ГлавнаяТехнологииHardwareАрхитектура самой быстрой в мире системы хранения у вас в серверной комнате

Архитектура самой быстрой в мире системы хранения у вас в серверной комнате

Повсеместное использование серверной виртуализации и растущая популярность облачных вычислений приводят к непредсказуемым пикам нагрузки на IT-инфраструктуру и предъявляют особые требования к системам хранения данных. Новое поколение дисковых массивов 3PAR разработано с учетом этих требований. Возможности эффективной консолидации разнородных приложений с гарантированным уровнем сервиса, максимальная утилизация контроллеров и дискового пространства, непревзойденная масштабируемость и простое управление являются главными характеристиками систем хранения HP 3PAR.

Дисковые массивы 3PAR используются не только «облачными» провайдерами, крупнейшими банками и производственными компаниями. Даже предприятия среднего бизнеса могут получить преимущества при использовании систем хранения HP 3PAR и повысить эффект от инвестиций в IT-инфраструктуру. Как правило, такие организации действуют в рамках ограниченных бюджетов и предъявляют особые требования по общей стоимости решения. Для таких компаний HP предлагает систему 3PAR среднего классаHP 3PAR StoreServ 7000 анонс который прошел в декабре 2012. HP представила первые две модели 3PAR StoreServ 7200 и 3PAR StoreServ 7400.

3PAR StoreServ 7200 3PAR StoreServ 7200

 3PAR StoreServ 74003PAR StoreServ 7400

Первая оснащается двумя дисковыми контроллерами, а во вторую можно опционально устанавливать два или четыре. В контроллеры массива сразу поставляется большой объем кэша: 24 Gb для StoreServ 7200 и 32 Gb для StoreServ 7400. В каждом контроллере массива помимо двух процессоров Intel устанавливается уникальный сверхбыстрый процессор ASIC Gen4, который позволяет на лету оптимизировать данные, хранящиеся в системе. В дисковые полки можно устанавливать диски SSD, SAS и SATA форм-факторов SFF (2,5”) и LFF (3,5”), причем, в одной полке могут совместно работать разные типы дисков одного форм-фактора. При этом производительность контроллеров не становится бутылочным горлышком при использовании высокопроизводительных SSD-дисков: средняя пропускная способность составляет 2,5 Gb в секунду на диск для 3PAR StoreServ 7200 и 4,8 Gb в секунду для 3PAR StoreServ 7400. При этом в максимальной конфигурации среднее количество IOPS (операций ввода-вывода) в секунду составляет 150.000 и 320.000 соответственно.

В июне в компании HP прошел большой анонс в департаменте систем хранения данных. Были анонсированы модели систем хранения среднего класса, оптимизированные на работу с flash-носителями — HP 3PAR StoreServ 7450, а также был расширен функционал текущих систем 7000.

Практически любая система хранения, представленная сейчас на рынке, поддерживает накопители SSD. Традиционно высокая производительность дисковой подсистемы достигалась добавлением большого количества вращающиеся шпинделей, как правило, с минимальной утилизацией их объема. Использование SSD-накопителей позволило сократить число вращающихся шпинделей, подняв при этом производительность массивов данных.

3PAR StoreServ 74503PAR StoreServ 7450

В то время когда на рынке доминируют традиционные массивы, имеющие почти 20-летнюю архитектуру либо сверхдорогие all-flash стартапы, HP предлагает массив с совершенно другой архитектурой, специально разработанный для одновременной работы с различными типами данных. Ключевыми особенностями нового массива 3PAR StoreServ 7450 является то, что контроллеры не являются узким местом в производительности. Это гарантирует практически линейный рост производительности по мере добавления новых дисков. Технологически эти массивы похожи на текущие 3PAR StoreServ 7400 с улучшенными характеристиками кэша и интерконнект-связями между контроллерами. Как и модель HP 3PAR StoreServ 7400, новый StoreServ 7450 может расширяться до массива из 4 полносвязанных контроллеров с зеркалированием кэша на запись, при этом уникальность массива заключается в том, что каждый контроллер является активным для всех томов. Это дает честную балансировку нагрузки между всеми нодами и всеми дисками массива. Такая уникальная технология позволяет сохранять высокую производительность даже при выходе одного контроллера из строя.

Массивы 3PAR StoreServ 7450 имеют большой объем кэша — 64 Gb для двухконтроллерной системы и 128 Gb для четырехконтроллерной, при этом кэш на запись имеет свои собственные каналы. Таким образом операционная система массива не может «отъедать» кэш на запись под свои нужды и он полностью доступен для операций ввода/вывода. Благодаря такому объему кэша, использованию чипов ASIC и восьмиядерных процессоров Intel E5-2470 с тактовой частотой 2,3 GHz, массив может разгоняться до 520000 IOPs при использовании только SSD-дисков (4krandomread), что важно, при задержке менее 1 мс. Для достижения столь высоких результатов достаточно только нескольких полок с SSD-носителями. Большие IOPS требуют большой пропускной способности массива, а благодаря использованию чипов ASIC сильно разгружается центральный процессор каждого контроллера. Это позволяет получить очень высокие показатели пропускной способности — до 5,2 Gb в секунду. Таким образом, «сырая» вычислительная мощность каждого контроллера возросла более чем на 55%.

Использование SSD-накопителей позволило сократить число вращающихся шпинделей, подняв при этом производительность массивов данных.

Чтобы справляться с такими большими нагрузками и поддерживать кластеризацию, была увеличена пропускная способность шины между контроллерами. Так как большинство традиционных дисковых массивов построены на архитектуре 20-летней давности, то использование SSD-носителей в них не приносит существенного роста производительности, а лишь приводит к кратковременному улучшению показателей чтения. Контроллеры таких массивов также имеют существенные ограничения по количеству поддерживаемых SSD-накопителей. Особенности архитектуры массива 3PAR таковы, что позволяют получить высокую производительность, даже при добавлении большого количества SSD (120 SSD для модели 3PAR StoreServ 7200, 240 SSD для моделей 3PAR StoreServ 7400/7450). Для оценки износа SSD-носителей используется продвинутый механизм Flash Wear Gauge, который вовремя проинформирует вас о возможных проблемах с носителями. Тем не менее, HP не предлагает перемещать все данные на SSD. Для некоторых приложений это неприемлемо, а большинству из них быстрый SSD-уровень требуется только для кратковременного хранения данных, поэтому говорить о закате эры HDD пока преждевременно.

Для каких сред предназначен массив HP 3PAR StoreServ 7450? Во-первых, это технологии OLTP и WEB 2.0, для которых время отклика и скорость массива имеют решающее значение, а для предприятия это напрямую влияет на полученную прибыль. Во-вторых, это широко востребованные сегодня технологии VDI, для которых характерно наличие лавинообразного роста обращений к массиву в течение очень короткого промежутка времени (bootstorm). Использование быстрого массива 3PAR StoreServ 7450 позволит выжать максимум производительности из SSD-накопителей (до 10000 IOPS с носителя) и, таким образом, сократить их количество.

С июня 2013 года клиентам была предоставлена возможность заказывать помимо стандартных массивов 3PAR StoreServ 7000/10000 массивы с функцией шифрования данных. Отличие этих массивов заключается в наличии специальных дисков SED (Self-Encrypted Disk), в каждом из которых есть чип шифрования. Поддерживаются протоколы шифрования AES-128/RSA-2048/SHA-256/RNGFIPS-186/SP 800-90DRBG. Благодаря низкой задержке чипа, скорость работы SED-диска практически не отличается от скорости обычного диска. При первой инициализации ключ шифрования распознается менеджером LocalKeyManager, который является частью операционной системы массива и выполняется на каждом контроллере. В этот же момент массивам будет предложено сохранить копию ключа. В случае отключения питания на дисках или в массиве, данные блокируются, и доступ к ним может быть возобновлен при повторном вводе ключа шифрования в консоли LocalKeyManager. Если IT-специалист уходит из организации, то можно поменять ключ.

Схема работы шифрования данных в массиве 3PAR

При миграции на массив без функции шифрования данные будут расшифрованы, а при миграции в обратную сторону – зашифрованы. Включение функции шифрования происходит очень быстро — в несколько параллельных потоков. Например, на системе в 160 дисков шифрование применяется за ~30сек. Но стоит учитывать и ряд нюансов:

— шифрование активируется лицензией (на один массив приобретается одна лицензия);

— смешивать обычные и SED-диски в массиве с активированной функцией шифрования нельзя;

— если функция шифрования не активирована, то смешивать диски в массиве можно, но стоимость SED-дисков окажется выше примерно на 5%;

— после того, как функция шифрования будет активирована, все SED-диски должны быть переинициализированы, то есть данные на дисках будут недоступны.

Для шифрования будут доступны несколько типов SED-дисков в 2,5” форм-факторе: 400 GB MLCSSD, 450 GB 10k, 900 GB 10k и 1 TB 7.2k.

Эльхан Кулиев 
ТЕГИ:
Google распродал 8ГБ версии Nexus 4 за неделю
Акции Nokia подорожали на 48% после новостей о сделке с Microsoft
Оформление подписки
Оформить подписку на журнал InfoCity вы можете заполнив приведенную
ниже форму. Стоимость одного выпуска — 2 маната.
Ваше имя
Адрес доставки журнала и номер телефона для контактов
Число месяцев подписки
Благодарим вас за подписку!