`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс

+11
голос

Корпоративные СХД, как правило, объединяются в SAN, а наиболее распространенной сетевой технологией для такого объединения сегодня  служит Fibre Channel (FC). Обзоры продуктов и технологий в сегменте систем хранения были темами семинара Brocade SAN Roadshow 2018, организованного вместе с партнерами – компаниями Dell EMC, HPE, Huawei, IBM и NetApp.

Семинар начался с выступления системного инженера компании Broadcom Сергея Целикова, в котором он детально осветил основы технологии Fibre Channel SAN. Содержание доклада, скорее, претендует на отдельную технологическую статью, поэтому здесь он приводится конспективно, с целью напомнить читателям основные положения FC и возможности последних разработок.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Сергей Целиков: «Brocade предлагает для будущих СХД протокол NVMe over FC, основным преимуществом которого является минимальное вмешательство в существующие системы»

Прежде всего докладчик отметил, что мнение о том, что эта технология умирает, не соответствует действительности – она развивается, на рынке появляются новые продукты.

SAN предусматривает использование нескольких протоколов для доступа к данным. Однако доминирующим среди них стал Fibre Channel, стандарт которого был одобрен ANSI в 1994 г.

Сеть коммутаторов FC называют фабрикой, потому что устройства работают в унисон, как одно коммутирующее ядро. Взаимосвязанные коммутаторы образуют домен. FC-коммутаторы бывают двух типов: с монолитной архитектурой (фиксированное количество портов) и модульные. Последние называются директорами. При длине адреса 24 б одна фабрика может содержать 239 доменов. Все команды SCSI и пользовательские данные посылаются пакетами объемом 2112 б, а скорость передачи может достигать 32 Гб/с. Для ресурсов, подключенных к фабрике, обмен данными может выполняться все-со-всеми: любой сервер, имеющий специализированную сетевую карту (Host Bus Adapter, HBA) потенциально может обмениваться данными с любой СХД.

Стек протоколов технологии состоит из пяти уровней, от FC-0 до FC-4. FC-0 обеспечивает физический уровень, FC-1 - кодирование и декодирование данных по схеме 8b/10b (до скоростей 8 Гб/с) или 64b/66b (10 Гб/с и выше). По сети передается упорядоченный набор слов, каждое из которых состоит из четырех байтов. Они содержат полезные данные и служебную информацию. FC-2 формирует фреймы и управляет потоком, FC-3 предоставляет общие сервисы для уровня FC-4, однако реально он сегодня не используется. Наконец, FC-4 отображает существующие протоколы верхнего уровня, такие как SCSI, HIPPI, TCP/IP и др., на FC. Структура передаваемых данных делает протокол FC очень эффективным. По словам докладчика, FC 16 Гб/с может быть более эффективным, чем Ethernet 40 Гб/с.

Технология поддерживает три вида топологий FC: точка—точка, кольцо с арбитражем (FC-AL, до 126 устройств) и коммутируемую фабрику (до 16 млн. устройств). Что касается топологии SAN, то самая простая из них строится на одном коммутаторе. Ее основным недостатком является плохая масштабируемость и отсутствие резервирования. Поэтому все же рекомендуют использовать два и более коммутатора. Более устойчивым к отказам является соединение коммутаторов в кольцо. Наконец, при полносвязной топологии все коммутаторы соединяются друг с другом. Она обеспечивает лучшую надежность по сравнению с предыдущими решениями, но очень плохо масштабируется и управляется. Решением предыдущих проблем является топология Core/Edge, где ядром служат директоры, к которым подключаются FC-коммутаторы.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Юрий Латышевский: «PowerMax открывает для клиентов возможность развертывать инновационные приложения в областях аналитики в реальном масштабе времени, машинного обучения и больших данных»

Сеть можно фрагментировать путем разбиения на зоны (зонирование). Устройства в одной зоне не могут обмениваться данными с устройствами в другой зоне. Для обмена данными между независимыми  фабриками используется маршрутизация. Ранее для ее реализации необходимо было приобретать специализированные устройства (маршрутизаторы). Однако сегодня все FC-коммутаторы (кроме устройств начального уровня) могут осуществлять маршрутизацию, правда, для этого необходимо приобрести лицензию.

Еще один интересный режим у ряда коммутаторов – это шлюз доступа (Access Gateway). Он собирает трафик от нескольких серверов и передает его на коммутатор фабрики через один порт, что существенно упрощает структуру фабрики. Это режим не требует лицензирования. Наконец, для преодоления дистанционных ограничений можно использовать протокол FCoIP и специализированную линейку продуктов Brocade Extension Switch.

Представим еще один доклад Сергея Целикова, в котором был рассмотрен новый стандарт подключения для All Flash Storage, а именно, NVMe over Fabrics (NVMe-oF).  

Напомним, что NVMe является индустриальным стандартным интерфейсом для подключения твердотельных устройств хранения к шине PCIe. Он имеет ряд преимуществ перед традиционным SCSI, который разрабатывался для подключения жестких дисков. Интерфейс содержит 400 команд для управления операциями чтения-записи, которые совершенно не актуальны для флэш-памяти. В то же время, стек NVMe насчитывает только 13 команд. Кроме этого, доступ к данным на диске был последовательным, тогда как флэш-память допускает случайный доступ. Что касается производительности, то NVMe по операциям ввода-вывода превосходит SAS 12 Гб/с в 2—3 раза, а по операциям чтения-записи – в 2—2,5 раза при задержке на 200 мкс меньше.

Внедрение NVMe прошло три фазы. В первой флэш-модули непосредственно устанавливались в сервер или в плату расширения PCIe. Однако в ЦОД доля СХД с прямым подключение составляет всего 13%. Использовать же шину PCIe для внешних СХД практически не представляется возможным. Поэтому появились системы, в которых флэш-массив подключался к SAN с использованием протокола SCSI over FC. Это была вторая фаза. Однако такие системы не нашли широкого применения из-за потери преимуществ быстрого протокола NVMe. Третья фаза, которая сейчас получает распространение, это прямая передача фреймов NVMe по FC. Такое подключение получило название NVMe over Fabrics (NVMe-oF).

Организация NVM Express разработала несколько вариантов протокола NVMe-oF. Вначале было определено два типа фабрики для транспорта NVMe-фреймов: Fibre Channel и RDMA (Remote Direct Memory Access). Затем добавились две новые опции: NVMe over FCoE и NVMe over TCP (iNVMe).

Выбор правильной фабрики является важным, поскольку, как зафиксировала Gartner, производительность СХД смещается от массивов в сеть систем хранения. В одной из публикаций Gartner в 2016 г. авторы отметили, что будущие протоколы (такие как 40 GbE, используемые для SCSI), файл-базированные протоколы (такие как NFS и SMB) и современные блочные протоколы (такие как 16 Gbps FC) будут слишком медленны для твердотельных хранилищ следующего поколения.

Brocade предлагает для будущих хранилищ протокол NVMe over FC. Его основным преимуществом является минимальное вмешательство в существующие системы. Это тем более важно, так как около 80% флэш-систем построено на FC. Кроме этого, по основным показателям эффективности, таким как задержка, масштабируемость, отсутствие потерь фреймов, он превосходит конкурирующие варианты.

Новинки СХД 2018, анонсированные Dell EMC, представил технический консультант компании Юрий Латышевский. Он отметил, что сегодня одной из основных тенденций является использование NVMe-накопителей. Компания вывела на рынок семейство СХД PowerMax – первый продукт Dell EMC на базе технологии NVMe. Инновационный PowerMax построен со 100%-м использованием  хранилища памяти NVMe, что позволяет системе достичь беспрецедентных плотностей и производительности ввода-вывода, устраняя узкое место, создаваемое использованием традиционных интерфейсов SAS и SATA. PowerMax открывает для клиентов возможность развертывать инновационные приложения в областях аналитики в реальном масштабе времени, машинного обучения и больших данных, требующих более низкой задержки и более высокой производительности.

Семейство представлено двумя моделями: PowerMax 2000 имеет четыре контроллера, а PowerMax 8000 – 16 контроллеров. Обе модели поддерживают объемы хранения 1,92 ТБ, 3,84 ТБ и 7,68 ТБ NVMe. В устройствах встроены аппаратные дедупликация и компрессия. Облегчено использование SRDF (Symmetrix Remote Data Facility), ПО, которое улучшает репликацию данных одного симметричного массива на другой в SAN. Теперь можно без прерывания работы добавлять или удалять устройства в метро-группе. Еще одним важным новшеством явилось полное обновление ОС в линейке продуктов Compellent. Добавлено соединение с облаком, что дает возможность использовать ИИ и машинное обучение для прогнозного анализа данных и обнаружения возможных проблем.

Сегодня всем требуются данные в режиме реального времени, однако приложениям зачастую приходится долго ждать их загрузки. Такая ситуация называется разрывом данных (data gap). С чем же связаны задержки в загрузке требуемых данных? Статистика показывает, что только 46% случаев связаны с СХД, тогда как 54% обусловлены другими факторами. Причины могут крыться в сетевых проблемах, серверах или в неполной совместимости аппаратных и программных средств.

По мнению НРЕ, чтобы найти причины запаздывания и устранить их, необходимо организовать постоянный контроль не только СХД, а всей цепочки доставки, включая сетевые средства, вычислительные ресурсы и даже прикладные программы. Именно эта идея лежит в основе комплекса InfoSight, о котором рассказал менеджер в категории СХД Василий Визгин из НРЕ.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Василий Визгин: «InfoSight позволяет организовать постоянный контроль всей цепочки доставки данных, найти причины запаздывания и устранить их»

Этот продукт появился в портфеле НРЕ вместе с приобретением в прошлом году компании Nimble Storage. Эта компания занимала лидирующую позицию на рынке гибридных и All Flash СХД.

Современные ИТ-системы имеют огромное количество различных телеметрических сенсоров, предоставляющих информацию об их состоянии. InfoSight собирает информацию со всех вычислительных комплексов заказчиков НРЕ, почти со всех его компонентов. Эта информация является исходным материалом для выполнения анализа с применением методов ИИ, результаты которого используются для глобального машинного обучения. Оно позволяет при выявлении проблемы на комплексе какого-либо заказчика НРЕ предупредить остальных заказчиков по всему миру, имеющих такие же комплексы или компоненты, о возможном возникновении этой проблемы. Докладчик привел следующую статистику работы InfoSight: 86% возникающих проблем обнаруживается и решается автоматически, а глобальное видение и машинное обучение обеспечивает доступность систем на уровне шести девяток. Постоянный мониторинг компонентов систем позволяет пройти по всему стеку компонентов и определить «узкие» места, перегруженные и неактивные ВМ, анализировать загрузку процессоров и памяти. Еще один полезный эффект от InfoSight — это предотвращение человеческих ошибок при конфигурации системы.

В настоящее время InfoSight поддерживает Nimble Storage и 3PAR. В будущем планируется поддержка серверов, сетевого оборудования и конвергентных систем. Примечательно, что InfoSight является сервисом, и компаниям не нужно устанавливать в своих ИТ-системах какие-либо программные или аппаратные средства. За этот сервис не нужно даже платить, он предоставляется бесплатно.

Что касается продуктов, то Nimble недавно обновила модельный ряд гибридных и All Flash систем. В них реализована встроенная дедупликация и компрессия «на лету». Системы готовы к использованию NVMe-дисков и Storage Class Memory (SCM). Все системы хорошо масштабируются.

С достижениями Huawei в сегменте СХД участников ознакомил менеджер по развитию бизнеса ИТ Максим Даценко, EBG Huawei Ukraine. он начал с того, что развеял устоявшееся мнение, что компания выпускает бюджетные устройства с ограниченной функциональностью. Скорее, наоборот. В качестве аргумента он привел данные тестов SPC-1, в которых Huawei OceanStor Storage Systems 18800F V5 показала 6 млн. 572 операций ввода-вывода в секунду, а в целом СХД компании заняли первые три места по результатам тестирования.

Линейка продуктов Huawei насчитывает 14 моделей – от устройств начального уровня OceanStor V3 до высокоуровневых СХД и специально разработанных на базе NVMe моделей Dorado. К примеру, OceanStor 18800F V5 оборудуется 16 контроллерами и поддерживает 3200 SSD. В устройствах реализован ряд алгоритмов, оптимизирующих их работу. В их числе выделенные ядра для критических сервисов, алгоритм адаптации кэш-памяти под определенный характер нагрузки, интеллектуальная приоритезация операций ввода-вывода. Поддерживается как автоматическое, так и ручное перемещение данных по ярусам.

СХД Huawei, по словам докладчика, не только быстрые, но и надежные. Это подтверждено рядом патентов. Так, графеновый отвод тепла увеличивает жизненный цикл диска, адаптивная запись и стирание снижает скорость старения флэш-дисков, поддержка RAID для каналов и чипов защищает данные на уровне чипов. В результате MTBF достигает 3 млн. часов. Надежность также повышается за счет использования технологии RAID 2.0+, которая автоматически распределяет данные равномерно по дискам. Полносвязная топология контроллеров SmartMatrix сохраняет работоспособность при выходе из строя трех контроллеров. Безопасность данных обеспечивается сквозной репликацией, которая поддерживается всей линейкой устройств. Реализована также технология клонирования LUN. СХД могут быть объединены в метро-кластер типа Active—Active с синхронным зеркалированием.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Максим Даценко: «В тестах SPC-1 СХД Huawei заняли первые три места по результатам тестирования»

У многих компаний еще сохранились устаревшие СХД с низкими объемами хранения и высоким потреблением энергии. Технология интеллектуальной виртуализации позволяет осуществить миграцию данных с таких унаследованных устройств на современные СХД Huawei без прерывания сервисов. Управление СХД, по словам выступающего, отличается простотой и может выполняться где угодно и когда угодно с планшета, смартфона или ноутбука, а общие архитектура, функциональность и форматы данных обеспечивают взаимодействие между устройствами разных типов, уровней и поколений.

Специалист по работе с корпоративными клиентами из IBM Ukraine Сергей Костенко представил ряд новинок компании в сегменте СХД. Особое внимание он уделил системам FlashSystem А9000/А9000R. Они готовы к модернизации до технологии NVMe over FC. В них также реализованы компрессия и дедупликация на аппаратном уровне. Работа массива ускоряется посредством транспортных протоколов RDMA и iWARP, позволяющих приложениям напрямую работать с памятью, разгружая при этом процессор.

Недавно были анонсированы модели А9000/А9000R R12.2.1, которые поддерживают улучшенные карты с FC-портами двойного назначения. Заказчики получат возможность с их помощью подсоединяться к серверам по FC или, после будущего апгрейда ПО, к FC-NVMe, или к обоим.
Технология Hyper-Scale Mobility позволяет перемещать тома без разрушений между ЦОД в режиме онлайн прозрачно для приложений, а Mirror Scalability поддерживает более 3 тыс. синхронных зеркал и более 1 тыс. асинхронных.

Программное решение IBM Spectrum Connect предназначено для интеграции СХД IBM с другими системами управления инфраструктурой. Оно позволяет, в частности, автоматически или посредством самообслуживания распределять СХД IBM. Механизм консистентных групп предоставляет возможность выполнять мгновенные снимки одновременно с группы томов. Это является существенным в том случае, если одно приложение использует несколько томов или для приложений, которые взаимодействуют друг с другом.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Сергей Костенко: «Для того чтобы воспользоваться возможностями А9000/А9000R R12.2.1, их необязательно покупать – услуга Storage Utility Offering предоставляет доступ к СХД по подписке»

Для того чтобы воспользоваться возможностями А9000/А9000R R12.2.1, их необязательно покупать – услуга Storage Utility Offering предоставляет доступ к СХД по подписке.

Двигаясь в русле тенденций, NetApp также строит свои современные СХД на базе NVMe over Fabrics. Их представил системный инженер компании Юрий Шиндак.

В линейке есть несколько моделей. Флагманскими продуктами являются FAS (Fabric-Attached Storage) и AFF (All-Flash FAS). Они являются мультипротокольными и поддерживают как файловый, так и  блочный обмен. Конвергентное решение FlexPod, предназначенное для ЦОД, является продуктом совместной разработки с Cisco. Он включает серверы UCS, сеть от Cisco и любую СХД от NetApp.

СХД NetApp работают по управлением ОС ONTAP, которая предоставляет три платформы: ОС для систем FAS/AFF, ПО, устанавливаемое на общедоступные серверы как виртуальная машина, называемое ONTAP Select, и ONTAP Cloud, которая позволяет управлять хранилищами FAS в Amazon и Azure с помощью консоли NetApp. Это особенно удобно, если у заказчика уже есть СХД NetApp.

E-Series являются гибридными устройствами с блочным обменом по протоколам FCP/iSCSI. В них допускается совместная установка дисков SATA и SSD. Модификация EF-Series рассчитана только для работы с SSD.

SAN и Fibre Channel – синергетический альянс
Юрий Шиндак: «Полностью твердотельный массив хранения SolidFire предназначен для облачных операторов и предприятий, которые нуждаются в хорошо масштабируемой распределенной архитектуре»

Для безопасного резервирования и архивирования данных в облако служит система AltaVault. Она реализована как физическая, так и как виртуальная машина. Нужно заметить, что сама система не создает резервные копии, а только отправляет уже сделанные в облако. Перед отправкой выполняется сжатие, дедупликация и шифрование данных.

Полностью твердотельный массив хранения SolidFire появился в портфеле NetApp после приобретения в 2016 г. одноименного английского стартапа. Протоколом обмена здесь является iSCSI. Система предназначена для облачных операторов и предприятий, которые нуждаются в хорошо масштабируемой распределенной архитектуре. В отличие от традиционных СХД архитектура SolidFire не имеет дисковых полок, а расширяется путем добавления узлов. Каждый узел имеет предустановленные SSD только одного типа с одинаковой емкостью. Однако кластер может включать смесь различных узлов.

Все устройства NetApp являются совместимыми.

В рамках конференции были развернуты стенды партнеров, на которых участники могли более детально ознакомиться с представленными продуктами и технологиями, а также получить ответы на свои вопросы и консультации специалистов.

 

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT