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FAS2220: Ein neuer Maßstab in der Einstiegsklasse

NetApp hat es sich zum Ziel gesetzt, mit seinen Storage-Lösungen stets die Performance- und Skalierbarkeitsanforderungen sowie den Budgetrahmen von großen, mittleren und kleinen Unternehmen zu bedienen, ohne dass dabei unnötige Hürden für den Wechsel zwischen verschiedenen Plattformen entstehen. Dies gelingt uns durch die Verwendung derselben Data ONTAP Betriebsumgebung und Management Tools über alle FAS Plattformen hinweg. Außerdem kommen so oft wie möglich identische oder ähnliche Komponenten zum Einsatz. Wir integrieren Enterprise-Funktionen unser gesamtes Portfolio, um für höchste Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wartungsfähigkeit sowie einfaches Managements zu sorgen. Auf diese Weise helfen wir Unternehmen, richtig zu starten und einfach und clever zu wachsen.

Mit dem FAS2220 ergänzen wir unsere Einstiegssysteme um eine Plattform, die vor allem folgende Anforderungen erfüllt:

  • Kleinere IT-Teams profitieren von Unified Storage, integrierten Datensicherungsoptionen und hoher Storage-Effizienz in einer Plattform, die sich schnell installieren, einfach verwalten und größen- sowie preistechnisch an individuelle Anforderungen anpassen lässt.
  • Dezentrale Unternehmen profitieren von einer Storage-Plattform, die den Anforderungen externer Niederlassungen gerecht wird und gleichzeitig die Datensicherung durch Disk-to-Disk Backups und/oder die Replizierung in einem unternehmenseigenen Datacenter via NetApp SnapVault oder SnapMirror verbessert.

FAS2220 im Detail

Als NetApp mit dem Entwurf des FAS2220 Systems begann, hatten bestimmte Ziele oberste Priorität. Wir wollten ein neues Einstiegssystem entwickeln, das sich vor allem für kleinere IT-Abteilungen eignet und das einfacher und schneller eingerichtet und betrieben werden kann als all unsere vorherigen Systeme. Wie eingangs bereits erwähnt, wollten wir unsere FAS Einstiegssysteme außerdem mit denselben Funktionen für Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartungsfähigkeit und einfaches Management ausstatten wie die FAS6200 Series und die FAS3200 Series.

Das Ergebnis ist ein neues System mit klaren Vorteilen gegenüber FAS2020, unserer früheren Einstiegsplattform. Merkmale des FAS2220:

  • Unterstützung für Single oder Dual Controller plus Festplatten in einem kompakten 2-HE-Formfaktor
  • verbesserte SAS-Stabilität mit MP-HA sowohl für interne als auch externe Festplatten
  • drei- bis siebenmal höhere Leistung als FAS2020
  • umfasst alle unterstützten Storage-Protokolle (NFS, CIFS, iSCSI) ohne Aufpreis
  • vereinfachtes Management über aktuelle OnCommand System Manager Software
  • Cluster-fähig für zukünftiges Wachstum
  • höhere Performance und niedrigere Storage-Kosten durch die neuen NetApp Flash Pools
  • finanzierbarer Preis für jedes Budget

Tabelle 1) Vergleich des FAS2220 mit dem älteren FAS2020.

  FAS2020 HA FAS2220 HA
Prozessorkerne2 x 32 Bit 4 x 64 Bit
Hyperthreading-CPU Nein Ja
Physischer Speicher 2 GB 12 GB
Onboard-I/O4 x 4 GB FC
4 x GbE
4 x 6 Gbit/s SAS
8 x GbE
Max. Anzahl an Festplatten 68 60
Max. Kapazität 68 TB 180 TB
Management BMC Serviceprozessor (SP)
Unterstützte Data ONTAP Version 7.2.2+, 7.3 8.1.1
Performance 1 x3 - 7 x

Hardware

Das FAS2220 System bietet ein 2-HE-Gehäuse für zwölf Festplatten, in dem ein oder zwei Controller-Module für Standalone- oder HA-Konfigurationen (Hochverfügbarkeit) untergebracht werden können.

Front- und Rückansicht des FAS2220.

Abbildung 1) Front- und Rückansicht des FAS2220.

Die zwölf Laufwerksträger mit großem Formfaktor sind dieselben, die auch in den DS4243 und DS4246 Platten-Shelves und im FAS2240-4 zum Einsatz kommen. Sie bieten folgende drei Festplattenoptionen:

  • Performance HDD: SAS-Laufwerke mit 10.000 U/min
  • Capacity HDD: SATA-Festplatten mit hoher Kapazität
  • SSD: Solid-State Disks

Die Kapazitäts- und SSD-Optionen entsprechen denen des DS424x. Vorhandene SSDs und HDDs mit hoher Kapazität in diesen Platten-Shelves können im FAS2220 übernommen werden.

Das FAS2220 verwendet 6 Gbit/s SAS für alle internen und externen Festplattenverbindungen. Zur Erweiterung des Storage werden drei externe Shelf-Typen unterstützt – das DS2246, das DS4243 und das DS4246 –, die in einem FAS2200 SAS Stack gemeinsam nutzbar sind. Es können gleichzeitig maximal zwei externe Shelves zum Einsatz kommen, sodass maximal 60 Laufwerke unterstützt werden.

Die im FAS2220 verwendeten Netzteile sind dieselben wie im DS2246 Platten-Shelf und im FAS2240-2. Prozessor-Controller-Module (PCMs) besitzen denselben Formfaktor und entsprechen dem Storage Bridge Bay (SBB) Standard.

Jedes PCM verfügt über zwei 6 Gbit/s SAS Ports und vier Gigabit Ethernet Ports. Zwei weitere Ports bieten Anschlussmöglichkeiten für den Service-Prozessor und ACP (Erläuterung in den folgenden Abschnitten).

Rückansicht des FAS2220 PCM mit Konnektivitätsoptionen.

Abbildung 2) Rückansicht des FAS2220 PCM mit Konnektivitätsoptionen.

Konfigurationsoptionen

Standalone: Die Standalone-Konfiguration des FAS2220 umfasst ein einzelnes PCM im Hauptgehäuse mit einer Controller-Auslassung im zweiten PCM-Steckplatz für die erforderliche Kühlung. Es stehen Konfigurationen sowohl für sechs als auch für zwölf Festplatten zur Wahl.

Hochverfügbarkeit (HA): Die HA-Konfiguration des FAS2220 nutzt zwei PCM-Module im Hauptgehäuse und weist jedem Controller mindestens sechs Festplatten zu.

Beiden Konfigurationen können maximal zwei externe Platten-Shelves (DS424x und/oder DS2246) hinzugefügt werden.

Tabelle 2) Die FAS2200 Series.

  FAS2220 FAS2240-2 FAS2240-4
Formfaktor 2 HE 2 HE 4 HE
Gehäusetiefe 20,5 Zoll 19 Zoll 24 Zoll
Max. Storage 180 TB 374 TB 432 TB
Max. Laufwerksanzahl 60 144 144
Unterstützung für Flash Pools
Optionale I/O Ports k. A. 4 x 8 GB FC oder
4 x 10 GbE
4 x 8 GB FC oder
4 x 10 GbE
Konv. in Platten-Shelf k. A.
BS-Version Data ONTAP 8.1.1+Data ONTAP 8.1+

Upgrades

Im Gegensatz zum FAS2240 kann das FAS2220 nicht im Rahmen eines Upgrades in ein Platten-Shelf konvertiert werden, da das Gehäuse nicht als Platten-Shelf unterstützt wird. Allerdings können Sie SSD- und kapazitätsorientierte HDD-Laufwerksträger des FAS2220 zu einem DS4243 oder DS4246 Platten-Shelf migrieren und einem neuen Controller zuweisen. Alternativ ist auch die Migration dieser Festplatten zu einem FAS2240-4 möglich.

Software-Verbesserungen

Alle FAS2220 Systeme laufen unter dem Betriebssystem Data ONTAP 8.1.1 (oder höher) und beinhalten das Data ONTAP Essentials Bundle mit NFS-, CIFS- und iSCSI-Unterstützung ohne Aufpreis. Data ONTAP Essentials ermöglicht den unmittelbaren Zugriff auf wichtige NetApp Technologien, einschließlich Deduplizierung, Thin Provisioning, Komprimierung, Snapshots, RAID-DP, Open Systems SnapVault und MultiStore, sowie auf zentrale Management Tools wie OnCommand Manager und OnCommand System Manager.

Vereinfachtes Management: Mit OnCommand System Manager verwalten Sie NetApp Storage auch ohne umfangreiche Fachkenntnisse. Assistenten und intuitive Grafiken führen Sie durch die Konfiguration und regelmäßige administrative Aufgaben. Über entsprechende Konsolen behalten Sie die verfügbare Kapazität, wichtige Meldungen und die Performance stets im Blick.

NetApp Flash Pools: Die FAS2200 Series (FAS2220 und FAS2240) unterstützt Flash Pools, eine leistungsfähige neue NetApp Funktion, die ab Data ONTAP 8.1.1 verfügbar ist. Flash Pools erweitern den Ansatz der NetApp Virtual Storage Tiering (VST) um die Cache-Speicherung in einem NetApp Aggregat sowohl für Lese- als auch für Schreibzugriffe und können von den im Aggregat enthaltenen FlexVol Volumes genutzt werden. Durch Hinzufügen von SSDs in einem Aggregat erzielen Sie dank wirtschaftlicher, kapazitätsorientierter HDDs eine hervorragende Performance.

Flash Pools haben viele Funktionen mit Flash Cache gemeinsam: Die Technologie arbeitet mit einer Granularität von 4 KB, unterstützt die Cache-Speicherung in Echtzeit (mit automatischer Anpassung an Änderungen des Nutzungsverhaltens) und ist nahtlos in wichtige Data ONTAP Funktionen wie die Deduplizierung und FlexClone integriert. Außerdem sorgen Flash Pools für die Zwischenspeicherung direkter Schreibzugriffe und verbessern damit deren Performance. Zudem wird die Konsistenz bei Hochverfügbarkeitsereignissen gewährleistet. (Im Falle von Flash Cache muss der Cache beim HA Takeover erst „aufgewärmt“ werden.)

NetApp Flash Pool.

Abbildung 3) NetApp Flash Pool.

Weitere Details zu Flash Pools finden Sie in kommenden Ausgaben von Tech OnTap.

Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartungsfähigkeit und einfaches Management

Was die Stabilität und Verfügbarkeit anbelangt, wurde das FAS2220 um einige Funktionen ergänzt, mit denen das System zu den FAS2240, FAS3200 und FAS6200 Series aufschließt.

Serviceprozessor

Bei den bisherigen Einstiegsplattformen kam ein einfacherer Service-Prozessor als in den Midrange- und Enterprise-Storage-Plattformen zum Einsatz. Sowohl das FAS2220 als auch das FAS2240 System verwenden dagegen denselben Service-Prozessor wie unsere High-End-Plattformen. Der Service-Prozessor bleibt auch dann in Betrieb, wenn das restliche Storage-System ausgefallen ist. Der Prozessor ermöglicht unter anderem ein Ein- und Ausschalten per Fernzugriff, „Call Home“-Benachrichtigungen bei Systemausfällen und den unterbrechungsfreien Zugriff zur Fehlerbehebung. Darüber hinaus sind folgende Funktionen verfügbar:

  • FRU-Berichterstellung und Tracking
  • erweiterte Berichterstellung des Strom-/Spannungs- und Temperatursensor
  • Überwachung des LED-Status
  • Erzwingung von Core Dumps (ersetzt die NMI-Taste von Controllern)

ACP

Für das Out-of-Band Management von NetApp SAS-Platten-Shelves bieten alle FAS Systeme die NetApp Alternate Control Path Technologie (ACP). ACP verbessert die Datenverfügbarkeit, da ein Storage Controller einen Storage Channel zurücksetzen kann, ohne über diesen Channel kommunizieren zu müssen. Falls ein Channel ausfällt oder fehlerhaftes Verhalten zeigt, kann er durch kurzes Zurücksetzen ohne externen Eingriff wieder online geschaltet werden. Mithilfe von ACP kann ein Storage-System bei Fehlern, die ansonsten möglicherweise einen Neustart erfordern würden, wiederhergestellt werden - eine signifikante Verbesserung.

ACP bietet Ihnen eine Hintertür für Ihre Platten-Shelves. Die ACP-Technologie ist völlig unabhängig von dem SAS-Datenpfad und eröffnet neue Optionen für unterbrechungsfreies Recovery von Shelf-Modulen. Außerdem besteht die Möglichkeit, ein individuelles I/O-Modul oder eine gesamte Domäne zurückzusetzen oder den Energiezyklus dafür zu aktivieren. Ebenso kann der Energiezyklus für ein gesamtes Shelf aktiviert werden. Die ACP-Technologie verbessert die Fähigkeit von Data ONTAP, automatisch eine Komponente mit fehlerhaftem Verhalten zurückzusetzen, um ohne Unterbrechung zum vollständigen Betriebsmodus zurückzukehren.

Interner Prozessorstatus

Vom Engineering-Standpunkt aus gesehen ist das Stabilitäts-Feature, das mich am meisten begeistert, die Möglichkeit, den internen Prozessorstatus sogar dann auszulesen, wenn der Prozessor nicht läuft. Die Kombination aus Core Dumps und internem Prozessorstatus liefert detaillierte Informationen zu den Umständen eines aufgetretenen Problems und ermöglicht damit eine schnellere Fehlerbehebung. Es besteht sogar die Möglichkeit, die Haupt-CPU in Einzelschritten zu betreiben, um Fehler zu ermitteln. Auch wenn diese Funktionen möglicherweise nie zum Einsatz kommen, helfen sie uns im Ernstfall dabei, Hardware-Fehler schneller zu isolieren und die potenziellen Auswirkungen einzudämmen. Diese Funktionen sind bei Storage-Systemen der Einstiegsklasse nicht üblich.

Diagnose auf Systemebene

Zur besseren Ermittlung von Hardwareproblemen sind auch die gleichen Optionen zur Diagnose auf Systemebene wie bei den Plattformen FAS3200 und FAS6200 enthalten. Die Diagnose auf Systemebene kann nach den folgenden Ereignissen ausgeführt werden:

  • System-Erstinstallation
  • Ergänzung oder Austausch von Hardwarekomponenten
  • Durch nicht geklärte Fehler verursachte Systempanik
  • Zugriff auf ein Gerät, das unterbrochen oder gar nicht mehr verfügbar ist
  • abnehmende Systemgeschwindigkeit, die durch andere Maßnahmen nicht korrigiert werden kann

Multipath HA für interne und externe Festplatten

MP-HA ermöglicht die Bereitstellung redundanter Pfade zwischen dem jeweiligen Storage Controller und Festplatten. MP-HA stärkt die allgemeine Storage-Stabilität und ermöglicht Data ONTAP zudem die Durchführung von Wartungsarbeiten, beispielsweise unterbrechungsfreie Shelf Firmware Upgrades. Auch die Performance verbessert sich, da der Storage durch MP-HA die doppelte Bandbreite zur Verfügung hat. MP-HA übernimmt außerdem für jedes übertragene Gigabyte den Lastausgleich der beiden Storage-Pfade, um die optimale Performance zu erhalten.

Das FAS2220 ermöglicht MP-HA für alle angebundenen Festplatten (sowohl interne als auch externe) bei Dual-Controller-Konfigurationen und verringert damit das Failover-Risiko als Folge von Pfadausfällen. Durch die Verfügbarkeit eines zweiten Pfades zum Storage lassen sich zahlreiche mögliche Fehler vermeiden:

  • Port-Fehler
  • Fehler bei der Verkabelung von Controller und Shelf (bei Konfigurationen mit mehreren Platten-Shelves)
  • Fehler des Shelf-Moduls
  • Doppelter Kabelfehler im Shelf
  • Fehler im sekundären Pfad (in HA-Konfigurationen)

Schlussfolgerung

Das FAS2220 System bietet selbst bei geringeren Anforderungen einen höheren Mehrwert als all unsere bisherigen Einstiegsplattformen und überzeugt durch eine Stabilität, die üblicherweise nur bei Enterprise Storage zu finden ist. Das einzigartige Gehäuse-Design unterstützt Standalone- und HA-Konfigurationen für maximal zwölf Festplatten mit einem kompakten 2-HE-Formfaktor. Die neue Version von OnCommand System Manager vereinfacht die Einrichtung und das laufende Management, während Flash Pools die Kombination von SSDs mit HDDs zugunsten der optimalen Performance von Lese- und Schreibzugriffen ermöglichen.

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Steven Miller
Steven Miller, Senior Technical Director und Platform Architect
NetApp


Steven Miller ist seit über sechs Jahren als Plattformarchitekt bei NetApp tätig und verantwortlich für FAS3100, FAS3200, FAS6200, FAS2240 und FAS2220 sowie für das Performance Acceleration Module (PAM) und Flash Cache (PAM II). Er ist außerdem der direkte Ansprechpartner im NetApp Engineering Team für die National Security Agency (NSA), die National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) und die Central Intelligence Agency (CIA). Steven leistet aktuell seinen Beitrag in verschiedenen IEEE-Gruppen und Branchenverbänden. 29 erteilte und 19 angemeldete Patente im Bereich Storage und High-Performance Computing laufen auf seinen Namen.


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