NetApp FAS2650
FAS2650 uređaj je najnoviji NetApp uređaj FAS serije. U internoj šasiji visine 2U nalaze se dva kontrolera i dva redundantna napajanja. S vanjske strane predviđen je prostor za 24 interna diska. Diskovi mogu biti SAS (10k) ili SSD, kao i njihova kombinacija unutar šasije.
Kontroleri rade u Active/Active režimu. Ovo znači da kontroleri rade neovisno, svaki opslužujući svoje aplikacije. U slučaju pada jednog od kontrolera, drugi kontroler, pored svojih, preuzima i poslove kontrolera izvan funkcije (u roku od 2 do maksimalnih 15 sekundi) do momenta zamjene. Ovaj proces odvija se transparentno, u smislu da aplikacije ne prestaju s radom tokom failover operacije.
U slučaju prekida napajanja, svi neupisani podaci će biti kopirani u flash memoriju pa će samim time podaci biti sačuvani i u slučaju dužeg otkaza. (baterijski podržana NVRAM memorija)
Uređaj FAS2650 se može proširivati dodatnim ladicama sa diskovima, ali i drugim FAS sustavima (scale-out) do maximalno 8 nodova (kako u NAS tako i SAN okruženju). Nodovi koji se dodaju u cluster mogu biti različiti modeli NetApp FAS serije uređaja (uključujući i trenutno dostupne FAS25xx serije) U slučaju miješanja sa starijim uređajima FAS22xx serije (ili FAS2520,) maximalan broj nodova je 4. (kako u SAN tako i NAS okruženju)
Po pitanju konektivnosti, na raspolaganju je 8 UTA2 porta (4 po kontroleru) koji mogu biti 16Gbps FC, 10Gbps Eth ili njihova kombinacija (4x FC + 4x iSCSI/NAS). Isti UTA2 portovi mogu biti korišteni za FC ili iSCSI/NAS povezivost, zavisno od logičke konfiguracije u samom softveru. Na slici ispod prikazan je jedan od dva FAS2650 kontrolera unutar šasije.
Najveći novitet po pitanju hardvera (u odnosu na trenutno dostupnu FAS25xx seriju) je ugrađenih 1TB FlashCache-a (512GB po kontroleru) što do sada nije bila praksa. Također, ovim se u većini slučajeva izbjegava potreba za SSD diskovima namijenjenih keširanju podataka (NetApp FlashPool), već se potrebne performanse ostvaruju isključivo korištenjem rotirajućih diskova (NL-SAS na 7200 okretaja ili SAS na 10000 okretaja) u kombinaciji sa FlashCache memorijom. Drugi noviteti u odnosu na FAS25xx su veća količina memorije, broj i tip CPU jezgri.
Model FAS2650 podržava do 144 diska (SAS ili SAS+SSD) ili 96 diskova u All Flash, SSD konfiguraciji. Kapaciteti podržanih SAS diskova 900GB, 1.2TB i 1.8TB. Kapaciteti podržanih SSD diskova 960GB, 3.84TB i 15.3TB. U scaleout implementaciji, broj podržanih diskova iznosi 576.
Podržani tipovi ladica za proširenje FAS2650 sistema su DS4246, DS2246, DS212C i DS224C. Maksimalni broj dodatnih ladica iznosi 4.
FlashCache
FlashCache je funkcionalnost koja omogućava cachiranje podataka kojima se često pristupa u cilju čitanja. (tzv. hot podaci) Najveći benefiti ostvaruju se u virtualnom okruženju. FlashCache omogućava značajno brže čitanje podataka tako što se podacima, kojima se često pristupa, pristupa izravno iz FlashCache-a, bez komunikacije sa rotirajućim diskovima. Čitanje iz FlashCache-a je u prosjeku 10x brže od čitanja istih podataka sa rotirajućih diskova.
S obzirom da se značajan dio podataka čita sa FlashCache-a, bez upita ka diskovima, diskovi se oslobađaju za upis, čime se povećava efektivni broj IOPS-a koje sistem može isporučiti.
FlashCache ne sudjeluje pri upisu podataka zbog načina na koji NetApp DATA Ontap obavlja upis na diskove. Naime, NetApp DataOntap, prije nego upiše podatke na diskove, sakuplja blokove za upis u operativnoj memoriji (zaštićenoj baterijom u slučaj otkaza kontrolera ili oba napajanja) i hostu (serveru ili klijentu) potvrđuje upis prije nego te podatke zaista upiše na diskove. Do trenutka upisa, svi podaci su kopirani u memoriji oba kontrolera.
Druga prednost FlashCache-a je što efektivno povećava performantnost sustava bez konfiguriranja dodatnih rotirajućih diskova (ukoliko nije potreban veći kapacitet). Manji broj diskova znači manji fizički prostor u rack ormaru kao i trajnu uštedu el. energije.
Softverske funkcionalnosti koje dolaze u osnovnom paketu (Base Bundle):
iSCSI/FC/CIFS/NFS – uređaj dolazi sa sva četiri licencirana protokola kao i potrebnim fizičkim portovima za povezivanje sa serverima/klijentima.
Snapshot – Patentirana NetApp funkcionalnost kreiranja gotovo neograničenog broja full backup-a u SAN i NAS okruženju. NetApp Snapshot omogućava kreiranje full backup-a u roku od nekoliko sekundi, neovisno od veličine seta podataka jer ne prepisuje/kopira podatke pri kreiranju Snapshot-a. Iz tog razloga se na sustavu mogu nalaziti tisuće Snapshot-ova, bez utjecaja na performanse.
Inline zero deduplikacija – inline deduplikacija blokova podataka prije nego se isti uskladište na diskovima.
Inline/postproces kompresija – kompresija podataka na nivou grupe blokova koja omogućava značajne uštede prostora. Inline kompresija se obavlja prije nego se podaci uskladište na diskove. Podaci koji zahtjevaju više resursa se naknadno komprimiraju, korištenjem postprocesa.
Inline/postproces deduplikacija – deduplikacija na nivou bloka, nezavisno od toga da li se podaci skladište kao SAN ili NAS. Inline deduplikacija se obavlja prije nego se podaci uskladište na diskove. Podaci koji zahtjevaju više resursa se naknadno dedupliciraju, korištenjem postprocesa, također na nivou bloka.
Inline adaptive compaction – NetApp je bio prvi proizvođač koji je omogućio inline kompresiju na produkcijskim, takozvanim Tier 1 podacima. Nakon toga, uvodi kompresiju podataka kao post process, a nedugo zatim i kao inline opciju, tj. proces koji se odvija prije nego se podaci uskladište na diskovima. Inline adaptive compaction je novitet u verziji 9 DataOntap OS-a. Ova funkcionalnost se svodi na to da logički blokovi manji od 4KB budu upakirani u jedan 4KB fizički blok na diskovima. Pored dramatičnog povećanja efektivnog prostora na All Flash sustavima, ova funkcionalnost je omogućena i na FAS sistemima sa rotirajućim diskovima ali i hibridnim. (HDD+SSD)
Kako se proces odvija kada su uključene sve tri funkcionalnosti: deduplikacija, kompresija i kompaktiranje?
- Prvo što se događa, kako podaci dolaze na upis, je detekcija blokova koji u sebi sadrže nule. Ovi blokovi se uopće ne skladište na diskovima, već se umjesto njih bilježe isključivo meta podaci.
- Sljedeći korak je inline adaptive compression. Ovaj proces je veoma učinkovit u određivanju toga da li se blok može komprimirati za više od 50%. Ovo se provjerava iz razloga što se ne žele trošiti CPU ciklusi na podatke čijom kompresijom se više gubi nego dobiva.
- Nakon ovoga se događa inline deduplication proces. Ova funkcionalnost je prvi put primjenjena u verziji 8.3.2, ali je provjera rađena samo na podacima koji su se zadesili u memoriji. Sa trenutno aktualnom verzijom 9, ova funkcionalnost se odnosi kako na podatke u memoriji, tako i na podatke koji su nedavno upisivani na diskove. U paraleli sa ovim procesom, odvija se post proces deduplikacija u kojoj se svi podaci koji već nisu deduplicirani inline procesom (prije zapisivanja na diskove) provjeravaju i dedupliciraju naknadno.
- Po završetku svih navedenih procesa, a prije nego se podaci upišu na diskove, odvija se proces pod imenom data compaction (funkcionalnost predstavljena u verziji 9). Svi podaci koji su prethodno prošli kroz proces kompresije ili nisu jos prošli provjeru, kandidati su za data compaction. Tako se mali, nekomprimirani dokumenti (manji od 4KB), ali i podaci koji su imali stupanj kompresije veći od 75% , prije upisa na fizičke blokove, logički stavljaju u 4KB fizički blok koji se, kao takav, skladišti na diskovima. Pravilo je da što su dokumenti manji i kompresija veća, inline compaction ima veći sinergijski efekt.
RAID - TEC – ova patentirana NetApp tehnologija samo predstavlja nastavak priče koju je NetApp davno predstavio – RAID DP (no penalty RAID 6). Novost vezana za RAID-TEC je da se ovom tehnologijom omogućava istovremeni otkaz bilo koja 3 diska unutar RAID grupe. Uzimajući za primjer RAID grupu sastavljenu od 24 diska, čak 21 disk služi za skladištenje podataka dok se sa preostala 3 diska postiže zaštita podataka. Odnos podataka i paritetnih diskova u ovom slučaju je 21:3.
Ovaj mehanizam će imati sve veću primjenu sa pojavom diskova većih od 10TB, kako rotirajućih tako i SSD. NetApp je prvi storage proizvođač koji je certificirao SSD diskove od 15,3TB.
Thin Provisioning – funkcionalnost kojom se serverima/klijentima prezentira značajno veći logički kapacitet od fizički raspoloživog kapaciteta sustava.
FlexVol – logički kontejneri nad kojima se izvršavaju sve ostale funkcionalnosti: Snapshot (full backup), deduplikacija, kompresija, kompakcija, ThinProvisioning, SnapMirror, SnapVault, itd. FlexVol logički volumeni se mogu dinamički proširivati, ali i smanjivati bez prekida u radu aplikacija.
Storage QoS – ova funkcionalnost namjenjena je prioritizaciji prometa koji dolazi sa servera u SAN i NAS okruženju. Pored toga, ovim putem moguće je prioritizirati i sistemske operacije samog storage sistema, definiranjem nivoa prioriteta. Storage QoS radi na nivou FlexVolume-a, ali i na nivou LUN-a (u SAN) i nivou datoteke (u NAS okruženju). Datoteka u ovom slučaju može biti i pojedinačna virtualna mašina. Parametri kojima se ograničava neki od spomenutih entiteta su broj IOPS-a kao i maximalni bandwidth koji određena aplikacija može koristiti u određenom vremenskom intervalu. (Mb/sec)
Ispod je grafički prikaz definiranih QoS, kako za komunikaciju s aplikacijama (serverima) tako i sistemske prioritete (deduplikacija, kompresija, kopiranje podataka, itd.)
Dodatne softverske funkcionalnosti (Premium Bundle):
SnapDrive – predstavlja softver koji omogućava direktnu alokaciju prostora aplikaciji, bez administracije samog storage sistema. SnapDrive također automatizira backup i oporavak aplikacija direktno sa servera; fizičkog ili virtualnog. Također, osigurava konzistentnost Snapshot-a na razini file sistema ili uz kreiranje ili preuzimanje gotovih skripti, konzistentnost backup-a na razini same aplikacije.
SnapRestore – predstavlja funkcionalnost kojom se oporavak podataka iz Snapshota (full backup) obavlja gotovo trenutno, bez kopiranja podataka, kako u NAS tako i SAN okruženju.
SnapVault – NetApp softver koji se koristi za backup Snapshot-ova sa bržih na sporije diskove (SSD na SATA/SAS) ili za prijenos Snapshot-ova sa primarne na sekundarnu lokaciju. SnapVault se može podesiti u određenim vremenskim intervalima pa omogućava slanje konzistentnih backupa na sekundarnu lokaciju.
SnapMirror – NetApp softver koji se koristi za replikaciju podataka sa primarnog na sekundarnu lokaciju. U slučaju nedostupnosti primarne lokacije, DR lokacija se može proglasiti primarnom (produkcijskim).
FlexClone – Snapshot kopija produkcijskih podataka nad kojom se može vršiti upis. Ponaša se kao nezavisna kopija iako nema kopiranja podataka već se pamte samo promjene na nivou bloka od 4KB. Primjer: postoje deseci developera kojima je potrebna kopija baze podataka za testiranje. FlexClone funkcionalnost omogućava da svi developeri koriste iste blokove baze podataka, dok se samo izmjene koje svaki od njih pojedinačno napravi, zapisuju. (na razini bloka od 4KB) Ovim se drastično smanjuje potrošnja prostora na diskovima jer nema kopiranja podataka.
SnapManager – predstavlja grupu NetApp softvera namijenjenih integraciji sa vodećim aplikacijama: Exchange (do nivoa oporavka pojedinačnog mailboxa ili pošte), SQL, SharePoint, Oracle, SAP, VMware, Hyper-V. (application consistent Snapshot vs. crash consistent Snapshot) i njihovoj administraciji izravno sa servera, kako u cilju backupa tako i alokacije prostora potrebnog aplikaciji.