니다. 복제 대역이 낮아지면 로컬의 I/O latency에 영향을 주게 되고 결과적으로 운영 서버의 로컬 I/O 성능 저하를 가져오게 됩니다. 복제든 동기화든 어느 한쪽이 일방적으로 대역을 많이 점유하면 상대적으로 다른 쪽 동작에 영향을 주게 되므로 bsr 은 복제 대역을 최대한 보장하면서 동기화 대역을 복제 상황에 따라 적당히 조절하는 가변대역 동기화를 구현하고 있으며 이를 기본 정책으로 사용합니다. 이와 반대로 고정대역 동기화 정책은 복제에 관계없이 동기화 대역을 항상 보장하는 방식으로 서버 운영 중에 사용할 경우 로컬 I/O 성능의 저하를 가져올 수 있으므로 일반적으로는 권장되지 않고 특수한 상황에서만 사용해야 합니다.

고정대역 동기화

백그라운드에서 수행되는 재동기화를 위해 사용되는 최대 대역폭은 리소스의 resync-rate 옵션에 따라 결정됩니다. 해당 옵션은 다음과 같이 /etc/bsr.conf 리소스 구성의 disk 섹션에 포함되어 있습니다.

resource <resource> {
  disk {
    resync-rate 40M;  
    c-min-rate 40M;  
    c-plan-ahead 0;  
    ...
  }
  ...
}

resync-rate, c-min-rate 설정은 초당 바이트 단위로 지정됩니다. 기본 단위는 Kibibyte이고 4096의 값은 4MiB로 해석됩니다.

가변대역 동기화

다중 리소스가 복제/동기화 네트워크를 공유하는 구성일 경우 고정대역 동기화는 최적의 방법이라 할 수 없습니다. 동일한 복제 네트워크를 공유하기 때문에 특정 복제 리소스 채널에 대해서 동기화율이 점유 당할 경우 다른 리소스들은 고정 동기화율이 보장되지 않게 됩니다. 이 경우, 가변대역 동기화를 통해 각각의 복제 채널의 동기화율을 동적으로 조정 하도록 구성하여 동기화율이 점유당하는 것을 완화시킬 수 있습니다. bsr은 이 모드에서 초기 동기화 속도를 결정한 후 자동 제어 루프 알고리즘을 통해 지속적으로 동기화 속도를 조정합니다. 이 알고리즘은 포그라운드 복제가 가능하도록 충분한 대역폭을 보장하며, 백그라운드 동기화가 포그라운드 I/O에 미치는 영향을 크게 완화시킵니다.

가변대역 동기화를 위한 최적의 구성은 사용 가능한 네트워크 대역폭, 응용 프로그램 I/O 패턴 및 복제 링크 혼잡상황에 따라 달라질 수 있으며, 복제 가속기(DRX) 사용 여부에 따라 최적의 구성 설정이 달라질 수 있습니다.

혼잡 모드

복제 대역폭이 가변적인 환경(WAN 복제 환경)에서는 때때로 복제 링크가 정체 될 수 있습니다. 이로 인해 Primary 노드의 I/O가 대기하게 되면 로컬 I/O의 성능저하가 발생하기 때문에 바람직하지 않습니다. 이러한 혼잡 상황을 감지할 경우 진행 중인 복제를 일시 중단하도록 구성할 수 있습니다. 대신 이렇게 복제가 중단되는 상황에서는 Primary 측의 데이터 세트가 Secondary의 데이터보다 앞선 상태(Ahead)가 되고 이 앞서간 데이터 블럭들은 OOS(Out-Of-Sync) 로 기록하여 혼잡이 해제되면 이미 기록한 OOS를 백그라운드 재동기화를 통해 해소합니다. 다음은 혼잡 정책을 설정하는 예 입니다.

리소스 구성파일에는 on-congestion 옵션 항목으로 혼잡모드를 설정하고, congestion-fill 항목으로 혼잡에 대한 인식 임계치를 설정합니다.

resource <resource> {
  net {
    sndbuf-size 20M;
    on-congestion pull-ahead;
    congestion-fill 2G;
    congestion-extents 2000;
    ...
  }
  ...
}

pull-ahead 옵션은 congestion-fill 및 congestion-extents와 함께 사용됩니다. congestion-fill의 권장 값은 다음과 같습니다.

• 복제 가속기(DRX)를 연동하는 경우 DRX 버퍼 크기의 약 90% 로 설정합니다.

• DRX를 연동하지 않을 경우엔 sndbuf-size 의 90% 크기로 설정합니다

• congestion-extents의 권장 값은 al-extents 설정값의 90%입니다.

디스크 플러시

복제 중 타깃 노드가 전원장애로 인해 갑자기 다운된다면 디스크 캐쉬 영역이 배터리 백업 장치(BBWC)에 의해 백업되어 있지 않을 경우 데이터 유실이 발생할 수 있습니다. 복제에선 이를 미연에 방지하기 위해 데이터를 타깃의 디스크에 쓰는 과정에서 데이터를 미디어에 기록하고 난 후 flush 동작을 항상 수행하여 데이터 유실을 예방 합니다.

BBWC 가 장착된 스토리지 장치에선 디스크 플러시 동작을 굳이 할 필요가 없으므로 다음과 같이 플러시를 비활성화 할 수 있도록 옵션을 제공합니다.

resource <resource>
  disk {
    disk-flushes no;
    md-flushes no;
    ...
  }
  ...
}

배터리 백업 쓰기 캐시 (BBWC)가있는 장치에서 bsr을 실행할 때만 장치 플러시를 비활성화해야합니다. 대부분의 스토리지 컨트롤러는 배터리가 소진되면 쓰기 캐시를 자동으로 비활성화하고 배터리가 소진되면 쓰기(write through) 모드로 전환합니다.

정합성 검증

정합성 검증은 복제를 수행하는 과정에서 복제 트래픽을 블럭 단위로 실시간 수행하거나 전체 디스크 볼륨 단위로 (사용된 영역에 대해서) 소스와 타깃의 데이터가 완전히 일치하는지 해쉬 요약을 기반으로 블럭단위로 비교하는 기능입니다.

트래픽 검사

bsr 은 암호화 메시지 요약 알고리즘을 사용하여 양 노드 간의 메시지 정합성을 검증할 수 있습니다. 이 기능을 사용하게 되면 bsr 은 모든 데이터 블록의 메시지 요약본을 생성하고 그것을 상대 노드에게 전달한 후 상대편 노드에서 복제 패킷의 정합성을 확인합니다. 만약 요약된 블럭이 서로 일치하지 않으면 재전송을 요청합니다.

bsr 은 데이터 복제 시 이러한 정합성 검사를 통해 다음과 같은 에러 상황들에 대해 소스 데이터를 보호할 수 있으며, 만약 이와 같은 상황들에 대응하지 못하면 잠재적으로 복제 중 데이터 손상이 야기될 수 있습니다.

• 주 메모리와 전송 노드의 네트워크 인터페이스 사이에서 전달된 데이터에서 발생하는 비트 오류 (비트 플립).

  • 최근 랜카드가 제공하는 TCP 체크섬 오프로드 기능이 활성화 될 경우 하드웨어적인 비트플립이 소프트웨어 적으로 감지되지 않을 수 있습니다

• 네트워크 인터페이스에서 수신 노드의 주 메모리로 전송되는 데이터에서 발생하는 비트 오류(동일한 사항이 TCP 체크섬 오프 로딩에 적용됩니다).

• 네트워크 인터페이스 펌웨어 또는 드라이버 내에서의 버그 또는 경합상태로 인해 손상된 상태.

• 노드간에 재조합 네트워크 구성 요소에 의해 주입 된 비트 플립 또는 임의의 손상 (직접 연결, 백투백 연결을 사용하지 않는 경우).

복제 트래픽의 정합성 검사는 기본적으로 비활성화되어 있습니다. 이를 활성화하려면 /etc/bsr.conf의 리소스 구성에 다음과 같은 내용을 추가합니다.

resource <resource> {
  net {
    data-integrity-alg <algorithm>;
  }
  ...
}

<algorithm>은 시스템의 커널 구성에서 커널 암호화 API가 지원하는 메시지 해싱 압축 알고리즘입니다. Windows 에서는 crc32c 만 지원합니다.

양 노드의 리소스 구성을 똑같이 변경한 후, 양 노드에서 bsradm adjust <resource>를 실행하여 변경사항을 적용시킵니다. 

온라인 정합성 검사

온라인 정합성 검사는 장치 운영 중에 노드 간의 블록별 데이터의 정합성을 확인하는 기능입니다. 정합성 검사는 중복 검사하지 않으며 네트워크 대역폭을 효율적으로 사용하고 파일시스템에 의해 사용하고 있는 영역에 대해서 검사하는 것을 기본 동작으로 합니다.

온라인 정합성 검사는 한 쪽 노드에서(verification source) 특정 리소스 스토리지상의 모든 데이터 블럭을 순차적으로 암호화 요약(cryptographic digest)시키고, 요약된 내용을 상대 노드(verification target)로 전송하여 같은 블럭위치의 내용을 요약 비교 합니다. 만약 요약된 내용이 일치하지 않으면, 해당 블럭은 out-of-sync로 표시되고 나중에 동기화대상이 됩니다. 여기서 블럭의 전체 내용을 전송하는 것이 아니라 최소한의 요약본만 전송하기 때문에 네트워크 대역을 효과적으로 사용하게 됩니다.

리소스의 정합성을 검증하는 작업은 운영 중에 검사하기 때문에 온라인 검사와 복제가 동시에 수행될 경우 약간의 복제성능 저하가 있을 수 있습니다. 하지만 서비스를 중단할 필요가 없고 검사를 하거나 검사 후 동기화 과정 중에서 시스템의 다운 타임이 발생하지 않는 장점이 있습니다. 

보통 온라인 정합성 검사에 따른 작업은 OS에서 예약된 작업으로 등록하여 운영 I/O 부하가 적은 시간 대에 주기적으로 수행하는 것이 일반적인 사용법입니다.

활성화

온라인 정합성 검사는 기본적으로 비활성화되어 있는데, bsr.conf 내의 리소스 구성에 다음과 같은 내용을 추가하면 활성화할 수 있습니다.

resource <resource> {
   net {
       verify-alg <algorithm>;
   }
   ...
}

algorithm 은 메시지 해싱 알고리즘을 말하며 Windows 에선 crc32c 만 지원합니다.

온라인 검증을 활성화 하기 위해 양 노드의 리소스 구성을 똑같이 변경한 후, 양 노드에서 bsradm adjust <resource>를 실행하여 변경사항을 적용시킵니다.

온라인 정합성 검사 실행

온라인 정합성 검사를 활성화한 후, 다음 명령을 사용하여 검사를 실행할 수 있습니다.

온라인 검사가 실행되면, bsr 은 <resource>에서 동기화되지 않은 블록을 알아내 표시하고 이를 기록합니다. 이때 디바이스를 사용하는 모든 응용 프로그램은 아무런 제약 없이 동작할 수 있으며, 리소스의 역할 변경도 가능합니다.

verify 명령은 디스크 상태를 UpToDate로 변경한 후 검증을 수행합니다. 따라서 초기싱크가 완료된 이후 UpToDate 인 복제 소스 노드 측에서 수행하는 것이 바람직 합니다. 예를 들어, Inconsistent 상태의 디스크 노드 측에서 verify를 수행하면 디스크 상태가 UpToDate로 변경 되어 운영 상 문제가 될 수 있으므로 주의가 필요합니다.

검증이 실행되는 동안 out-of-sync 블록이 감지되면, 검증이 완료된 후에 다음 명령으로 동기화할 수 있습니다. 이 때 동기화가 되는 방향은 Primary 노드에서 Secondary 방향으로 이루어지며 Secondary/Secondary 상태에서는 동기화를 진행하지 않습니다. 따라서 Online 검증에 따른 OOS를 해소하기 위해선 소스 측 노드에 대한 Primary로의 승격이 요구됩니다. 

drbdadm disconnect <resource>
drbdadm connect <resource>

자동 검사

정기적으로 정합성 검사를 할 필요가 있다면, 다음과 같은 방법으로 bsradm verify <resource> 명령을 작업 스케줄러에 등록합니다.

우선 노드 중 하나에서 특정 위치에 다음과 같은 내용의 스크립트 파일을 만듭니다. 

모든 리소스를 검증하려면 <resource> 대신 all 키워드를 사용하면 됩니다. 

다음은 schtasks(windows 스케줄 설정 명령어)를 사용해 예약된 작업을 생성하는 예 입니다. 다음과 같이 설정 하면 매주 일요일 자정 42분에 온라인 정합성 검사를 수행하게 됩니다.

 schtasks /create /tn "drbd_verify" /tr "%wdrbd_path%\verify.bat" /sc WEEKLY /D sun /st 00:42