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利用 FAS2500 统一混合存储简化运营
Steven Miller
作者:高级技术主管兼平台架构师

在 NetApp 设计 FAS2500 系列之初,我们就已明确这是一个专为预算十分紧张且现有存储专业知识非常有限的细分市场设计的平台。出于这样的初衷,我们以提供全新的入门级平台为目标,该平台能够更加灵活地简化运营,同时又不会影响无中断运行、存储效率或集成数据保护等高级功能,从而提供更高的价值。

凭借对集群模式 Data ONTAP® 软件和闪存的增强支持,全新 FAS2500 可以促进扩展,因此客户可以从小规模起步,无需中断服务便可对存储进行横向和纵向扩展。

FAS2500 混合存储平台

对于容量或性能的存储需求应该适度,但并不意味着满足该需求的硬件需要也跟着大打折扣。FAS2500 系列是一个具有极强功能和灵活性的存储平台,它可以采用纯 HDD 配置、混合配置 (HDD + SSD) 或纯闪存配置。此平台与更大型的 FAS8000 系列平台一样,提供所有企业级功能。 (有关详细信息,请参阅近期关于 FAS8000 系列 的一篇文章以及本月有关全新 FAS8080 EX 的文章。)

FAS2500 的功能远超前代产品:内存高出 2 倍,NVRAM多出 2 倍,可加快写入性能;在混合存储配置中,闪存是原来的 5 倍,因此您可以加速处理更多工作负载。我们还为每种型号设计了超高的 I/O 功能,同时提供更多灵活性来保护投资。

FAS2552 和 FAS2554

基础系统。 FAS2552 和 FAS2554 使用相同的控制器,但为了支持不同的磁盘类型,它们采用了不同的机箱。每种机箱均可包含单控制器或双控制器。(NetApp 将双控制器称为一个高可用性对。)双控制器和单控制器配置均支持高达 4 TB 闪存的混合存储。一个高可用性对提供 36 GB 内存和 4 GB NVMEM。

FAS2552 适用于要求高性能的工作负载,而 FAS2554 适用于要求高容量的工作负载。FAS2552 采用 2U 机箱,可容纳 2.5 英寸小型 (Small Form Factor, SFF) 高性能 HDD 和一系列 SSD。FAS2554 采用 4U 机箱,可容纳 3.5 英寸大型 (Large Form Factor, LFF) 大容量 HDD,同时支持 400 GB SSD,无需外部磁盘架就可以在基础机箱中实现混合存储配置。

外部磁盘架。 除了基础机箱外,这两个型号最多可配置五个任意类型的外部磁盘架(总共可容纳 144 个驱动器),并且可以根据需要混合使用高性能 HDD、大容量 HDD 和 SSD。(有关可用外部选项的更多详细信息,请参阅 FAS 磁盘架和存储介质技术规格。)借助外部磁盘架,两种型号支持的最大容量均超过 500 TB。(请参见表 1。)

灵活的连接。 对于客户端和主机网络连接,每个 FAS255x 控制器均包含四个统一目标适配器 2 (Unified Target Adapter 2, UTA2) 端口(每个高可用性对总共 8 个),FAS8000 具有同样灵活的网络端口。NetApp UTA2 端口在存储行业属于首创技术。通过更改光纤和设置软件交换机,您可以为 16 Gb/秒光纤通道 (Fibre Channel, FC) 或 10GbE(或两者的组合)配置这种端口,无论是现在还是未来,您都能够享有更大的灵活性。

您可以用 16 Gb/秒的最高可用 FC 带宽连接到现有 FC SAN。(UTA2 也可以使用 8 Gb/秒和 4 Gb/秒 FC。)如果您目前不需要使用 FC,可以为 10GbE 配置此类端口,以支持 FCoE 和 iSCSI SAN 连接以及 NFS 和 CIFS/SMB 客户端连接,所以绝不会出现端口闲置的情况。

易于升级。 如果要扩展 FAS2552 或 FAS2554,您可以通过将控制器替换为 I/O 模块 (I/O Module, IOM),将您的基础机箱转换为标准磁盘架。将转换后的磁盘架连接到您选择的 FAS8000 控制器,您便可以恢复业务运营,而无需进行数据迁移,并且所需停机时间最短。

FAS2520

作为 FAS2500 产品系列的低端产品,FAS2520 在 2U 机架空间中提供最多 12 个磁盘驱动器,并且支持用最多 3 个外部磁盘架扩展到 84 个驱动器,容量可达 336 TB。内部磁盘可包含高性能 HDD、大容量 HDD 和(或)SSD。这种型号有双控制器和单控制器两种配置,可支持闪存最多为 4 TB 的混合存储。一个高可用性对提供 36 GB 内存和 4 GB NVMEM。

10GBase-T 连接。 与 FAS255x 和 FAS8000 中提供 UTA2 端口不同,FAS2520 在每个控制器中提供 4 个 10GBase-T 端口(每个高可用性对 8 个)。这样不仅可降低 FAS2520 的硬件成本,而且可降低相关布线(您可以使用现成的 CAT6e 布线)以及其他网络组件的成本,在简化整个网络配置的同时,仍能提供极为可观的原始网络带宽。这些端口可用于 iSCSI SAN 连接以及 NFS 和 CIFS 客户端连接,而且可以根据需要自动调整到 GbE 速度。FAS2520 不支持 FC 和 FCoE 协议,因为它们很少与此类存储一起使用。

表 1) FAS2500 型号比较。(以每个高可用性对为单位显示数值。)

  FAS2552 FAS2554 FAS2520
最大容量 518TB 576TB 336TB
最多磁盘驱动器数 内部 24 个 (SFF)
总计 144 个
内部 24 个 (LFF)
总计 144 个
内部 12 个 (LFF)
总计 84 个
控制器外形规格 单机箱高可用性:
2U 机架空间中配备
2 个控制器
单机箱高可用性:
4U 机架空间中配备
2 个控制器
单机箱高可用性:
2U 机架空间中配备
2 个控制器
内存 36GB 36GB 36GB
最大混合闪存 (VST) 4TB 4TB 4TB
NVRAM 4GB 4GB 4GB
板载 I/O:10GBase-T 不适用 不适用 8
板载 I/O:UTA2 (10GbE/16 Gb FC) 8 8 不适用
板载 I/O:GbE 4 4 4
板载 I/O:6 Gb SAS 4 4 4
操作系统版本 Data ONTAP 8.2.2

可靠性和可用性

为了实现卓越可靠性和性能,我们为 FAS2500 配备了通常只有更加高端的存储系统才具有的功能。例如,它使用的服务处理器设计与 FAS8000 系列相同。即使某个存储系统出现故障,服务处理器仍能继续运行,同时还能提供远程重启、自动通报和无中断访问等多项功能来进行故障排除。

对于 SAS 磁盘架的带外管理,FAS2500 采用了备用控制路径 (Alternate Control Path, ACP) 技术。在未通过某个存储通道进行通信时,ACP 支持存储控制器对该通道进行重置。如果通道断开或行为异常,快速重置可以使其返回在线状态,而无需外部干预。借助 ACP,存储系统无需重新启动即可从故障中恢复,这是一个很大的优势。

只要看到 FAS2500 所有卓越的硬件可靠性功能(包括双控制器、系统级诊断和多路径高可用性对 [Multipath HA, MP-HA]),以及经过广泛测试和验证可提供超过 99.999% 可用性的硬件设计,再加上经证明的集群模式 Data ONTAP 的无中断运行功能,就会非常清楚地知道,该平台绝对是您的心仪之选,不会让您的业务出现中断。

灵活的闪存架构:按需满足性能

正如我前面谈到的,FAS2500 系列具有非常灵活的架构,可支持的介质配置包括纯闪存、混合存储和纯 HDD。对于此平台,我认为采用将高性能或大容量 HDD 和 SSD 相结合的混合配置最为理想。采用虚拟存储层 (Virtual Storage Tier, VST) 技术的混合配置已证明,工作负载处理速度可加快 46%,可用容量可提高 48%。 通过将高性能 HDD 替换为大容量 HDD 和 SSD 的组合可实现上述提升。

NetApp VST 技术旨在非常高效地使用闪存,并通过使用重复数据删除和克隆等补充性技术获得实实在在的益处,因此您使用较少的闪存投资便可获得更快的速度。所有 FAS2500 系统上的混合 VST 配置均支持高达 4 TB 的闪存,因此您可以加快许多工作负载的处理速度,而且全部共享相同存储。您可以使用存储服务质量 (Quality of Service, QoS) 确保任何一个工作负载不会独占太多的资源。

虽然 VST 部署对于 FAS2500 来说应属最常见的混合部署,不过您也可以选择混合部署 SSD 和 HDD,将 SSD 用于性能敏感型工作负载,而将 HDD 用于容量导向型工作负载。

支持横向扩展

虽然 FAS2500 系列的扩展闪存架构能够带来大幅性能提升,但我们同时也针对集群模式 Data ONTAP 对该平台进行了优化,以支持其进行横向扩展,从而提升容量和性能。如上所述,您可以通过以下方式对任何型号的 FAS2500 进行纵向扩展:添加 HDD 以增加容量,添加 SSD 以提升性能。

FAS2500 系列的横向扩展功能可扩展性能和容量,同时避免停机。

图 1) FAS2500 系列的横向扩展功能可扩展性能和容量,同时避免停机。

当在单个系统中达到纵向扩展的极限后,您可以通过增加更多控制器(节点)进行横向扩展。利用经过扩展的横向扩展功能(FAS2520 可扩展到 4 个节点,FAS255x 可扩展到 8 个节点),您可以构建总容量高达 2.3 PB 的存储基础架构。您可以在集群中混合使用不同类型的介质,以满足各种存储需求,并在需要时,从 FAS2500 控制器过渡到 FAS8000 控制器,以实现更高的性能和容量 — 而且无论是扩展还是过渡,都不需要中断正常运营。

简化安装和管理

尽管设计精良的硬件非常重要,但 NetApp 也同样注重 FAS2500(以及整个 FAS 产品系列)的软件设计。利用我们向导驱动的 System Setup 软件,您可以在 10 分钟甚至更短时间内完成 FAS2500 系统的配置。在打开 FAS2500 系统的包装箱后,您可以先进行物理安装(包括进行机架安装和布线),然后配置软件,不用 30 分钟就可以提供数据,而这一切都不需要存储专业知识,只需按照最佳实践完成每项操作即可。

System Setup software makes it possible to get a FAS2500 system up and running with no storage expertise required.

图 2) 利用 System Setup 软件即可启动并运行 FAS2500 系统,无需存储专业知识。

同样,包括 OnCommand System Manager 和 OnCommand Workflow Automation 的 OnCommand® 管理工具 套件不仅可以帮助简化管理,而且支持自动执行常规流程。

最后,从存储角度来说,只有选择能够为 Oracle® 数据库、SAP® 以及 Microsoft® Exchange、SQL Server 和 SharePoint 等企业应用程序提供全面集成的基础架构才有意义。集成能够促进重要应用程序的部署、管理和保护。

由于 NetApp 可以在最广泛的技术合作伙伴、平台、应用程序和工具之间提供 API 集成,所以业界公认 NetApp 是该领域的领导者。NetApp 的集成点比任何其他存储供应商都要多。这将有助于您降低 IT 复杂性,提高可用性,从而进一步加快业务处理速度。

连接到云

通过连接到云来支持备份、灾难恢复和其他功能,这样的能力对每个人来说无疑都极具吸引力,对于通常不具有或宁愿不构建用于远程备份或灾难恢复的辅助设施的小型企业来说更是如此。

目前有超过 350 家云服务提供商 (Cloud Service Provider, CSP) 采用 NetApp FAS 存储,我们也一直在加强与 Amazon Web Services 这样的超大规模提供商之间的关系。利用 FAS2500 和 Data ONTAP,您可以选择服务提供商,并使用 NetApp 经验证的复制技术在设施与云之间轻松迁移数据,从而充分地利用云资源。

结论

对于存储需求适度的几乎任何情形来说,FAS2500 系列都是理想的存储选择。小型企业不仅会喜欢 FAS2500 的简单设置、易用性和灵活性,肯定也会欣赏它为 SAN 和 NAS 工作负载带来的一致的闪存加速性能。大型企业从中受益的原因大致相同。由于功能上与配置更高的 FAS 平台完全兼容,而且能够轻松连接到云,因此对于需要备份到中央位置或云的远程办公室和分支机构来说,选择任一 FAS2500 型号都可以满足其较低的存储需求。

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NetApp 高级主管兼平台架构师 Steven Miller

Steven 担任 NetApp 的平台架构师已六年有余,负责 FAS3100、FAS3200、FAS6200、FAS2200、FAS2500 和 FAS8000,以及性能加速模块 (Performance Acceleration Module, PAM) 和 Flash Cache™ 智能缓存等产品。他还是 NetApp 工程部与国家安全局、国家地理空间情报局及中央情报局的联络人。Steven 目前是几个 IEEE 和行业团体的成员。他曾在存储和高性能计算领域荣获 39 项已授权的专利,另外还有 16 项专利正在申请中。

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July 2014

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