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全新 FAS 产品系列:为现代 IT 而优化
Dave Mason
作者:NetApp FAS 系统部门高级副总裁

作为 NetApp FAS 工程团队的主管,与客户沟通交流是我的一项重要工作内容。我希望对客户的问题了如指掌,以确保我们提供的存储平台能与客户的需求完美契合。

通过与 CIO 及以下级别 IT 人员进行交流,不难发现 IT 团队在满足其内外部客户要求极高的 SLA 方面明显力不从心。只针对特定工作负载纵向扩展过度配置的大型存储系统的做法,已经无法满足如今的业务需求。客户需要简化运营,灵活适应不断发生的变化,在确保性能的同时避免过度配置,采用内置的成本效率技术,以及无中断地按需扩展容量和性能。

随着本月发布全新 FAS2500 系列和 FAS8080 EX(完善了今年 2 月份发布的 FAS8000 系列),NetApp 已彻底完成了对 FAS 系列的全面更新。为了提供灵活、简单且能够同时支持大量不同类型的存储工作负载的产品系列,我们特地投入了大量时间和精力来满足现代 IT 的需求。

全新 FAS 系列支持横向扩展,以便客户能够更灵活地满足特定的容量和性能需求。客户可以从小规模起步,然后通过逐步扩展,让存储环境达到支持数百万 IOPS 的 PB 级规模,而且整个过程无需中断。

当其他存储供应商还在向已经令人不知所措的众多选择中添加更多平台时,我们已经对 FAS 系列进行了简化,消除了产品重叠,让客户更容易选择正确的存储。而且我们认为,从性能、效率、可靠性和可用性角度来看,我们提供的产品系列已经远超过去所达到的水平。

因此,新一代 FAS 混合存储硬件能够很好地满足当今企业的需求,并灵活地适应新的 IT 交付模式,包括软件定义的存储和云。

全面更新的 FAS 产品组合。(按高可用性对显示的值。)

图 1) 全面更新的 FAS 产品组合。(按高可用性对显示的值。)

简化 FAS 产品系列

在 NetApp,我们始终力求简单。就这次更新而言,我们从以下几方面进一步降低了 FAS 产品系列的复杂性:

  • 减少型号总数
  • 更加灵活的联网
  • 简化安装过程

简化产品型号

为了简化平台选择过程,我们将 FAS/V 系统的总数从 13 个减少为 7 个 FAS 型号。更新后的 FAS 产品系列包括下列产品:

全新 FAS2500 系列替代了上一代 FAS2200 系列。FAS8000 系列和 FlexArray 软件替代了所有 FAS3200、FAS6200 和 V 系列型号,表明我们已将中端和高端型号的总数从 2012 年的 12 个精简为目前的 4 个。

推出 FlexArray 软件后,不必再单独提供 V 系列型号,因此 FAS8000 只用 4 个型号就替代了 FAS3200 和 FAS6200 产品系列。

图 2) 推出 FlexArray 软件后,不必再单独提供 V 系列型号,因此 FAS8000 只用 4 个型号就替代了 FAS3200 和 FAS6200 产品系列。

增强横向扩展功能后,FAS8000 产品系列的四个型号就消除了重叠,决定部署哪个平台就变得轻而易举。

FlexArray 软件支持任何 FAS8000 系统对 EMC、HDS、HP 和 NetApp® E 系列存储阵列进行虚拟化,而且不需要单独的 V 系列系统,为客户提供了更灵活的部署选择。客户可以通过添加 FlexArray 软件,将 NetApp Data ONTAP® 生态系统的功能(无中断运行、存储效率、集成数据保护等)扩展到其他存储阵列。

更加灵活的联网

此次 FAS 更新提供了更大的网络灵活性和速度更高的连接。所有新 FAS 系统(FAS2520 除外)均具有集成的统一目标适配器 2 (Unified Target Adapter 2, UTA2) 端口(有时称为融合网络适配器 [Converged Network Adapter, CNA]),这属于行业首创。您可以将这些端口配置为 16 Gb/秒光纤通道 (Fibre Channel, FC) 或 10GbE。UTA2 对于统一存储平台意义非凡,无论现在或将来都可以提供更大的灵活性。

您可以为 FC 配置 UTA2 端口,并连接到具有最高可用带宽的 FC SAN。如果您目前不需要 FC,可以将所有端口配置为 10GbE,以支持 FCoE 和 iSCSI SAN 主机连接和(或)NFS 和 CIFS/SMB 客户端连接,这样就可以充分利用所有可用资源。

简化安装过程

过去几年来,NetApp 一直致力于简化和加快入门级系统的安装过程。现在,我们已经在整个产品系列上扩展了该功能,包括所有 FAS2500 和 FAS8000 型号。无论您配置的存储系统有多大,此功能都可以帮助您更快地安装存储并提供数据。

实现高性能

我认为 NetApp 应更加努力地加大对 FAS 性能的宣传力度。不久前,我与纽约的一组金融客户讨论了 FAS8000。他们非常喜爱 Data ONTAP 功能组合和横向扩展模式,但是却向我抱怨 NetApp 无法在横向扩展架构中提供性能层。

不过当他们真正了解了 NetApp 为优化性能所做的一切努力后,他们感到非常意外,因为我们的优化不仅局限于采用纯闪存 FAS 的第 1 层工作负载,而是针对在 FAS 上运行的各种工作负载。事实上,对于诸如数据库和 VDI 这样的实际工作负载,FAS8000 平台性能不仅在 IOPS 和单位 IOPS 成本方面赶超了竞争对手,而且还具备 Data ONTAP 的全部数据管理和存储效率功能。这是一个非常棒的组合。

FAS 在性能上的成功可以归结为四个因素:

  • 增强的硬件
  • 灵活的横向扩展
  • 实现最佳性能的纯闪存 FAS
  • 用于混合工作负载的混合存储

硬件增强

我们增强了整个 FAS 产品系列的硬件,针对集群模式 Data ONTAP 对其进行了优化,提高了同时处理前端工作负载(例如数据库和 VDI)和重要后端工作负载(例如备份和复制)的性能。对于 FAS8000,我们增加了最新的处理器设计,而且提供了比以往更多的核心、内存和缓存。我们还扩展并加速了用于写入加速的 NVRAM。

刚刚发布的 FAS8080 EX 采用了每个高可用性对(双主动/主动控制器)40 个核心的最新 Ivy Bridge 处理器、256 GB 内存、闪存高达 36 TB 的混合存储配置和 1,440 个驱动器。在横向扩展配置中,将转变为 480 个核心、高达将近 70 PB 的容量以及接近 400 万次的 IOPS。

灵活的横向扩展

现在似乎每个人都在谈论横向扩展。横向扩展支持从小规模起步,然后根据需要逐步扩展性能和容量,并随着时间的推移不断利用技术改进(和降低成本)。然而,现实情况是,大多数横向扩展存储设计都要求节点之间的匹配程度非常接近(即便不是完全相同),这样可能导致您在未来三五年内的升级选择十分有限。

FAS 存储和集群模式 Data ONTAP 则提供了更大的灵活性。您可以在最新一代平台上混合使用节点(控制器),而且还可以将各代节点聚合成一个集群(但存在一些限制)。除了横向扩展功能外,每个节点还可通过增加容量、网络连接等实现大规模纵向扩展。这样您便可以极为灵活地满足性能和容量需求,而不会浪费资源。

我们已经提高了所有 FAS 平台的横向扩展上限。FAS2520 可以扩展到 4 个节点,而 FAS2552 和 FAS2554 均可横向扩展到 8 个节点。对于 NAS,FAS8000 系列中的所有型号最多可扩展到 24 个节点,对于 SAN,最多可扩展到 8 个节点。这种横向扩展方法为您提供了巨大的性能选择空间 — 对于 NAS 工作负载,可从约 2 万次 IOPS 提升到将近 400 万次 IOPS。

我们还支持您将最新技术与现有技术结合使用,以节省投资,并避免叉车式升级。在为提高容量而对节点进行优化的同一集群中,可通过创建性能层对节点进行性能优化,而且可在需求变化时灵活地在各层之间移动工作负载。一个横向扩展架构便可满足您在 NAS 和 SAN 环境中对纯闪存、混合存储和大容量存储的需求。

纯闪存 FAS 存储

运行集群模式 Data ONTAP 的大多数客户都特别钟爱该软件的功能组合,但同时也在寻求提高性能的途径。这就为纯闪存 FAS 提供了用武之地。利用纯闪存 FAS,您可以将高性能节点无缝添加到集群中。我们一直在针对 VDI 和 OLTP 对 FAS8000 系统进行基准测试,结果非常不错。

纯闪存 FAS8000 VDI 性能与竞争产品对比。

图 2) 纯闪存 FAS8000 VDI 性能与竞争产品对比。

FAS8000 凭借支持写入加速的 NVRAM9 架构,在处理写入密集型 VDI 工作负载方面表现出极其卓越的性能,而 FAS8060 的优势在于成本更低,与其他存储提供商(例如,Pure Storage 的每桌面成本为 100 美元)相比,每桌面成本低至 55 美元。

FAS8000 在处理读取密集型 OLTP 工作负载时所表现出来的性能同样令人惊叹。FAS8060 与竞争对手产品的性能旗鼓相当,初步测试表明,FAS8080 EX 的性能更加卓越。(请参阅今后发布的有关纯闪存 FAS 的文章,详细了解 FAS8080 EX 数据库性能。)

您可以将任何 FAS 系统配置为采用纯闪存,并且既可以作为独立系统进行部署,也可以将其作为包含其他类型介质的更大集群的一部分。和我交谈的客户开始真正了解和认可在更大集群中部署纯闪存节点的价值,即,在需要性能时(例如零售业的季末和年末、假期等)可以灵活地将数据集无中断地迁移到纯闪存上,在不需要性能时将数据集移到其他介质上,从而将宝贵的闪存释放出来以作他用。

混合存储

虽然纯闪存 FAS 毫无疑问是一个吸引人们眼球的产品,但我们同时也使用 Flash Cache 和 Flash Pool 技术对 FAS 平台的功能进行了显著增强,以支持混合存储配置。我们大幅提高了混合配置支持的闪存总量,尤其是 FAS2500 系列。

表 1) FAS 新型号混合配置中每个高可用性对支持的总闪存,以及相比被替代的上一代平台的增长。

FAS 型号总闪存 (混合配置) 增加
FAS25204TB5 倍
FAS25524TB5 倍
FAS25544TB5 倍
FAS80206TB3 倍
FAS804012TB3 倍
FAS806018TB1.5 倍
FAS8080 EX36TB1.5 倍

利用这些增长,您可以对存储进行优化,以加速处理更多工作负载。例如,通过将 SSD 与现有磁盘驱动器整合创建一个 Flash Pool,按每分钟事务处理量进行衡量,可以将数据库吞吐量提高近 3 倍,同时将延迟时间降至单独使用磁盘时的三分之一以下。

为企业和云提供动力

凭借对 FAS 产品系列的更新,NetApp 打造了可满足当今企业需求的存储,其架构和功能支持您灵活地适应全新 IT 交付模式。

无中断运行

可靠性和可用性至关重要;保持应用程序 24×7×365 正常运行成为当务之急。我们不断改进集群模式 Data ONTAP 的无中断运行 (Nondisruptive Operation, NDO) 功能,以避免计划内停机。

集群模式 Data ONTAP 的每个新版本均包含更多 NDO 功能,这进一步扩大了 NetApp 与竞争对手之间的差距。在 2 月份发布的 8.2.1 版本中,我们增加了无中断移除存储架功能。由于集群模式 Data ONTAP 能够无限期地保持数据在线,因此只要有需要,您都可以将现有存储架更换为最新的存储架硬件。

我们认为,集群模式 Data ONTAP 的横向扩展模式对于企业具有重要的意义,因为它可以消除停机,简化存储容量和存储性能的部署,并且支持您创建可以不断更新又无需进行叉车式升级和大规模数据迁移的存储架构。

硬件可靠性

我们千方百计增强 FAS 硬件的可靠性,以减少或消除计划外停机。我坚定地认为,新一代平台的可靠性远远超过了以前的所有平台。在销售 FAS8000 之前,我们对其进行了 50 万个小时的测试,包括使用情形工作负载、客户工作负载和突破测试工作负载,突破测试就是将系统置于极限状态,尝试突破存储和操作系统的极限。

FAS8000 已推出约四个月,到目前为止,对其整体可靠性的反馈可谓好评如潮。企业客户关心正常运行时间和可靠性,而且我相信,您终将体会到此项测试带给您的巨大信心。到目前为止的结果表明,FAS8000 兑现了这一承诺。FAS8000 系列的年度组件替换率还不到传统系统更换率的一半,而且我相信,全新 FAS2500 和 FAS8080 EX 将证明它们具有同样的可靠性。

能够承受突发性工作负载

为了保持竞争优势,许多企业都在努力缩短周期时间。例如,经常与我交流的一家大型半导体制造商正在努力地将其周期时间缩短 75%。

这种做法的一个重要影响是,工作负载存在更多突发状况或出现更多高峰。这在云环境中或对于任何尝试采用更加注重服务的客户来说,都是一个非常重要的问题。您很难了解工作负载利用存储的情况,因此活动中的意外高峰是一大问题。

我已经注意到,许多人关注 FAS8080 EX 正是出于这个原因。凭借其 40 个核心、大幅扩展的缓存以及卓越的混合存储和纯闪存支持,FAS8080 EX 可以相对轻松地承受意外高峰负载。

正是出于同样的原因,从 Data ONTAP 8.2 起,我们增加了存储服务质量 (Quality of Service, QoS) 功能。QoS 支持对工作负载设置 IOPS 或带宽方面的限制。这样,您就可以为最重要的存储工作负载确定优先顺序,防止“恶意”工作负载影响业务。这一点对于同一基础架构上有多个租户的共享环境尤其重要。

向软件定义的存储和云转型

在谈到软件定义的存储和云时,我认为我们采取的方法可以让您大为安心。

在这一现象尚未得到正名之前,NetApp 就已经开辟了这条道路。我们一直致力于将我们的物理存储资产虚拟化,简化管理,并且发布 API,以便通过编程支持 NetApp 的所有功能。我们仍在不断增强 OnCommand 管理工具以扩展软件定义的功能,促进可利用 Data ONTAP 的完整功能组合的云部署。

我们的云方法支持您利用 NetApp FAS 存储实施选择的私有云部署,包括 OpenStack。您可以通过与云服务提供商 (Cloud Service Provider, CSP) 合作支持开发/测试、云容量规划等来创建混合云。现在有超过 350 家 CSP 使用 FAS 存储,NetApp 也因此成为公共云基础架构首屈一指的存储提供商。我们还与 Amazon Web Services 这样的超大规模云提供商建立了密切的关系。

因此,无论您希望与哪家云提供商合作,您都能使用我们快速高效的复制技术在数据中心与云之间移动数据。过去几十年来,我们一直致力于开发可简化和加快复制及数据管理流程的方法。这也成为您可以放心投资购买 NetApp FAS 硬件的另一个原因。

开拓光明的未来

NetApp 绝不是一家安于现状的公司。我们一直在进行战略性投资,致力于提供对您的业务至关重要的功能和技术,其中包括:

  • 增强可维护性
  • 不断增长横向扩展功能
  • 性能增强(许多即将进行的更改将应用于现有 NetApp 存储和新系统。)

我希望能详细谈谈我们推出的所有出色的产品,但是有一点您可以放心,您现在安装的 FAS 集群能够满足您未来的需求。

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NetApp 对本报告中提供的任何信息或建议的准确性、可靠性或适用性以及因采用在此提供的信息或建议而可能导致的任何后果不做任何声明或担保。本文档中信息按原意发布,对此类信息的使用或对此处任意建议或技术的实施均由客户承担责任,并取决于客户评估和将其融入客户运作环境的能力。本文档以及文档中所含信息仅可用于本文档中所讨论的 NetApp 产品。

By Dave Mason, Senior Vice President, FAS Systems Group

Dave 是一位非常成功的产品开发主管,主要负责发布存储、航天、计算机和通信领域先进的技术产品。他拥有 35 年以上的行业领导经验,曾在多家公司供职,其中包括一些初创公司和市值达数十亿美元大型企业。

Dave 目前是 NetApp FAS 系统部门的高级副总裁。FAS 系统部门负责交付所有 NetApp 硬件平台,包括 NetApp 控制器和存储架以及 HDD/SSD 商用战略。

加入 NetApp 之前,Dave 是 Occam Networks 的副总裁,Occam Networks 在 IP/以太网的通信系统领域处于世界领先地位。他担任过的其他职务包括:Sun Microsystems 工程部高级主管和副总裁、Statek Corp 产品运营部副总裁以及 General Dynamics Corp/Hughes Aircraft Corp 的若干高级工程管理职务。

Dave 毕业于波莫纳校区的加州州立理工大学,获得化学学士学位和工商管理硕士学位。

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July 2014

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