Начну, пожалуй с обзора технологий, которые появились во флагмане СХД IBM - DS8800.
Модульная структура
Система хранения данных DS8800 имеет в отличие от предыдущих моделей модульную структуру, что позволяет минимизировать время для ремонта при выходе из строя вентиляторов охлаждения и блоков питания дисковых полок и других компонентов СХД. Базовая конфигурация массива состоит из основного модуля, с дисками и контроллерами, что обеспечивает более плотное хранение информации.
Модульная структура позволяет реализовать систему вентиляции в виде концепции холодных (cool aisle) и горячих(hot aisle) коридоров спереди и сзади стоек. Данное расположение позволяет использовать рассматриваемые СХД в серверных помещениях без фальшпола и вентиляционных коммуникаций.
Рис.1. Реализация концепции холодных и горячих коридоров.
Вследствие того, что максимальная конфигурация DS8800 состоит из трех фреймов, снижено энергопотребление массива. К тому же, данная архитектура система позволяет минимизировать время для ремонта вентиляторов, блоков питания дисковых полок и др.
Easy Tier
При внедрении обычно используется лишь часть имеющейся в системе физической емкости, но со временем появляется необходимость в увеличении физической памяти для выполнения новых задач. С другой стороны даже в начале эксплуатации системы могут использоваться не все ресурсы, что неизбежно ведет к простаиванию части мощности. В сложных системах не всегда удается оптимизировать использование физической памяти ввиду постоянных изменений и непрогнозируемого роста потребности в ресурсах.
В связи с этим необходимо обеспечить динамическое перемещение данных по физической памяти в замен статического выделения определенного объема.
Технология Easy Tier позволяет более эффективно консолидировать ресурсы благодаря упрощению использования твердотельных дисков с помощью автоматического и динамического перемещения данных на соответствующий уровень системы на основе постоянного мониторинга производительности.
| Операции ввода/вывода | Разница между SSD и HDD (разы) |
| Произвольное чтение | 100 |
| Произвольная запись | 40 |
| Последовательное чтение/запись | 2 |
Очевидно, что с точки зрения производительности дисковой системы все HDD стоит заменить на SSD, но это не является хорошим решением с точки зрения стоимости проекта. Поэтому без системы эффективного размещения данных на различных уровнях дисковой системы необходимость в твердотельных накопителях не была бы столь высокой, так было бы непонятно, какие данные следует размещать на данных носителях. Могут возникать такие вопросы, как стоит ли переносить весь том с SAS на SSD-диск, если преимущество будет только для небольшой части данных?
Компонент Easy Tier позволяет решить эту задачу благодаря полной автоматизации детализированного перемещения данных на соответствующий уровень дисковой системы, поэтому можно быть уверенным в эффестивности использования дисков. Такая эффективная организация уровней системы хранения данных позволяет оптимизировать системы для использования технологии твердотельных дисков с точки зрения производительности и затрат.
Easy Tier также включает возможность динамического перемещения отдельных логических томов на другой уровень дисковой системы или на другой тип дисков в рамках одного уровня. Например возможно перемещение тома из набора дисков со скоростью вращения 15,000 об/мин на набор дисков со скоростью вращения 10,000 об/мин. Более того, можно изменить тип RAID, а также изменить способ страйпинга данных в рамках системы.
Помимо автоматического режима возможно ручное управление объединением ресурсов и перемещением томов.
Рис.2. Стандартная конфигурация DS8700 с SSD и HDD дисками
Dynamic Volume Expansion и Thin Provisioning
Очень часто приходится решать задачу по расширению емкости буквально “на ходу” в случае невозможности прогнозирования жесткой верхней границы емкости. Для реализации этой возможности в DS8800 были созданы функции динамического расширения томов (Dynamic Volume Expansion) и экономного распределения ресурсов (Thin Provisioning).
Особенностью технологии Dynamic Volume Expansion является динамическое увеличение размера LUN без потери данных. В случае DS8800 дополнительные ресурсы будут добавлены к тому, но важно, чтобы операционная система поддерживала изменение размера томов. В целях избегания потери данных данная технология не позволяет уменьшать объем тома.
Очевидно, что потребности в ресурсах постоянно растут, поэтому каждая компания старается как можно более эффективно распределять ресурсы. В противном случае постоянная закупка новых систем хранения данных сильно сказывается на бюджете организации и, к тому же, усложняет ИТ инфраструктуру.
Концепция экономного распределения ресурсов позволяет разделять ресурсы между рабочими нагрузками с разной производительностью в целях более эффективного управления памятью. В распределенных системах дата центров находятся системы хранения данных, предназначенные для запуска различных приложений, запущенных на разных серверах. Первоначальная потребность в емкости обычно используется в стадии развертывания, запрашиваемая клиентом емкость является совокупностью первоначальной и оценочной емкости системы при роста системы, которая потребуется при росте системы в заданном интервале времени.
Как показывает практика, одни приложения в системе развиваются быстро и их потребность в памяти сильно возрастает, другие же напротив, развиваются не столь быстро и запрашиваемый объем остается практически неизменным. С точки зрения эффективного управления системой существует явная возможность улучшения использования простаивающих ресурсов. С использованием технологии Thin Provisioning возможно перераспределение неиспользуемой памяти для высокопроизводительных приложений, требующих большего объема памяти.
Если рассматривать пользователей, сотрудников организации, как потребителей физической памяти, то, например, предполагается, что каждому не требуется больше 20 Гб памяти, а средняя потребность составляет меньше 12Гб. Из этого слудет, что виртуально каждому пользователю будет выделено по 20 Гб, а реальный физический пул будет состоять лишь из 12 Гб. При количестве сотрудников в одну сотню, используемая память равняется всего 1,2 Тб, а разница между виртуальным и физическим пулом будет составлять 800 Гб (40%), которую можно выдать пользователям с потребностью более 20 Гб либо использовать для других нужд. Важно отметить роль системного администратора, который должен следить за перемещением ресурсов и контролировать выделение памяти.
Из представленных выше примеров следует, что данная технология четко разделяет процессы конфигурирования и выделения памяти.
Рис.3. Выделение памяти по технологии Thin Provisioning
Thin Provisioning реализуется на основе следующих модулей: Виртуальный пул емкости – некий контейнер, где будут созданы запрашиваемые тома. Важно обратить внимание, что это именно логический контейнер, где нет реальной физической емкости. Реальный пул емкости – это физическая совокупность дисков, являющийся резервом при запросе на физические носители. Тома с эффективным объемом (Space efficient Volume) могут быть привязаны к любому хосту. Эти тома при создании не имеют никакой физической емкости за исключением места под необходимые метаданные, но при первой записи в том физическая емкость из реального пула емкости будет перенесена в данный том.
Выводы
Модульная структура новых моделей систем хранения данных позволяет упростить проектирование помещения под ИТ-инфраструктуру, сделать более эффективным хранение информации, а также снизить энергопотребление. До появления технологий, способных снизить энергопотребление, питание было глобальным для всей СХД, а в дисковых полках отсутствовали свои блоки питания и вентиляторы.
Технология Easy Tier позволяет более эффективно использовать возможности SSD накопителей в совокупности с HDD дисками, что приводит к увеличению производительности всей системы в целом. Стоит отметить, что оптимизация может выполняться как вручную, так и полностью автоматически, что минимизирует усилия при наладке.
Технологии динамического расширения томов (Dynamic Volume Expansion) и экономного распределения ресурсов (Thin Provisioning) позволяют избежать простаивания ресурсов и более эффективно распоряжаться имеющейся емкостью. Технология четко разграничивает конфигурирование и выделение памяти, что облегчает процесс проектирования, так как не нужно закладывать определенные объемы памяти в начале разработки системы, а можно перемещать дисковые мощности динамически по системе при ее эксплуатации
Вариант статьи в формате *.doc размещен здесь:
Комментариев нет:
Отправить комментарий