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Sieben Tipps für die ersten Schritte mit
Clustered Data ONTAP
Ryan Beaty
Practice Manager for Infrastructure, Zumasys

NetApp hat vor Kurzem mit seinem Betriebssystem Clustered Data ONTAP für Aufsehen gesorgt. Zu den zahlreichen Funktionen und wegweisenden Vorteilen des Tools gehören unter anderem der unterbrechungsfreie Betrieb, die niedrigeren Gesamtbetriebskosten sowie die nahtlose Skalierbarkeit.

Allerdings ist auch ein beträchtliches Maß an Unsicherheit und Zweifel bezüglich der Komplexität von Clustered Data ONTAP zu beobachten. Die meisten dieser Sorgen und Gerüchte stammen jedoch von Anwendern, die entweder das Produkt nicht gut genug kennen oder nur über unzureichende Praxiserfahrung verfügen. Als einer der ersten fünfzig Clustered Data ONTAP Partner Professional Services and Systems Engineering Specialists habe ich mich intensiv sowohl mit Data ONTAP 7-Mode als auch mit Clustered Data ONTAP beschäftigt. Seit meinem Wechsel zu Zumasys vor drei Jahren habe ich rund fünfzig Installationen mit Data ONTAP durchgeführt. In den vergangenen Monaten hat dabei die Zahl an Installationen mit Clustered Data ONTAP deutlich zugenommen. Sofern Sie dies nicht bereits getan haben, sollten auch Sie sich daher schnellstens näher mit diesem Produkt befassen.

Zwischen Clustered Data ONTAP und 7-Mode gibt es zwar gewisse Unterschiede, aber durch die neu hinzugekommenen Funktionen, wie beispielsweise den unterbrechungsfreien Betrieb, lohnt sich der Wechsel allemal. In diesem Artikel gebe ich Ihnen einige Tipps, wie Sie Clustered Data ONTAP schneller erfolgreich nutzen. Meine Erläuterungen richten sich in erster Linie an Anwender, die bereits mit 7-Mode vertraut sind. Aber auch, wenn Sie bisher noch nie mit Data ONTAP gearbeitet haben, dürften die folgenden Hinweise für Sie nützlich sein.

Tipp 1: Üben Sie mit dem Clustered Data ONTAP Simulator.

Der NetApp Simulator – Simulate ONTAP 8 – ist eindeutig das beste Tool, mit dem Sie die Nutzung von Clustered Data ONTAP üben können. Der Simulator bereitet Sie auf alle Aspekte der Konfiguration und des Betriebs eines Clusters vor und erleichtert Ihnen das Verständnis der Best Practices für die AutoSupport Einstellungen, die Aufgabenplanung, Warnmeldungen, Netzwerk-Failover-Gruppen und so weiter.

Übung macht den Meister. Mit dem Simulator können Sie sämtliche Designelemente ausführlich testen. Und wenn Sie fertig sind, können Sie Ihren Cluster wieder löschen und von vorne beginnen – bis Sie genau wissen, wie das System funktioniert und welche Einstellungen für Ihre Anforderungen am besten geeignet sind.

Laden Sie sich Simulate ONTAP 8 von der NetApp Support-Website herunter. (Das Tool kann nur von Data ONTAP Kunden sowie ausgewählten Partnern mit NetApp Login heruntergeladen werden.) Zum Ausführen des Simulators benötigen Sie lediglich ein Notebook oder einen Desktop-PC mit Dual-Core-Prozessor und mindestens 2 GB Arbeitsspeicher sowie 40 GB freiem Festplattenspeicher. Unter Windows ist VMware Workstation und unter Mac VMware Fusion erforderlich. (Die aktuellen Versionsvoraussetzungen finden Sie auf der Website.) Wählen Sie die Simulator-Version, die Ihrer Version von Clustered Data ONTAP entspricht.

Tipp 2: Machen Sie sich mit der neuen Befehlszeilenschnittstelle vertraut.

Als Erstes sollten Sie sich mithilfe des Simulators mit der Befehlszeilenschnittstelle (Command-Line Interface, CLI) von Clustered Data ONTAP vertraut machen. Clustered Data ONTAP umfasst zwar grafische Managementtools, mit denen Sie im Prinzip sämtliche Konfigurations- und Managementaufgaben bewältigen können, allerdings bietet die Befehlszeilenschnittstelle meiner Meinung nach deutlich mehr Leistungsfähigkeit und Flexibilität.

Wenn Sie ebenso wie ich ohne Befehlszeilenschnittstelle gar nicht arbeiten könnten, sollten Sie sich zunächst mit der neuen CLI-Hierarchiestruktur genauer beschäftigen. Eine meiner Lieblingsfunktionen der neuen CLI ist die Autovervollständigung. Falls Sie später wieder mit 7-Mode arbeiten, werden Sie diese Funktion sicherlich vermissen.

Die Befehlszeilenschnittstelle umfasst hierarchisch strukturierte Befehle. Sie müssen also nicht mehr ein Fragezeichen eingeben, um eine Liste aller verfügbaren Befehle anzuzeigen. Stattdessen sind die Befehle in einer Verzeichnisstruktur mit Kategorien wie beispielsweise Netzwerk, QoS, SnapMirror, Volumes usw. gruppiert. Von der ersten Hierarchieebene aus können Sie Ihre Auswahl anschließend weiter verfeinern. Wenn Sie zum Beispiel die Kategorie „Netzwerk“ öffnen, stehen erweiterte Optionen wie Ping, Traceroute, Portmanagement und Schnittstellenmanagement zur Auswahl. Es dauert möglicherweise eine gewisse Zeit, bis Sie diese Struktur verinnerlicht haben, aber wenn Sie sich mit der CLI von 7-Mode bereits auskennen, müssen Sie nur auf der obersten Hierarchieebene überlegen, was Sie konfigurieren möchten, und schon finden Sie sich im Handumdrehen in dieser Hierarchie zurecht.

Ich empfehle Ihnen, sich zunächst im Simulator mit der neuen CLI vertraut zu machen, bevor Sie Ihre ersten Schritte in der Praxis wagen.

Tipp 3: Nutzen Sie Storage Virtual Machines in vollem Umfang.

Bei Clustered Data ONTAP erfolgt der Datenzugriff stets über ein logisches Konstrukt, eine sogenannte Storage Virtual Machine (SVM). (Bisher wurde hierfür die Bezeichnung Vserver verwendet – wie Sie sehen werden, nutzt die CLI immer noch diesen älteren Begriff.) Somit können die von einer SVM verwendeten physischen Ressourcen ausgetauscht werden, ohne dass dadurch Änderungen oder Unterbrechungen auf Client- oder Host-Seite erforderlich sind.

Bei SVMs handelt es sich um sichere, virtualisierte Storage-Container mit eigenen Verwaltungssicherheitsfunktionen, IP-Adressen und Namespaces. Eine SVM kann Volumes auf beliebigen Nodes im Cluster umfassen, während ein einzelnes Cluster bis zu Hunderte SVMs beinhalten kann. Jede SVM unterstützt ein oder mehrere SAN- (FC, FCoE, iSCSI) und/oder NAS-Zugriffsprotokolle (NFS, pNFS, CIFS) und enthält mindestens ein Volume und eine logische Schnittstelle (Logical Interface, LIF). (Der folgende Abschnitt enthält weitere Informationen zu LIFs.)

Clustered Data ONTAP nutzt Storage Virtual Machines zur Trennung der logischen Einheiten von der physischen Hardware sowie zur Gewährleistung der sicheren Mandantenfähigkeit.

Abbildung 1) Clustered Data ONTAP nutzt Storage Virtual Machines zur Trennung der logischen Einheiten von der physischen Hardware sowie zur Gewährleistung der sicheren Mandantenfähigkeit.

Mehrere SVMs innerhalb eines Clusters können unterschiedliche Zwecke erfüllen. Beispielsweise könnte ein Service-Provider jedem Client in einem Cluster eine separate SVM zuweisen. SVMs sollten beim Entwurf von Systemen mit Clustered Data ONTAP unbedingt berücksichtigt werden, selbst wenn die vorgesehene Umgebung keine inhärente Mandantenfähigkeit aufweist.

Beispielsweise ziehe ich es vor, die von Servern genutzten Storage-Volumes auf einer SVM und die Volumes für Anwenderfreigaben auf einer anderen SVM zu gruppieren. Für gewöhnlich erzeuge ich alle meine iSCSI-/FC-LUNs und NFS-Datastore/-Mounts auf einer SVM und CIFS-Freigaben auf einer separaten SVM. Dies verschafft mir bei Ausfällen zusätzliche Flexibilität, ähnlich dem DR-Befehl der vFiler Einheit in 7-Mode.

Folgende Hinweise sollten Sie bei der Einrichtung von SVMs ebenfalls beachten:

  • QoS-Richtlinien lassen sich direkt auf eine SVM anwenden – Dies ist besonders bei der Integration mit Service-Providern hilfreich. Bedenken Sie jedoch, dass Ihre QoS-Struktur bei der Anwendung auf SVM-Ebene an Granularität einbüßt. Wenn Sie QoS auf eine SVM anwenden, können Sie keine QoS-Richtlinien auf ein bestimmtes Volume innerhalb dieser SVM anwenden. Somit ist dies möglicherweise nicht immer die beste QoS-Vorgehensweise.
  • Abteilungen innerhalb eines Unternehmens können klar voneinander abgegrenzt werden – So sind die Daten einer Abteilung vollständig von denen anderer Abteilungen getrennt.
  • Chargeback lässt sich deutlich vereinfachen – Sie sehen sofort, wie viele Ressourcen jede SVM verbraucht.
  • Einzelne SVMs lassen sich zu administrativen Zwecken nutzen – Sie können verschiedenen Gruppen oder Abteilungen Administratorrechte zum Managen ihrer eigenen Daten ohne Beeinträchtigung anderer SVMs gewähren.

Tipp 4: Beschäftigen Sie sich mit logischen Schnittstellen.

Logische Schnittstellen (Logical Interfaces, LIFs) sind wahrscheinlich der Schlüssel zum vollständigen Verständnis der Arbeitsweise von Clustered Data ONTAP. Dies wurde mir insbesondere nach längeren Gesprächen mit anderen NetApp System Engineers bei der NetApp Insight im vergangenen Oktober bewusst. (Der Infobereich am Seitenrand enthält Informationen zum diesjährigen Event.) LIFs sind für den unterbrechungsfreien Betrieb in Clustered Data ONTAP absolut unerlässlich. Aus diesem Grund sollten Sie sich damit befassen, was eine LIF ist, wie LIFs arbeiten und wie Sie Systeme mithilfe von LIFs entwerfen. Wenn Sie diese Aspekte verstehen, sind Sie anderen Anwendern, die nur eine „ungefähre Ahnung“ von LIFs haben, schon einen großen Schritt voraus. Sehen wir uns also die technische Funktionsweise von LIFs etwas genauer an.

NetApp LIFs abstrahieren physische Netzwerkressourcen von Ihrem NetApp Cluster, ähnlich wie Hypervisoren Netzwerkressourcen mit virtuellen Switches abstrahieren. Eine LIF ist eine logische Netzwerkschnittstelle, die Ihre SAN- und NAS-Netzwerkverbindungen virtualisiert. Auf diese Weise können Sie das Cluster erweitern, verkleinern oder sogar Nodes ersetzen, ohne dass dadurch Netzwerkausfälle entstehen. LIFs sind an eine SVM gebunden und physischen Netzwerk-Ports, Schnittstellengruppen oder (beim Einsatz von Tagging) VLANs des Controllers zugeordnet. Da LIFs virtualisiert sind, bleibt eine LIF-Adresse sogar unverändert, wenn eine LIF zu einem anderen physischen Port desselben oder eines anderen Node im Cluster migriert wird. NAS LIFs führen automatisch ein Failover durch, wenn einer der Cluster-Nodes ausfällt, und arbeiten mit dem Storage Failover im Hochverfügbarkeitspaar zusammen, um den Datenzugriff aufrechtzuerhalten. Sie können alternativ eine LIF manuell zu einem anderen Port migrieren.

Clustered Data ONTAP nutzt logische Schnittstellen (LIFs) zur Virtualisierung von Netzwerkverbindungen. Dies ist ein wichtiger Faktor für den unterbrechungsfreien Betrieb.

Abbildung 2) Clustered Data ONTAP nutzt logische Schnittstellen (LIFs) zur Virtualisierung von Netzwerkverbindungen. Dies ist ein wichtiger Faktor für den unterbrechungsfreien Betrieb.

Jeder Cluster-Node unterstützt maximal 256 LIFs, von denen sechs für das Management und bestimmte Cluster-Funktionen reserviert sind. Somit stehen Ihnen also maximal 250 LIFs frei zur Verfügung. Daten-LIFs werden verwendet, um Clients oder Hosts mit Daten zu versorgen, und sind entweder als SAN oder als NAS konfiguriert. IP-basierten LIFs (NAS oder iSCSI) werden IP-Adressen zugewiesen, während FC-basierten LIFs WWPNs zugewiesen werden. Jede SVM benötigt mindestens eine Daten-LIF. Im normalen Betrieb sollten Sie die Anzahl der Daten-LIFs pro Node auf maximal 125 begrenzen. So wird bei einem HA-Failover das Limit des Partner-Nodes nicht überschritten, selbst wenn er alle LIFs des ausgefallenen Nodes übernimmt.

Weitere Informationen zu LIFs sowie zur LIF-Migration erhalten Sie in diesem aktuellen Tech OnTap Artikel zum unterbrechungsfreien Betrieb. Informationen zu netzwerkbezogenen Aspekten von Clustered Data ONTAP, einschließlich Failover-Gruppen, Lastausgleich u. v. m., finden Sie im technischen Bericht TR-4182: Best Practices for Clustered Data ONTAP Network Configurations und im Leitfaden Clustered Data ONTAP 8.2: Network Management Guide. Aktuelle Ressourcen finden Sie außerdem auf der NetApp Support-Website (Login erforderlich) und in der NetApp University.

Tipp 5: Verwenden Sie mehr VLANs und IP-Adressen.

Sicherlich wissen Sie bereits, was ein VLAN ist. Zu beachten ist nun jedoch, dass ein typisches System mit Clustered Data ONTAP mehr VLANs und IP-Adressen verwendet als mit 7-Mode. Kommen in einem Storage-System mit 7-Mode beispielsweise drei VLANs zum Einsatz (Produktion, iSCSI und NFS), sind es bei Clustered Data ONTAP nun fünf (Management, Produktion, iSCSI, NFS und SnapMirror). Das Management-VLAN ist für Clustered Data ONTAP zwingend erforderlich. Und da sich die Managementfunktionalität nun in einem separaten VLAN befindet, ist die störungsfreie Kommunikation mit allen Cluster-Nodes auch im Falle von Netzwerkproblemen gesichert.

Die meisten Netzwerktechniker sind sich einig, dass Broadcast-Domänen idealerweise so klein wie möglich gehalten werden sollten. Durch die Aufteilung unterschiedlicher Datenverkehrsarten auf verschiedene VLANs werden unbeabsichtigte Übertragungen an Empfänger vermieden. Zudem sind Ihre Daten so besser vor neugierigen Blicken geschützt. Es ist zwar möglich, ein CIDR 20-Netzwerk zu erzeugen und NFS, iSCSI und CIFS auf demselben Subnetz auszuführen, jedoch ist hierbei der Ärger schon vorprogrammiert. Die meisten Techniker – mich eingeschlossen – erzeugen für jedes Protokoll ein separates VLAN, um Broadcast-Domänen möglichst klein zu halten und die Sicherheit zu verbessern.

Mir ist es zudem wichtig, alle Systemkomponenten konsistent zu gestalten. Durch die Nutzung separater VLANs für verschiedene Protokolle lässt sich das IP-Adressschema zudem leichter merken. Beispielsweise bevorzuge ich es, wenn alle IP-Adressen auf demselben Node nach Möglichkeit mit demselben Oktett enden.

Es ist wichtig zu wissen, dass Sie bei Clustered Data ONTAP deutlich mehr IP-Adressen als bei Systemen mit 7-Mode verwenden werden. Jede SVM benötigt eine Management-IP-Adresse sowie Block- (iSCSI) und/oder Datei-IP-Adressen (CIFS, NFS). Ein System mit 7-Mode und einem Serviceprozessor, der CIFS, iSCSI und NFS ausführt, besitzt beispielsweise fünf IP-Adressen pro Controller. Eine vergleichbare Konstellation mit Clustered Data ONTAP erfordert jedoch etwa 14 IP-Adressen. Achten Sie also bei der Implementierung darauf, dass in jedem Block genügend IP-Adressen zur Verfügung stehen.

Tipp 6: Aktualisieren Sie Ihre Namenskonventionen.

Angesichts der neuen Funktionen von Clustered Data ONTAP sind wohldurchdachte Namenskonventionen wichtiger denn je. Eine logische Schnittstelle könnte beispielsweise den Namen n01_svm01_nfs erhalten. So sehen Sie sofort, dass diese LIF sich auf Node01 befindet, zur SVM01 gehört und für NFS genutzt wird. Zusätzlich könnte es ein Volume mit dem Namen svm01_ds01 geben, also ein Volume namens DS01 auf der SVM01. Es ist weniger wichtig, wie Sie Ihre Systemkomponenten letztendlich benennen – entscheidend ist, dass Sie überhaupt bestimmten Namenskonventionen folgen. Wenn ein bestimmtes benanntes Objekt an einen Node oder eine SVM gebunden ist, sollte sich dies auch im Namen widerspiegeln. Wenn ein Objekt hingegen keine feste Zuordnung hat, sollte sich auch im Namen kein Verweis auf einen Node oder eine SVM finden. Es gibt zwar keine festgelegte Vorgehensweise für die Benennung, Sie sollten jedoch stets auf Einheitlichkeit achten. Tun Sie sich selbst einen Gefallen und legen Sie Ihre Namenskonventionen noch vor Ihrer ersten Implementierung fest – so ersparen Sie sich später Probleme.

Tipp 7: Erstellen oder aktualisieren Sie Checklisten.

Falls Sie als Administrator oder Systemtechniker mit 7-Mode arbeiten, besitzen Sie möglicherweise Checklisten für Installationsvorgänge und andere Verfahrensweisen, die Sie im Laufe der Jahre entwickelt und dokumentiert haben. Es liegt zwar auf der Hand, dass diese Checklisten auch für Clustered Data ONTAP erstellt oder aktualisiert werden sollten, aber trotzdem wird dieser Schritt leicht vergessen.

Wenn Sie bisher noch keine Checklisten erstellt haben, fragen Sie sich zunächst, wie Sie eine bestimmte Aufgabe – beispielsweise das Einrichten eines Systems mit 7-Mode – durchführen würden, und nutzen Sie Ihre Überlegungen dann als Grundlage für Ihre Checkliste. Führen Sie dieselbe Aufgabe anschließend im Simulator mit Clustered Data ONTAP durch. Wie Sie sehen werden, unterscheiden sich einige Schritte bei 7-Mode gänzlich von denen bei Clustered Data ONTAP. Die generelle Vorgehensweise ist jedoch gleich. Einige Schritte beziehen sich auf einzelne Nodes, während andere für das gesamte Cluster gelten. Nachdem Sie die Aufgabe erfolgreich abgeschlossen haben, erstellen Sie eine neue oder aktualisierte Checkliste.

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Von Ryan Beaty, Practice Manager for Infrastructure, Zumasys

Ryan Beaty ist ein leitender NetApp Certified Implementation Engineer und besitzt umfassende Erfahrung in der Arbeit mit VMware, Microsoft Exchange und weiteren Enterprise-Technologien. In den vergangenen acht Jahren hat er zahlreiche Systeme und Netzwerke entwickelt und verwaltet, einschließlich großflächiger Netzwerke mit über 1.800 Anwendern und 99,998 % Verfügbarkeit.

Seine Hauptaufgabe bei Zumasys ist der Entwurf und die Implementierung von NetApp Lösungen für Kunden. Dabei ist er bestrebt, jede Lösung vor ihrer Implementierung detailliert zu planen und die höchstmögliche Qualität zu gewährleisten.

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Juni 2014

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Zumasys ist ein NetApp Reseller und Cloud-Service-Provider, der für Unternehmen in Nordamerika Infrastrukturtechnologien der Enterprise-Klasse bietet. Das im Jahr 2000 gegründete Unternehmen hat sich auf IT-Lösungen spezialisiert, die zur Kostensenkung beitragen und die Produktivität steigern. Durch langfristige Partnerschaften und individuell angepasste Technologielösungen mit Komponenten verschiedener Anbieter ist das Unternehmen in der Lage, die Anforderungen seiner Kunden zu erfüllen und sich eine hohe Kundenzufriedenheit zu sichern.

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