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满足集群需求的全新 FAS3200 型号
Steven Miller
Steven Miller
高级技术指导兼平台架构师

NetApp 最近在 FAS3200 系列中推出了两个型号:FAS3220 和 FAS3250。我们设计这两个型号的目的是为了更加全面地利用集群模式 Data ONTAP® 和虚拟存储层技术。我们已经将计算功能提高了一倍,并且显著扩展了内存和容量,因此在广泛的用例(包括在云环境和 FlexPod® 配置中将各种中端系统工作负载整合为集群构建块)中,这些系统均可提供出色的性能和效率。

您会发现我们已经将 FAS3200 系列中的三个型号简化为两个型号。凭借集群模式 Data ONTAP,您现在可以合并多个系统(包括 NetApp® FAS2200、FAS3200 和 FAS6200 产品系列)来满足容量和性能需求,同时通过集群支持的无中断操作来提高基础架构灵活性。

本文将介绍 NetApp 如何将 FAS3220 和 FAS3250 设计为在提高性能和效率的同时,可以利用 Data ONTAP 中的最新技术。

灵活配置选项

在 2010 年推出 FAS3200 系列 后,我们认识到我们需要一个灵活、可扩展的平台来弥补入门级和企业级存储之间的巨大差距。所以,灵活性和可扩展性仍然是我们关注的重点。

我们使用与以前型号相同的 3U 机箱。一个机箱里面可以放置两个控制器(每个控制器均配有两个 PCIe v2.0 插槽),这样可以在一个 3U 机箱中构建一个高可用性对;也可以在一个机箱里面放置一个控制器和一个 I/O 扩展模块 (IOXM),这样可以多提供四个 PCIe 插槽。

FAS3200 系列的 3U 机箱中可以放置两个控制器(高可用性对)或者一个控制器再加上一个 I/O 扩展插槽(带有四个额外的 PCIe 插槽)。

图 1) FAS3200 系列的 3U 机箱中可以放置两个控制器(高可用性对)或者一个控制器再加上一个 I/O 扩展插槽(带有四个额外的 PCIe 插槽)。

您可以选择在 FAS3220 配置中是否配备 IOXM。这意味着,您可以在一个带有四个可用 PCIe 插槽的 3U 机箱或者是带有 12 个 PCIe 插槽的 6U 机架空间中采用高可用性配置(两个控制器)。所有 FAS3250 配置均包括 IOXM,以实现最大的可扩展性。高可用性配置需要 6U 机架空间并提供 12 个 PCIe 插槽。与以前一样,我们为每个型号提供适用于虚拟化第三方存储的 V 系列版本。

表 1) 新 FAS3200 型号的可用配置。

 FAS/V3220FAS/V3250
单机箱独立配置FAS/V3220不适用
单机箱高可用性配置FAS/V3220A不适用
配有 IOXM 的单机箱FAS/V3220EFAS/V3250E
双机箱高可用性
(每个机箱配有控制器 + IOXM)
FAS/V3220AEFAS/V3250AE

 

作为一般准则,NetApp 建议在控制器中内置两个 PCIe 插槽,以提供高性能的 10GbE 和(或)8Gb FC 适配器。IOXM 中额外的扩展插槽可用于 NetApp Flash Cache™ 智能缓存以及连接更多的 FC 或 SAS 磁盘。这四个 IOXM 插槽在配置系统方面提供了明显的优势,可以方便地利用 Flash Cache.

FAS3220 亮点

为了增强 FAS3220 的功能(相较于被替代的 FAS3210),NetApp 将 CPU 内核数量增加了一倍,将系统内存增加了 2.4 倍,并且将 NVMEM 增加了 3 倍以上。此外,还将最大驱动器数量增加了一倍(达到 480 个驱动器),并且提供采用 IOXM 的配置,以实现更大的扩展。结果是系统拥有更加强大的功能,最高可以将性能提高 80%。增加的 NVMEM 可以进一步加快写入密集型应用程序的速度。在发生写入时,将记录在 NVMEM 中。当 NVMEM 填满时,将出现检查点并且所有写入将转储到磁盘中。如果使用更大的 NVMEM,则可以减少这些检查点的频率,并且支持 Data ONTAP 进一步优化磁盘写入,以尽可能地提高效率。

表 2) 新 FAS3220 与 FAS3210 之间的对比。

 FAS/V3210FAS/V3220
HA 配置AA 或 AE
CPU 内核48
物理内存10GB24GB
NVMEM*1GB3.2GB
最大驱动器数240480
最大容量720TB1920TB**
板载端口4 个 GbE 端口
4 个 FC 端口
4 个 6Gb SAS 端口
4 个 GbE 端口
4 个 FC 端口
4 个 6Gb SAS 端口
PCIe 插槽44 或 12

*NVMEM 需要使用部分物理内存。
**使用 4 TB 驱动器(在 FAS/V3210 上不适用)。

NetApp 最近在 Microsoft Exchange 解决方案评估计划 (ESRP) 中测试了 FAS3220。我们发现,该系统可支持 21,000 名 Exchange 2010 用户(0.120 IOPS/用户),并且在邮箱可恢复性(双副本)配置中可采用容量为 1.5 GB 的邮箱。由于所实现的 IOPS 比预期高出 49%,因此很显然,测试的解决方案在 IOPS 方面仍然有大幅上升空间。该结果优于其他竞争性中端存储系统的测试结果。

FAS3250 亮点

对于 FAS3250,我们将 CPU 内核数量增加了一倍,将内存增加了 2.5 倍,并且将支持的最大磁盘数增加到 720 个。此外,在集群模式 Data ONTAP 和 7-模式配置中,我们还在每个控制器中配备标准的万兆以太网卡或者 8 千兆光纤通道卡,以满足集群互连或高性能 I/O 需求。相较于 FAS3240,FAS3250 可以将性能提高多达 2 倍。

表 3) 新 FAS3250 与 FAS3240 之间的对比。

 FAS/V3240FAS/V3250
HA 配置A 或 AE仅 AE
CPU 内核816
物理内存16GB40GB
NVMEM*2GB4GB
最大驱动器数600720
最大容量2400TB**2880TB**
板载端口4 个 GbE 端口
4 个 FC 端口
4 个 6Gb SAS 端口
4 个 GbE 端口
4 个 FC 端口
4 个 6Gb SAS 端口
标准 I/O 卡不适用10GbE 或 8 Gb FC
PCIe 插槽44 或 12

*NVMEM 需要使用部分物理内存。
**使用 4 TB 驱动器

我们使用 SPECsfs 基准来评估 FAS3250 的性能。FAS3250 可提供每秒达到 100,922 次 SPECsfs2008_nfs.v3 的操作速度,以及 1.76 毫秒的整体响应时间

集群模式 Data ONTAP 可提高灵活性

借助增加的内存、处理能力和容量,FAS3220 和 FAS3250 可作为集群配置的理想构建块,从而利用集群模式 Data ONTAP 8 的横向扩展功能。(以前的 Tech OnTap® 文章将集群模式 Data ONTAP 称为"在集群模式下运行的 Data ONTAP 8 "或者简称为"集群模式"。)

集群可以在数据访问和物理存储硬件之间提供抽象层,从而创建更加灵活的存储环境。所有数据访问均会通过虚拟存储服务器 (Vserver),该存储配置并不与特定的底层存储系统相关联。这样一来,您可以在集群中移动工作负载,而无需执行会中断用户访问的重新装载操作。此外,还可以为集群存储提供一套与虚拟机管理程序向服务器环境所提供功能类似的新功能。

例如,如果存储节点需要维护,您可以将所有工作负载移到集群中的其他位置,执行维护,然后再将工作负载迁移回来,同时又不会中断用户或应用程序。您还可以迁移工作负载来平衡集群中的负载,或者向特定工作负载提供更多或不同资源(如不同的介质类型)。您的存储环境能够更加灵活地满足不断变化的需求并应对意外事件。您可以根据需要向特定工作负载添加资源(容量和性能)来应对高峰情况,而在不需要这些资源的时候,则可以将其重新分配到其他位置。

集群模式 Data ONTAP 将继续提供您期望从 NetApp 获得的所有功能,包括统一存储(SAN 和 NAS)、高级的高效存储功能(精简配置、重复数据删除、压缩等)以及集成数据保护。

借助集群模式 Data ONTAP,您可以使用多达 24 个存储控制器来构建存储集群。您可以构建所有集群节点均相同的异构集群(正如 PeakColo 所采取的做法),也可以创建包含多种 FAS 控制器和介质类型的异构集群,从而使单个集群(采用单个管理点)提供多层不同类型的存储。

闪存可提高性能和效率

FAS3220 和 FAS3250 旨在充分利用 NetApp 虚拟存储层技术,包括 Flash Cache™、 Flash Pool™, and Flash Accel™ 技术。通过部署这些技术,您可以在享用闪存技术性能优势的同时,降低资本成本和管理成本。资本支出降低的原因在于您的存储使用更少的磁盘轴便可提供相同甚至更高的性能。此外,您还可以将闪存和高容量 SATA 磁盘相结合,达到需要的性能级别,而不必使用更加昂贵的高性能 SAS 磁盘。

在 FAS3220 和 FAS3250 中支持的虚拟存储层选项。

图 2) 在 FAS3220 和 FAS3250 中支持的虚拟存储层选项。

Flash Cache 可显著改善随机读取的延迟性,并且这是将闪存添加到 NetApp 配置的最简单方法。Flash Pool 可加快随机读取和写入。Flash Accel 可以在服务器上缓存数据,从而满足要求苛刻的延迟敏感型应用程序的需求。有关详细信息,请参见 VST 上最新的 Tech OnTap 文章

借助所有新 FAS3200 型号中新增的内存和处理能力,用户可以利用最新以及未来的 Flash Cache 设备和 Flash Pool SSD。

表 4) FAS3200 系列闪存支持。

 FAS/V3220FAS/V3250
每个高可用性对的 Flash Cache1TB2TB
每个高可用性对的 Flash Pool1TB2TB
每个高可用性对的总容量1TB2TB

结论

我们目前仍提供早期的 FAS3200 型号(包括 FAS3210、FAS3240 和 FAS3270),以便于客户完成过渡。FAS3220 和 FAS3250 具备与我们一开始在 FAS3200 系列中内置 的相同的卓越功能,可以为客户提供可靠性、可用性、可服务性和可管理性。我们添加了更多内核、内存和容量来提高性能并提供中端存储所需的功能,来满足不断增长的业务关键型应用程序、服务器虚拟化和云工作负载需求。

这些新系统经过优化,可支持集群模式 Data ONTAP 和 NetApp 虚拟存储层,以便于您创建一个功能更加强大的敏睿数据基础架构,通过充分利用闪存技术来加快存储工作负载的处理速度。

 对 FAS3200 有任何见解?

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Steven Miller NetApp 核心系统部门高级技术指导兼平台架构师

Steven 已担任 NetApp 平台架构师六年有余,负责 FAS3100、FAS3200、FAS6200、FAS2240 和 FAS2220,以及性能加速模块 (PAM) 和 Flash Cache (PAM II) 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 31 项已授权的专利,另外还有 19 项专利正在申请中。

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