NetApp Tech OnTap NetApp Logo
NetApp Tech OnTap
     
Back to Basics: V-Series Open Storage Controller
Steven Lusnia
V-Series Spezialist und Architekt

Dieser Artikel ist der achte in der Reihe „Back to Basics“, in der es um die Grundlagen beliebter NetApp Technologien geht.

IT-Teams entscheiden sich aufgrund der innovativen Funktionen, die Datenmanagement vereinfachen und Kosten senken, für NetApp. NetApp hat 2003 die V-Series Open Storage Controller eingeführt, um den vollen Funktionsumfang von NetApp Funktionen auf Storage anderer Anbieter zu erweitern. V-Series bietet vollständige Storage-Virtualisierung für Storage Arrays von EMC, HP, HDS, IBM und Fujitsu, sodass Sie die Vorteile von NetApp Storage-Effizienz, integrierter Datensicherung, Unified Storage und anderen Funktionen nutzen können, ohne Ihre vorhandenen Investitionen in Storage zu verlieren. Heute sind über 10.000 V-Series Controller an über 2.000 Kundenstandorten im Einsatz.

V-Series im Überblick

Abbildung 1) V-Series im Überblick

Wir sehen den Erfolg von V-Series in den deutlichen Vorteilen, die sie bietet:

  • V-Series verringert Ihre Anforderungen an die Gesamtkapazität durch Storage-Effizienzfunktionen wie Deduplizierung von Primär-Storage, Thin Provisioning, Komprimierung und Klonen um mindestens 35 %, normalerweise jedoch um 50 % oder mehr.
  • Funktionen zur integrierten Datensicherung (Integrated Data Protection, IDP), wie beispielsweise NetApp Snapshot Kopien, SnapMirror Replizierung, SnapVault Disk-to-Disk Backup und virtualisierungsorientierte, applikationsspezifische Datensicherung mit der SnapManager Suite, vereinfachen und beschleunigen Datensicherungsprozesse.
  • Die Anbindung Ihrer vorhandenen Storage Arrays an V-Series Controller schafft ein Gateway, das alle gängigen NAS- und SAN-Protokolle einschließlich NFS, CIFS, Fibre Channel (FC), iSCSI und Fibre Channel over Ethernet (FCoE) unterstützt.
  • Auf V-Series Controllern läuft darüber hinaus Clustered Data ONTAP 8, sodass Sie Ihre vorhandenen Storage Arrays mit dem NetApp Cluster integrieren können, um noch mehr Funktionalität zu erhalten.
  • In einer FlexPod Konfiguration kann V-Series zur Einbindung Ihres vorhandenen Storage in ein FlexPod Framework dienen.

V-Series unterstützt Sie dabei, mit Ihren vorhandenen Storage Arrays größere Effizienz und Funktionalität zu erreichen. Dieser Beitrag von „Back to Basics“ erläutert die Funktionsweise von NetApp V-Series, gängige Anwendungsfälle, Best Practices für die Implementierung und mehr.

Die Funktionsweise von V-Series

Stellen Sie sich V-Series Konfigurationen mit einem Front-End und einem Back-End vor. Das Front-End beinhaltet die inneren Komponenten des V-Series Controllers und hält die Verbindungen zu Hosts, Tape-Geräten und FAS Controllern. Die Back-End-Konfiguration definiert, wie V-Series an die Storage-Arrays selbst angeschlossen ist, und schafft eine Virtualisierungsebene zwischen dem Storage Array und den Hosts.

Dazu erstellen Sie LUNs in Ihrem Storage Array und stellen diese V-Series zur Verfügung. (Best Practices für die Back-End-Konfiguration finden Sie im Abschnitt „Erste Schritte mit V-Series“ in diesem Artikel.) Die für V-Series verfügbaren LUNs sind über das Storage Array durch RAID gesichert. Typischerweise kommt hier RAID 1, RAID 5 oder RAID 6 zum Einsatz. Die Wahl liegt bei Ihnen.

Der V-Series Controller verwendet die ihm zugewiesenen LUNs zur Erstellung eines Aggregats (Storage-Pool). Mit RAID 0 (Striping) werden die Daten und damit auch die Schreibzugriffe über alle LUNs eines Aggregats verteilt, wodurch die Performance zunimmt.

Wenn alle LUNs konfiguriert und mit der V-Series verbunden sind, werden Aufgaben wie Bereitstellung und Datensicherung mithilfe von NetApp Schnittstellen und Funktionen auf der
V-Series ausgeführt, sodass Sie Storage Management-Aufgaben über eine einzige Benutzeroberfläche erledigen können. Aus der Management-Perspektive sieht die V-Series wie ein beliebiges anderes NetApp System aus und wird auch so gemanagt. Sie können flexible Volumes (FlexVol Volumes), NFS- und CIFS-Freigaben sowie iSCSI, FCP und FCoE LUNs wie auf einer NetApp Festplatte erstellen. Darüber hinaus stehen Ihnen Storage-Effizienzfunktionen wie Thin Provisioning, Deduplizierung, Komprimierung und Klonen sowie integrierte Datensicherungsfunktionen wie Snapshot, SnapMirror und SnapVault zur Verfügung. Sie können zwischen V-Series Systemen oder zwischen einem V-Series und einem FAS System replizieren. Grundsätzlich können Sie mit einem V-Series System all das tun, was Sie mit einem NetApp FAS System machen können.

Abbildung 2 zeigt den Unterschied zwischen einem V-Series Aggregat, das aus Storage anderer Anbieter erstellt wurde, und einem aus NetApp Festplatten. Beachten Sie, dass alle NetApp Effizienzfunktionen außer der RAID-DP Technologie auf Aggregatebene oder darüber vorhanden sind und daher sowohl auf V-Series Aggregate sowie auf NetApp Volumes und LUNs Anwendung finden, die auf diesen Aggregaten basieren.

V-Series (logische Darstellung)

Abbildung 2) V-Series (logische Darstellung)

Im Folgenden finden Sie einige Details der V-Series Architektur, die man leicht übersehen kann:

  • NetApp Festplatten werden unterstützt. Seit Erscheinen von Data ONTAP 7.3 können NetApp Festplatten-Shelves zu einem vorhandenen V-Series System hinzugefügt werden. Dadurch erhalten Sie die Flexibilität, bei Bedarf die Kapazität Ihrer V-Series Konfiguration erweitern zu können.
  • Sie können Teile eines vorhandenen Arrays virtualisieren. Sie müssen V-Series nicht unbedingt mit dem gesamten Storage Ihres vorhandenen Arrays ausstatten. Sie können einige Array LUNs der V-Series und andere Array LUNs anderen Hosts zuweisen.
  • Sie können hinter der V-Series verschiedene Arrays einbinden, die auch von verschiedenen Anbietern stammen können. Es kann kompliziert werden, wenn Sie Storage von mehreren Anbietern managen müssen. Wenn Sie eine V-Series vor eine Reihe heterogener Arrays setzen, erhalten Sie ein zentrales Management und einen einheitlichen Satz an Funktionen, was Management-Aufgaben vereinfacht.
  • Sie können mehrere V-Series Systeme als Front-End für ein einziges Array verwenden. Es ist möglich, mehrere V-Series Controller vor ein einziges Back-End Array zu setzen, sollte dies Ihre Anforderungen unterstützen. So können Sie beispielsweise abwägen, ob Sie mehrere kleinere V-Series Controller vor ein sehr großes Array setzen möchten.
  • Sie können die Performance der V-Series durch NetApp Virtual Storage Tiering optimieren. Mit NetApp Virtual Storage Tiering können Sie Flash auf V-Series Controller-Ebene (Flash Cache), auf Aggregatebene (Flash Pool auf NetApp Festplatten) und auf Server-Ebene (Flash Accel Technologie) implementieren, um die Performance bei gleichzeitiger Kostensenkung weiter zu optimieren.
  • V-Series läuft mit Clustered Data ONTAP 8. Mit Clustered Data ONTAP 8 können Sie bis zu 24 NetApp Controller in einem einzigen Cluster zusammenfassen. Das eröffnet eine Menge Möglichkeiten, die Flexibilität Ihrer IT-Infrastruktur zu steigern. Mit V-Series Controllern in einem solchen Cluster können Sie Ihre vorhandenen Arrays zu einem erweiterten Cluster zusammenschließen. Unterbrechungsfreie Datenmigration bedeutet, dass sämtliche Wartungs- und Management-Aufgaben zur Steigerung der Flexibilität Ihrer Infrastruktur ohne geplante Ausfallzeiten durchgeführt werden können.
  • FlexPod Konfigurationen können die V-Series einbinden. Konvergente Infrastrukturlösungen wie FlexPod optimieren den Bereitstellungsprozess neuer IT-Infrastruktur. Wenn Sie Ihre FlexPod Konfiguration um einen V-Series Controller erweitern, können Sie Ihre vorhandene Storage-Kapazität weiter nutzen.

Anwendungsbeispiele

IT-Teams entscheiden sich für V-Series, um unter anderem von den Vorteilen der Effizienz, der integrierten Datensicherung und der Unified Storage-Funktionen zu profitieren. Typische Anwendungsfälle sind beispielsweise:

  • Steigerung der Effizienz von virtualisierten Umgebungen
  • Replizierung zwischen Arrays unterschiedlicher Anbieter
  • Erstellung nützlicher Datenkopien für Tests und Entwicklung
  • NAS oder SAN Gateway
  • Verbesserung der Performance von vorhandenem Storage

Virtualisierte Umgebungen

In den meisten virtualisierten Umgebungen gibt es Dutzende oder sogar Hunderte von Kopien derselben Betriebssysteme. Dieser immense Duplikationsgrad macht Umgebungen mit virtuellen Servern und solche mit virtuellen Desktops (VDI) zu einem perfekten Anwendungsbeispiel für die Effizienzverbesserungen durch die V-Series.

Wenn Sie Ihre virtuelle Umgebung auf einem Storage Array ohne Deduplizierungsunterstützung hosten, erhalten Sie durch die Implementierung von NetApp V-Series Controllern eine beträchtliche Menge an Storage zurück, die Sie anderen Anforderungen zuweisen und so Ihre gesamte Storage-Investition verkleinern können. Normalerweise können 50 bis 80 % des Storage, der von VM-Betriebsumgebungen belegt wird, für eine Neuzuweisung zurückgewonnen werden.

Einsatz von V-Series in einer virtuellen Umgebung

Abbildung 3) Einsatz von V-Series in einer virtuellen Umgebung

Wenn Sie eine virtualisierte Umgebung erst einmal zu V-Series migriert haben, können Sie Ihre bisherigen Bereitstellungsmethoden weiter verwenden und mit Deduplizierung kombinieren. Alternativ können Sie virtuelle Kopien mithilfe der NetApp FlexClone Technologie bereitstellen, um die Speicherplatzeffizienz Ihrer virtuellen Umgebung aufrechtzuerhalten. Die NetApp Virtual Storage Console optimiert diesen Prozess in VMware Umgebungen wie das NetApp OnCommand Plug-in für Microsoft bei Hyper-V.

Flash Cache kann – als Teil des NetApp Virtual Storage Tier – in virtuellen Umgebungen eingesetzt werden, um insbesondere bei Boot- und Login-Anstürmen die Performance zu verbessern.

Replizierung zwischen heterogenen Storage Arrays

Array-basierte Replizierungslösungen für Disaster Recovery setzen normalerweise voraus, dass die Konfigurationen von Quell- und Ziel-Array übereinstimmen. Es kommt vor, dass nicht einmal verschiedene Array-Modelle desselben Anbieters unterstützt werden. Wenn Sie dann zwischen Arrays verschiedener Anbieter replizieren müssen, wird es nicht einfacher.

Durch die Verwendung von V-Series als Front-End Ihrer vorhandenen Storage Arrays können Sie Ihre Replizierungsziele erreichen und zugleich die Anforderungen an die Bandbreite verringern. NetApp SnapMirror Software repliziert nur geänderte Blöcke und steigert so die Replizierungseffizienz. SnapMirror Komprimierung verringert darüber hinaus die Beanspruchung der Netzwerkbandbreite. Des Weiteren reduziert die Deduplizierung von Primärdaten die zu replizierende Datenmenge weiter.

Integrierte Datensicherung für heterogene Storage-Umgebungen mit V-Series: Lokale Snapshot Kopien, Replizierung mit SnapMirror und festplattenbasiertes Backup mit SnapVault können mit V-Series Controllern realisiert werden.

Abbildung 4) Integrierte Datensicherung für heterogene Storage-Umgebungen mit V-Series: Lokale Snapshot Kopien, Replizierung mit SnapMirror und festplattenbasiertes Backup mit SnapVault können mit V-Series Controllern realisiert werden.

Entwicklung und Test

Entwicklung und Test, Qualitätssicherung, Data Warehousing und andere Prozesse in Datenbankumgebungen machen typischerweise viele Kopien von Produktionsdatenbanken erforderlich. Sie verbrauchen eine beträchtliche Menge Storage – von Strom, Kühlung und Platz im Datacenter ganz zu schweigen. Darüber hinaus kann die Zeit, die zur Erstellung einer vollständigen Datenbankkopie benötigt wird, untragbar sein. Wenn Entwickler und Tester mit zu wenigen Kopien und veralteten Datensätzen arbeiten müssen, schränkt dies ihre Produktivität immens ein.

Mit der von NetApp V-Series Controllern durch NetApp FlexClone unterstützten Funktion zur Erstellung virtueller Kopien können Sie diese Situation entschärfen. Die benötigte Menge an Storage beträgt nur einen Bruchteil der zuvor benötigten Menge und brauchbare Datenbankkopien werden in Minuten erstellt.

Tests/Entwicklungen für eine Produktionsdatenbank mit beispielsweise 100 GB beginnen für gewöhnlich mit einer kompletten Spiegelung, gefolgt von der Erstellung mehrerer Kopien jeweils für Entwickler und für Tester. Nehmen wir ganz konservativ an, dass die Entwickler zwei und die Tester drei Kopien benötigen, so beläuft sich der Storage-Bedarf insgesamt (einschließlich der Produktionsdatenbank) auf 700 GB. Wird die komplette Spiegelung beibehalten (um Beeinträchtigungen für den produktiven Storage zu vermeiden) und FlexClone für die
Test-/Entwicklungskopien eingesetzt, so verringert sich der gesamte Storage-Bedarf auf nur 250 GB – dies sind 64 % weniger (unter der Annahme, dass die mittlere Änderungsrate bei Entwicklungs-/Test-Volumes ungefähr 10 % beträgt). Die gesamte, zur Erstellung dieser Kopien benötigte Zeit verkürzt sich des Weiteren auf wenige Minuten statt vieler Stunden.

Einsatz von V-Series in einer Entwicklungsumgebung

Abbildung 5) Einsatz von V-Series in einer Entwicklungsumgebung

NAS oder SAN Gateway

Manchmal sind Kapazitäten auf blockbasierten Storage Arrays verfügbar, wenn Sie jedoch NAS benötigen. Eine mögliche Lösung besteht darin, herkömmliche File Server zu konfigurieren, was jedoch zu unkontrollierter Zunahme an Servern, hoher Latenz und schlechter Zuverlässigkeit führen kann. In einem anderen Fall möchten Sie vielleicht SAN-Protokolle wie iSCSI oder FCoE verwenden, wenn diese jedoch von Ihrem vorhandenen Array nicht unterstützt werden.

Mit der Möglichkeit, SAN- und NAS-Protokolle gleichzeitig zu unterstützen, ist die NetApp V-Series das ideale Gateway. Ein einziger V-Series Controller kann den Platz von vielen File Servern einnehmen und so die Kosten und die Komplexität senken sowie die Verfügbarkeit steigern. Des Weiteren stellt er zur selben Zeit beliebte SAN-Protokolle wie FC, FCoE und iSCSI zur Verfügung.

Performance-Steigerung

Es erscheint vielleicht im ersten Moment unwahrscheinlich, dass eine V-Series vor einem vorhandenen Storage Array zu besserer Performance führen soll, doch kann sie tatsächlich durch die zusätzliche Ebene Controller Cache und durch NetApp Technologien wie Write Anywhere File Layout (das WAFL Filesystem) und Virtual Storage Tiering eine deutlich größere Menge an I/O-Operationen pro Sekunde (IOPS) pro Festplatte durchführen als ein natives Array alleine.

In einer aktuellen Studie zeigt die Enterprise Strategy Group jedoch, dass eine V-Series V3270 vor einem Array eines anderen Anbieters die IOPS bei normalen Workloads wie OLTP, Exchange, Web- und Fileservices um einen Faktor drei bis sechs steigern konnte, und zwar bei geringerer Latenz als das Array alleine. Die Datensätze wurden bei allen Tests dedupliziert und die Performance-Steigerungen beruhten größtenteils auf der deduplizierungssensiblen Cache-Speicherung der
V-Series. Wurde der V-Series zusätzlich Flash Cache hinzugefügt, steigerte sich die Performance um den Faktor fünf bis acht im Vergleich zum Array ohne V-Series.

In VDI-Umgebungen, in denen Boot- und Login-Anstürme ein herkömmliches Storage Array überfluten können, kommen die Vorteile der V-Series in Kombination mit Flash Cache besonders zum Tragen.

Erste Schritte mit V-Series

Sobald Sie sich zur Implementierung von V-Series entscheiden haben, ist die Konfigurierung Ihrer Umgebung ziemlich einfach. Beachten Sie nur ein paar einfache Richtlinien für einen erfolgreichen Einsatz.

  • Prüfen Sie mit dem Interoperabilitäts-Matrix-Tool von NetApp (IMT) (NOW Zugriff erforderlich), wie Ihre Storage Arrays, Switches und Microcode-Versionen von V-Series unterstützt werden.
  • Konfigurieren Sie auf jedem Storage Array, das Sie mit V-Series verwenden möchten, neue LUNs.
  • Weisen Sie die LUNs Ihren V-Series Controllern zu. Folgen Sie den in NetApp TR-3461:
    V-Series Best Practices Guide
    beschriebenen Best Practices. Dies gilt insbesondere für die Best Practices für Verkabelung, Zoning und die Einrichtung von Pfaden zu den Array LUNs.
  • Sobald V-Series konfiguriert ist, können Sie über die entsprechenden Tools Daten migrieren. Storage vMotion bietet beispielsweise eine einfache Möglichkeit, VMware Virtual Machines zu migrieren.

Einsatz von V-Series mit anderen Technologien von NetApp

V-Series arbeitet mit denselben NetApp Technologien zusammen wie FAS Plattformen – so einfach ist das. Es gibt in der Tat nur einige wenige Einschränkungen. Wie bereits erwähnt, kommt RAID-DP nur bei NetApp Festplatten-Shelves zum Einsatz (sodass die LUNs auf solchen Arrays gesichert sind).

Abgesehen davon können Sie mit dem Storage, der bereits bei Ihnen vorhanden ist, von sämtlichen Vorteilen aller bekannten NetApp Funktionen profitieren.

Tabelle 1) Von V-Series unterstützte Technologien

Storage-EffizienzIntegrierte DatensicherungStorage-ProtokolleSonstige
  • Deduplizierung
  • Komprimierung
  • Thin Provisioning
  • FlexClone
  • RAID-DP (nur NetApp Festplatten)
  • Snapshot
  • SnapRestore
  • SnapMirror
  • SnapVault
  • SnapManager Suite
  • SnapProtect
  • MetroCluster
NAS
  • CIFS
  • NFS
SAN
  • FC
  • FCoE
  • iSCSI
  • OnCommand Suite
  • MultiStore
  • Virtual Storage Tier
    • Flash Cache
    • Flash Pool
    • Flash Accel
  • Virtual Storage Console

Schlussfolgerung

NetApp Open Storage Controller der V-Series wurden entwickelt, um Storage von EMC, HP, HDS, IBM und Fujitsu um die Vorteile von NetApp Storage-Effizienz, integrierter Datensicherung, Unified Storage und andere Funktionen zu erweitern. Die Implementierung von V-Series als diese Arrays virtualisierendes Front-End kann deutlichen Nutzen mit sich bringen.

Sie können die in virtualisierten Umgebungen benötigte Storage-Kapazität deutlich verringern und die Performance verbessern. Ihre Test- und Entwicklungsprozesse können mit aktuelleren Kopien wichtiger Datensätze arbeiten und so die Produkteinführungszeit verkürzen. Darüber hinaus können Sie mit der V-Series zwischen heterogenen Arrays replizieren und NAS- oder SAN-Protokolle verwenden, die von Ihrem vorhandenen Storage nicht unterstützt werden.

Weitere Informationen zur NetApp V-Series finden Sie im NetApp TR-3461: V-Series Best Practices Guide und dem letzten ESG Lab Validation Report, der Tests zu verschiedenen Funktionen der
V-Series enthält wie Kapazitätseinsparungen in einer VMware Umgebung und Performance-Steigerungen im Vergleich zu Arrays anderer Anbieter ohne Unterstützung durch V-Series. Lesen Sie auch den V-Series Integration Guide for Data ONTAP 8.1.1 (NOW Zugriff erforderlich).

 Ihre Meinung zu V-Series Open Storage Controllern?

Stellen Sie Fragen, tauschen Sie Ideen aus und diskutieren Sie online – in der NetApp Community!

Von Steven Lusnia, V-Series Spezialist und Architekt

Steve ist seit über 13 Jahren bei NetApp tätig. Er begann 2003, mit großen NetApp Kunden zusammenzuarbeiten, die NetApp Funktionen mit ihren vorhandenen Storage Arrays und in herkömmlichen SAN-Umgebungen nutzen wollten. Diese Pioniere haben mitgeholfen, die V-Series Produktlinie auf den Weg zu bringen. Seit 2006 hat Steve eine Rolle im Produktteam übernommen und bringt seine praktischen Erfahrungen ein, um die V-Series erfolgreich weiterzuentwickeln.

Tech OnTap
Melden Sie sich jetzt an.
Tech OnTap liefert jeden Monat Einblicke in die IT-Welt sowie exklusive Best Practices, Tipps und Tools, Interviews mit Entwicklern, Demos, Testberichte und vieles mehr.

Besuchen Sie Tech OnTap in der NetApp Community, um sich noch heute anzumelden.

Weitere Informationen
Weitere Informationen
V-Series Payback Garantie-Programm

NetApp Kunden haben durch die Verwendung der NetApp Storage-Effizienztechnologien allein in den vergangenen drei Jahren Kapazitätseinsparungen von mehr als fünf Exabyte* erzielt. Wir sind so zuversichtlich, dass V-Series Open Storage Controller Ihre Storage-Effizienz steigern und Ihre Storage-Kosten insgesamt senken werden, dass wir eine Amortisierung innerhalb von neun Monaten garantieren.

*basierend auf Systemdaten aus dem NetApp AutoSupport Tool



Mehr Back to Basics

Machen Sie sich mit den Grundlagen der Schlüsseltechnologien von NetApp vertraut, indem Sie die weiteren Kapitel dieser Reihe lesen:

Weitere Informationen
 
TRUSTe
Kontakt   |   Bezugsquelle   |   Feedback   |   Karriere  |   Abonnements   |   Datenschutzrichtlinie   |   © 2012 NetApp