marzo 2012 – extract the nectar, burn the tree

Da alcuni mesi sto lavorando su un progetto in cui una certa mole di dati deve essere memorizzata su un filesystem condiviso tra più nodi attivi di un cluster, anche con replicazione distribuita su base geografica.

Abbiamo vagliato una serie di soluzioni differenti basate su tecnologie differenti e con approcci differenti al problema, ma abbiamo avuto parecchie difficoltà a trovare qualcosa che soddisfare tutti i nostri prerequisiti. Nell’ordine abbiamo valutato…

NBD: approccio alla replica block based. Ha una logica di funzionamento tale da far si che tutte le operazioni effettuate da un nodo su un dato disco vengano replicate su un altro nodo connesso via rete locale. La sincronizzazione è effettuata a livello di blocchi utilizzando delle tabelle bitmap per individuare, una volta effettuata la prima sincronizzazione iniziale, quali siano i blocchi modificati. Di fondo l’approccio di funzionamento è agnostico al filesystem ed è analogo a quello di md, il mirror software, di Linux. Questo approccio nativo pone due grandi limiti:
- il primo è che una replica block level, proprio in quanto agnostica rispetto al filesystem, sarà sempre molto dispendiosa in termini di quantità di dati da far viaggiare tra un nodo e l’altro (i blocchi sono piccoli, le scritture non ottimizzabili o sequenziabili…) e soprattutto, per quanto ottimizzata dalle mappe bitmap nel momento in cui il nodo slave fosse momentaneamente sconnesso dal primario, dovrebbe forzatamente rifare un check sull’allineamento con l’intero volume intero – fattori molto importanti in quanto rendono praticamente impossibile utilizzare NDB in uno scenario in cui i due server non siano in rete locale
- il secondo è che il nodo slave è un hot standby ed il nodo secondario non ha accesso ai dati che sono disponibili sul suo disco fintanto che questo non diventi il master. Per onestà intellettuale va detto che da un paio di anni NDB include anche una finta modalità multi master in cui entrambi i volumi possono essere montati contemporaneamente su entrambi i server e la sincronizzazione è bidirezionale, ma di fondo si tratta nuovamente di una mezza fregatura: NDB non è un filesystem (ed è agnostico al filesystem) quindi con lui da solo non potrete farci niente. Un eventuale filesystem ext3 creato nel volume NDB condiviso non potrà essere acceduto dal secondo server perché ext3 non è multi sessione. NDB non implementa partizioni di quorum, non implementa meccanismi di locking multinodo… Nulla. La soluzione che quindi viene suggerita è quella di usare un filesystem clustered tipo GFS di RedHat o OCFS2 di Oracle sul volume NDB che a questo punto farebbe solo finta di essere un improbabile storage condiviso via rete… A mio avviso una bella schifezza, considerato il forte impatto in termini di implicazioni tecniche e tecnologiche nell’implementare un filesystem cluster (il multi cast per GFS, l’uso di clvm, un filesystem non rimontabile facilmente in caso di Disaster Recovery nel caso di OCFS2)
Qualora tutto ciò non vi fosse sembrato abbastanza, NDB non ha alcuna logica interna per la gestione stessa del cluster che secondo le menti dietro di esso dovrebbero essere demandate a qualcosa di esterno tipo HA. Insomma, in soldoni NDB dice di fare tutto ma fa piuttosto poco.
HAST di FreeBSD giusto per renderci conto che ha gli stessi esatti limiti di NDB. Che peccato per un progetto nato praticamente praticamente ora e che per di più sarà ancora più castrato dalla mancanza di filesystem come GFS ed OCFS2 su FreeBSD. In pratica quindi il fratello stupido di qualcosa che già non è completo. Epic Fail.
la DataReplication delle EVA-qualcosa di HP. Fichissima, incrementale e WAN aware (con tanto di compressione dei dati in transito), peccato che il nodo secondario sia nuovamente un hots-tandby inoperativo.
sincronizzazioni timerizzate a base di rsync: paradossalmente la soluzione che a conti fatti rispondeva alla maggior parte dei prerequisiti – è incrementale, funziona tramite internet, è compressa… Insomma mica male… Il problema è che dovendo schedulare la risincronizzazione ad intervalli temporali, proprio in quanto timerizzata ha dei buchi di disallineamento. Certo uno può pianificare le sincronizzazioni molto frequenti, ma il problema è che l’operazione di risincronizzazione, per quanto non trasferisca dati allineati, è piuttosto lenta a partire, soprattutto al crescere dei file memorizzati. Con poche decine di migliaia di file tramite internet la frequenza minima realistica di allineamento è di 10/15 minuti di intervallo.
ZFS su FreeBSD: ancora una volta una soluzione superganza, questa volta anche facilmente backuppabile, ma anche questa volta non compatibile con uno scenario dual master.
HDFS: multi master, geograficamente distribuito, incrementale… Ma… cluster di 64MB? Il dispatcher dei nodi non è clusterizzabile e non ha per design uno slave? Ma stiamo scherzando? diciamo che ho letto male la documentazione, dai.

a questo punto della mia ricerca devo dire che iniziavo ad essere piuttosto sconfortato, quando mi sono ricordato di aver letto un po’ di tempo fa di un progetto per creare un filesystem virtuale operante su database MySQL: MySQLfs.

Ho cercato e su sourceforge ho trovato la pagina del progetto, purtroppo apparentemente non otto attivo, visto che l’ultima versione, la 0.4.0 è del 2009… In un impeto di ottimismo ho deciso di provare comunque a scaricarlo e compilarlo.

MySQLfs è, in verità, un modulo per FUSE, il progetto che permette di scrivere dei filesystem custom operanti in userland invece che a livello kernel. I vantaggi sono molti, tra cui la possibilità di scrivere facilmente un modulo che si interfacci con le librerie standard mysql. Nel caso specifico, mysqlfs si limita a “tradurre” in SQL le write e le effettuate verso il filesystem che astrae. La cosa interessante è che il database dentro cui vengono memorizzati i dati può essere replicato su altri nodi mysql. La replicazione di mysql è ovviamente incrementale, trasformando indirettamente il filesystem risultante in un vero e proprio filesystem journaled di tipo copy on write, ed il database è ovviamente intrinsecamente multi sessione e quindi può essere tranquillamente montato in modalità multi master su più nodi. Il protocollo mysql su cui è basata la replicazione è compresso e si comporta molto bene anche su tratte geografiche.
Il database è facilmente backuppabile sia in maniera integrale (dump) sia in maniera incrementale (ad esempio backuppando i binary log stessi della replication), è atomico e transazionale…

Insomma sulla carta sembrerebbe essere la soluzione di tutti i mali.

Ma ovviamente c’è sempre un “ma”…

Allo stato attuale mysqlfs 0.4.0 è piuttosto lento.

Fortunatamente ci ho lavorato un po’ per portarlo al passo con i tempi e per ottimizzare alcune cose tra cui:

passaggio alla versione 26 delle api di fuse, più perforanti e che supportano la modalità “big writes” che, in soldoni, leggono e scrivono blocchi di dati più grossi riducendo drasticamente il numero di QUERY eseguite
implementazione del supporto alle transazioni, che ottimizza drasticamente l’uso del binary log da parte di mysql, evitando le racing conditions tra le scritture al disco da parte del db engine e quelle da parte del thread del binary log

I risultati preliminari sono ottimi e spero di rilasciare una versione pubblica di questa nuova release di mysqlfs al più presto.

Cercherò di contattare gli autori originali per far includere le mie modifiche nella distribuzione ufficiale.

Ieri mi sono imbattuto in un negozio che prepara pasta fresca artigianale. Al suo interno ho trovato dei ravioli ai pistacchi ed ho deciso di provarli. Per celebrarli meglio ho inventato una ricetta ad-hoc.

Stasera l’ho provata e, per essere la prima volta, mi pare il risultato sia venuto ottimo.

Ingredienti per 4 persone:

400 gr di ravioli ricotta e pistacchio
100 gr di speck a dadini (o un culetto di speck da tagliare a dadini)
250 gr di zucchine
una confezione (250gr, di cui useremo la metà) di panna di soia (più leggera, più delicata e soprattutto non litiga con il vostro intestino!)
una confezione di noci, possibilmente già aperte…
una confezione di pistacchi

Preparazione:
Tagliate le zucchine alla julienne, possibilmente togliendogli un po’ di buccia (diventa amara). Non dico di pelarle (mai!), ma se come me usando il robot multiuso vi rimane la buccia intera gettatela.
Mettete l’acqua per la pasta sul fuoco. In una padella grande mettete un goccino di acqua e quando inizia a scaldarsi gettateci dentro le zucchine julienne aggiungendo anche un pizzichino di pepe e sale. Lasciatele sbollentare un po’ dato che butteranno fuori l’acqua. Quando si iniziano ad asciugare ed ad essere cotte buttate dentro lo speck a dadini mescolando tutto per bene di modo che lo speck si cuocia. Quando inizia a tirare aggiungete un po’ di panna di soia. Poca, diciamo una 70 di grammi circa, un quarto di confezione. Mescolate e dato che la panna di soia è molto liquida lasciatela stringere un po’. Quando la panna si è un po’ addensata spegnete il fuoco. A questo punto l’acqua probabilmente starà bollendo. Mettete il sale e buttate i ravioli che presumibilmente cuoceranno per almeno una decina di minuti.
Nel frattempo prendete un pugno di noci pulite ed un pugno di pistacchi puliti e frullateli. Metteteli in un pentolino con il fuoco al minimo e lasciateli tostare. Attenzione perché nel giro di dieci secondi passano da tostati a bruciati.
Quando i ravioli sono cotti, anzi, qualche secondo prima, scolateli e buttateli nella padella con il condimento rimettendola sul fuoco. Aggiungeteci un altro quarto di panna (quindi altri 70gr circa) per ravvivare e legare condimento e ravioli. Se vi piace e vi ispira metteteci un po’ di parmigiano, per legare, ma attenzione perché potrebbe diventare salato.
Dopo circa un minuto di padella spegnete il fuoco ed impiattate cospargendo leggermente il piatto con la granella di noci e pistacchi che avete preparato prima,

Buon appetito.