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Neue Cluster-fähige FAS3200 Modelle
Steven Miller
Senior Technical Director und Platform Architect

Vor kurzem stellte NetApp zwei neue Modelle der FAS3200 Serie vor: FAS3220 und FAS3250. Unser Ziel beim Design dieser Modelle bestand darin, sie für die Verwendung mit Clustered Data ONTAP und Virtual Storage Tiering-Technologien zu optimieren. Wir verdoppelten die Rechenleistung und bauten Speicher und Kapazität deutlich aus, damit diese Systeme herausragende Performance und Effizienz für eine breite Palette von Anwendungsfällen bieten können, einschließlich Konsolidierung von Midrange Workloads, als Cluster-Baustein in Cloud-Umgebungen und in FlexPod Konfigurationen.

Sie werden feststellen, dass wir die FAS3200 Produktlinie mit nunmehr zwei statt drei Modellen vereinfacht haben. Mit Clustered Data ONTAP können Sie nun mehrere Systeme aus den NetApp FAS2200, FAS3200 und FAS6200 Produktlinien kombinieren, um Ihren Kapazitäts- und Performance-Anforderungen gerecht zu werden. Gleichzeitig verbessern Sie mit dem durch Clustering ermöglichten unterbrechungsfreien Betrieb die Flexibilität der Infrastruktur.

In diesem Artikel erläutere ich, wie NetApp die FAS3220 und FAS3250 Systeme so konzipierte, dass sie hervorragende Performance und Effizienz bieten können und dabei gleichzeitig die neuesten Entwicklungen von Data ONTAP nutzen.

Flexible Konfigurationsoptionen

Bei der Einführung der FAS3200 Serie in 2012 erkannten wir, dass wir eine flexible, erweiterbare Plattform benötigten, um die klaffende Lücke zwischen Entry-Level Storage und Enterprise Storage zu schließen. Flexibilität und Erweiterbarkeit stehen weiterhin im Mittelpunkt.

Wir setzen dasselbe 3-HE-Chassis wie bei vorherigen Modellen ein. Ein Chassis kann entweder mit zwei Controllern (jeweils mit zwei PCIe v2.0-Steckplätzen) belegt werden, wodurch ein HA-Paar in 3 HE entsteht, oder mit einem einzelnen Controller und einem I/O-Erweiterungsmodul (IOXM), das weitere vier PCIe-Steckplätze bietet.

Das 3-HE-Chassis der FAS3200 Serie kann durch Dual Controller (HA-Paar) oder einen Single Controller plus I/O-Erweiterungsmodul mit vier zusätzlichen PCIe-Steckplätzen belegt werden.

Abbildung 1) Das 3-HE-Chassis der FAS3200 Serie kann durch Dual Controller (HA-Paar) oder einen Single Controller plus I/O-Erweiterungsmodul mit vier zusätzlichen PCIe-Steckplätzen belegt werden.

FAS3220 Konfigurationen sind mit oder ohne IOXM verfügbar. Dies bedeutet, dass Sie eine HA-Konfiguration (zwei Controller) auf nur 3 HE mit vier verfügbaren PCIe-Steckplätzen oder auf einer Rack-Fläche von 6 HE mit 12 PCIe-Steckplätzen erhalten. Alle FAS3250 Konfigurationen sind mit IOXM erhältlich, um maximale Erweiterbarkeit zu ermöglichen. Eine HA-Konfiguration belegt eine Rack-Fläche von 6 HE und bietet 12 PCIe-Steckplätze. Wie bisher ist jedes Model als V-Series Version erhältlich, um Drittanbieter-Storage zu virtualisieren.

Tabelle 1) Verfügbare Konfigurationen für neue FAS3200 Modelle.

 FAS/V3220FAS/V3250
Einzel-Chassis StandaloneFAS/V3220k. A.
Einzel-Chassis HAFAS/V3220Ak. A.
Einzel-Chassis mit IOXMFAS/V3220EFAS/V3250E
Dual-Chassis HA
(jeweils mit Controller + IOXM)
FAS/V3220AEFAS/V3250AE

 

Im Allgemeinen empfiehlt NetApp die Nutzung der zwei im Controller integrierten PCIe-Steckplätze für leistungsstarke FC-Adapter mit 10 GbE und/oder 8 Gbit. Die zusätzlichen Erweiterungssteckplätze im IOXM können für die intelligente Cache-Speicherung mit NetApp Flash Cache und für zusätzliche Konnektivität bei FC- oder SAS-Festplatten verwendet werden. Die Verfügbarkeit dieser vier IOXM-Steckplätze bietet offensichtliche Vorteile bei der Systemkonfiguration und ermöglicht die Ausnutzung von Flash Cache.

FAS3220 Highlights

Zur Verbesserung der Leistung des FAS3220 Systems gegenüber dem FAS3210 System, welches von ersterem ersetzt wird, verdoppelte NetApp die Anzahl an CPU-Kernen, erhöhte die Speicherkapazität des Systems um das 2,4-Fache und erhöhte NVMEM um mehr als das Dreifache. Wir verdoppelten auch die maximale Laufwerksanzahl auf 480 Laufwerke und stellten Konfigurationen mit IOXM zur Verfügung, um mehr Erweiterungsmöglichkeiten zu schaffen. Dadurch ergibt sich ein viel leistungsfähigeres System, das bis zu 80 % mehr Performance bietet. Die erhöhte Anzahl an NVMEMs wird schreibintensive Applikationen weiter beschleunigen. Wenn Schreibzugriffe erfolgen, werden sie im NVMEM-Journal eingetragen. Sobald das NVMEM gefüllt ist, werden über einen Checkpoint alle Schreibzugriffe auf der Festplatte gespeichert. Eine größere Anzahl an NVMEMs verringert die Häufigkeit dieser Checkpoints und ermöglicht Data ONTAP, Schreibvorgänge auf Festplatte weiter zu optimieren und maximale Effizienz zu erzielen.

Tabelle 2) Vergleich des neuen FAS3220 Systems mit dem FAS3210 System

 FAS/V3210FAS/V3220
HA-KonfigurationAA oder AE
CPU-Kerne48
Physischer Speicher10 GB24 GB
NVMEM*1 GB3,2 GB
Max. Laufwerksanzahl240480
Max. Kapazität720 TB1920 TB**
Integrierte Ports4 GbE
4 FC
4 SAS mit 6 Gbit
4 GbE
4 FC
4 SAS mit 6 Gbit
PCIe-Steckplätze44 oder 12

*NVMEM verbraucht einen Teil des physischen Speichers.
**Verwendung von Festplatten mit 4 TB, (nicht qualifiziert auf FAS/V3210)

NetApp testete vor kurzem das FAS3220 System im Rahmen des Microsoft Exchange Solution Reviewed Program (ESRP). Wir stellten fest, dass das System in der Lage ist, 21.000 Exchange 2010 Benutzer bei 0,120 IOPS pro Benutzer und einer Mailbox-Größe von 1,5 GB in der Mailbox-Ausfallsicherheitskonfiguration (Dual Copy) zu unterstützen. Da es 49 % mehr IOPS als geplant erreichte, wird deutlich, dass die getestete Lösung noch eine erhebliche IOPS-Kapazität aufweist. Dieses Ergebnis ist im Vergleich zu Midrange Storage-Systemen der Mitbewerber gut.

FAS3250 Highlights

Beim FAS3250 System verdoppelten wir die Anzahl an CPU-Kernen, erhöhten die Speicherkapazität des Systems um das 2,5-Fache und erhöhten die maximale Anzahl an unterstützten Festplatten auf 720. Außerdem integrieren wir in jeden Controller standardmäßig entweder eine 10-Gigabit-Ethernet-Karte oder eine 8-Gigabit-Fibre Channel-Karte sowohl für Clustered Data ONTAP als auch für 7-Mode-Konfigurationen, um die Anforderungen in Verbindung mit Cluster Interconnect oder Hochleistungs-I/O zu erfüllen. Mit dem FAS3250 System wird die Performance gegenüber dem FAS3240 auf das bis zu Zweifache gesteigert.

Tabelle 3) Vergleich des neuen FAS3250 Systems mit dem FAS3240 System

 FAS/V3240FAS/V3250
HA-KonfigurationA oder AEnur AE
CPU-Kerne816
Physischer Speicher16 GB40 GB
NVMEM*2 GB4 GB
Max. Laufwerksanzahl600720
Max. Kapazität2400 TB**2880 TB**
Integrierte Ports4 GbE
4 FC
4 SAS mit 6 Gbit
4 GbE
4 FC
4 SAS mit 6 Gbit
Standardmäßige I/O-Kartenk. A.10 GbE oder 8 Gbit FC
PCIe-Steckplätze44 oder 12

*NVMEM verbraucht einen Teil des physischen Speichers.
**Verwendung von Festplatten mit 4 TB, (nicht qualifiziert auf FAS/V3210)

Zur Bewertung der Performance des FAS3250 Systems verwendeten wir die SPECsfs Benchmark. Das FAS3250 System bietet 100.922 SPECsfs2008_nfs.v3 OPs/Sek. bei einer gesamten Reaktionszeit von 1,76 Millisekunden.

Clustered Data ONTAP für mehr Flexibilität

Mit den Verbesserungen bei Speicher, Rechenleistung und Kapazität bilden die FAS3220 und FAS3250 Systeme ideale Bausteine für geclusterte Konfigurationen, die die Funktionen für horizontale Skalierung von Clustered Data ONTAP 8 nutzen. (In vorherigen Tech OnTap Artikeln wurde Clustered Data ONTAP als „Data ONTAP 8 im Cluster-Mode" oder einfach als „Cluster-Mode" bezeichnet.)

Clustering bietet eine Abstraktionsschicht zwischen Datenzugriff und der physischen Storage-Hardware, wodurch eine viel agilere Storage-Umgebung entsteht. Alle Datenzugriffe erfolgen über einen virtuellen Storage-Server bzw. „Vserver", ein Storage-Profil, das nicht an ein bestimmtes zugrunde liegendes Storage-System gebunden ist. Als Ergebnis können Sie Workloads innerhalb eines Clusters verschieben, ohne dass Remounts erforderlich sind oder der Datenzugriff für Benutzer anderweitig unterbrochen wird. Damit erhält Clustered Storage neue Funktionen. Diese sind mit der Art von Funktionen vergleichbar, die Hypervisoren für Serverumgebungen bereithalten.

Wenn zum Beispiel ein Storage Node gewartet werden muss, können Sie alle damit verbundenen Workloads an eine andere Stelle des Clusters verschieben, die Wartung durchführen und die Workloads wieder zurückverschieben, ohne Benutzer oder Applikationen zu stören. Sie können auch Workloads verschieben, um die Last innerhalb Ihres Clusters auszubalancieren oder einem bestimmten Workload mehr bzw. unterschiedliche Ressourcen, zum Beispiel einen anderen Medientyp, zuzuteilen. Ihre Storage-Umgebung ist viel besser in der Lage, sich dynamisch an wechselnde Anforderungen und unerwartete Ereignisse anzupassen. Sie können bestimmten Workloads Ressourcen (Kapazität und Performance) hinzufügen, um Bedarfsspitzen anzugehen und diese Ressourcen anderweitig neu zuteilen, wenn sie nicht mehr benötigt werden.

Clustered Data ONTAP bietet weiterhin alle Funktionen, die Sie von NetApp erwarten, darunter Unified Storage (SAN und NAS), erweiterte Funktionen für die Storage-Effizienz (Thin Provisioning, Deduplizierung, Komprimierung usw.) und integrierte Datensicherung.

Mit Clustered Data ONTAP können Sie Storage Cluster mit bis zu 24 Storage Controllern aufbauen. Sie können wie bei PeakColo homogene Cluster erstellen, in denen alle Cluster Nodes gleich sind. Oder Sie erstellen heterogene Cluster mit verschiedenen Arten von FAS Controllern und Medien, sodass ein einzelnes Cluster – mit zentralem Management – mehrere Tiers und Storage-Klassen bereitstellt.

Flash für Performance und Effizienz

Die FAS3220 und FAS3250 Systeme sind darauf ausgelegt, aus den Virtual Storage Tiering-Technologien von NetApp, darunter Flash Cache, Flash Pool und Flash Accel, größtmöglichen Nutzen zu ziehen. Mit dem Einsatz dieser Technologien erhalten Sie die Performance-Vorteile der Flash-Technologie und können gleichzeitig Investitions- und Managementkosten senken. Investitionskosten werden gesenkt, da Ihr Storage unter Einsatz weniger Festplattenspindeln dieselbe oder bessere Performance erzielt. Außerdem können Sie die Flash-Technologie mit kapazitätsstarken SATA-Festplatten kombinieren, um einen bestimmten Grad an Performance zu erzielen, statt weitere teure, hochperformante SAS-Festplatten einzusetzen.

Durch FAS3220 und FAS3250 unterstützte Virtual Storage Tiering-Optionen

Abbildung 2) Durch FAS3220 und FAS3250 unterstützte Virtual Storage Tiering-Optionen

Flash Cache verbessert die Latenz für zufällige Lesezugriffe erheblich und bietet die einfachste Möglichkeit, Flash zu einer NetApp Konfiguration hinzuzufügen. Flash Pool beschleunigt zufällige Lese- und Schreibzugriffe. Flash Accel speichert Daten direkt auf dem Server und wird den anspruchsvollsten und latenzempfindlichsten Applikationen gerecht. Weitere Einzelheiten finden Sie im neuesten Tech OnTap Artikel zu VST.

Durch die zusätzliche Speicher- und Rechenleistung in allen neuen FAS3200 Modellen können diese aus aktuellen und künftigen Flash Cache Geräten und Flash Pool SSDs Nutzen ziehen.

Tabelle 4) Flash-Unterstützung für FAS3200 Serie

 FAS/V3220FAS/V3250
Flash Cache pro HA-Paar1 TB2 TB
Flash Pool pro HA-Paar1 TB2 TB
Gesamt pro HA-Paar1 TB2 TB

Schlussfolgerung

Die bisherigen FAS3200 Modelle – FAS3210, FAS3240 und FAS3270 – werden für bestehende Kunden noch einige Zeit lang verfügbar bleiben, um den Übergang zu erleichtern. Die FAS3220 und FAS3250 Systeme bieten bei der Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Wartungsfreundlichkeit und beim Management dieselben hervorragenden Funktionen, die wir von Beginn an in die FAS3200 Serie integriert haben. Wir fügten mehr Kerne sowie weitere Speicherressourcen und Kapazitäten hinzu, um die Performance zu steigern und die Funktionen zu bieten, die für Midrange Storage erforderlich sind. Somit können wachsende Anforderungen von geschäftskritischen Applikationen, Server-Virtualisierung und Cloud Workloads erfüllt werden.

Diese neuen Systeme sind für die Unterstützung von Clustered Data ONTAP und NetApp Virtual Storage Tiering optimiert. Auf diese Weise können Sie eine agilere Dateninfrastruktur schaffen, die aus der Flash-Technologie in vollem Umfang Nutzen zieht. Storage Workloads werden dadurch beschleunigt.

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Von Steven Miller, Senior Technical Director und Platform Architect, Core Systems

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. 31 erteilte und 19 angemeldete Patente im Bereich Storage und High-Performance Computing laufen auf seinen Namen.

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