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Optimieren Sie OLTP und VDI mit dem neuen EF550 Flash-Array
Rip Wilson
Technical Marketing Manager

Es besteht kein Zweifel, dass Flash-Technologie die Storage-Branche revolutioniert – sowohl in Bezug auf die Geschwindigkeit von Applikationen als auch auf die Wirtschaftlichkeit von Storage. NetApp stellte bereits 2009 Hybrid Storage-Systeme vor und unser erstes, rein Flash-basiertes Array, EF540, kam Anfang dieses Jahres auf den Markt. NetApp Kunden entscheiden sich zunehmend für Flash in allen Variationen, um insbesondere die Reaktionsfähigkeit von Applikationen zu verbessern, Überprovisionierung zu vermeiden und die Anforderungen I/O-intensiver Workloads zu erfüllen.

Seit der Markteinführung im Februar 2013 verzeichnet das rein Flash-basierte Array NetApp EF540 ein kontinuierliches Wachstum, wobei die Kombination aus Performance, Dichte und Enterprise-RAS für besondere Furore sorgt. Mit EF540 profitieren Anwender von einer zwanzigmal niedrigeren Datenbanklatenz, einer dreifachen Produktivitätssteigerung und einer wesentlichen Senkung der Betriebskosten. So hat beispielsweise ein IT-Team mit nur einem einzigen 2-HE EF540 drei volle Racks mit aktiven Festplatten ersetzt. Wow!

Kommen wir nun zur kürzlich vorgestellten EF550. Als Folgemodell der EF540 bietet die EF550 verbesserte Performance, höhere Kapazität sowie eine Reihe neuer Funktionen. Nachfolgend stelle ich Ihnen die Neuerungen der EF550 und verschiedene gängige Nutzungsfälle für rein Flash-basierte Arrays – einige in Kombination mit FAS – vor.

EF550: Neuerungen

Das rein Flash-basierte Array EF550 baut direkt auf der EF540 auf und erweitert deren Funktionsumfang. Weitere Informationen zur EF540, u. a. zum Thema Enterprise-Zuverlässigkeit und Verfügbarkeitsfunktionen, können Sie in meinem früheren Beitrag zu den EF Plattformen nachlesen.

Die EF550 weist einige wichtige Verbesserungen auf:

  • optimierte Performance
  • höhere Kapazität
  • neue Konnektivitätsoptionen
  • wichtige neue Funktionen

Performance, Kapazität und Konnektivität

Die EF550 eignet sich aufgrund ihrer hervorragenden Performance ideal für eine große Bandbreite an Workloads. Bei transaktionsorientierten Applikationen erreicht sie einen Spitzenwert von bis zu 900.000 IOPS und über 400.000 IOPS kontinuierlich mit einer Latenz von unter einer Millisekunde – eine 35 %-ige Verbesserung gegenüber der Vorgängerversion. Bei durchsatzorientierten Applikationen erzielt die EF550 eine Übertragungsrate von bis zu 12 GB/s.

Darüber hinaus wurde die Skalierbarkeit der EF550 von 48 auf 120 Laufwerke für eine Rohkapazität von 96 TB erweitert. Durch diese vertikale Skalierung der Kapazität ermöglicht die EF550 optimierten Datenzugriff bei sehr niedriger Latenz. Zudem wurde die Back-End-Bandbreite von zwei auf vier 6-Gbit/s-SAS-Ports verdoppelt und die 8-Gbit/s-Fibre Channel-Schnittstellen wurden durch 16-Gbit/s-Schnittstellen ersetzt. Als Konnektivitätsoptionen stehen wie gewohnt Fibre Channel, SAS, Ethernet und InfiniBand zur Verfügung.

Dynamic Disk Pools

Eine der leistungsstärksten neuen Funktionen ist die Dynamik Disk Pools (DDP) Technologie, die das RAID-Management vereinfacht, die Datensicherung verbessert und für alle Bedingungen eine vorhersehbare Performance liefert. DDP funktioniert ähnlich den Aggregaten in Data ONTAP, allerdings unterscheidet sich die Back-End-Implementierung.

DDP verteilt Daten, Paritätsinformationen und freie Kapazitäten gleichmäßig auf den gesamten EF550 Laufwerk-Pool. Dadurch vereinfacht sich die Einrichtung, Hotspots werden vermieden und die Kapazitätsauslastung wird erhöht. Mit DDP müssen Sie keine Zeit verschwenden, um RAID-Gruppen zu definieren. Freier Speicherplatz wird gleichmäßig auf alle Festplatten verteilt, sodass keine dedizierten Hot Spares vorhanden sind und keine teuren SSDs ungenutzt bleiben. Sie profitieren zu jedem Zeitpunkt von der vollen Performance für alle Festplatten.

Zusätzlich minimiert die DDP Technologie Performance-Einbußen, die ein Laufwerksausfall mit sich bringt, und stellt den Idealzustand der Systeme bis zu achtmal schneller wieder her als herkömmliches RAID. Dank schnellerer Rebuilds und einer patentierten Rekonstruktionstechnologie mit Priorisierung bietet DDP eine Datensicherung, die für herkömmliches RAID unerreichbar ist.

In einem Dynamic Disk Pool werden Daten, Paritätsinformationen und freier Speicherplatz gleichmäßig auf alle Laufwerke verteilt. Fällt eine SSD aus, wird die Rekonstruktion über den gesamten Pool durchgeführt, sodass Rebuilds bis zu achtmal schneller fertiggestellt werden können.

Abbildung 1) In einem Dynamic Disk Pool werden Daten, Paritätsinformationen und freier Speicherplatz gleichmäßig auf alle Laufwerke verteilt. Fällt eine SSD aus, wird die Rekonstruktion über den gesamten Pool durchgeführt, sodass Rebuilds bis zu achtmal schneller fertiggestellt werden können.

Nutzungsfälle für EF550

Aus der Vielzahl an Nutzungsfällen für rein Flash-basierte Arrays treten vier besonders häufig auf:

  • Datenbankbeschleunigung
  • Virtual Desktops
  • I/O-Verlagerung
  • Überprovisionierung

In diesem Beitrag finden Sie Links zu einer Auswahl an aktuellen Kundenreferenzen. Ein Großteil dieser Kunden sind Unternehmen, deren Namen wir leider nicht veröffentlichen dürfen. Deshalb geben die Kundenreferenzen nur einen kleinen Einblick in das jeweilige Geschäftsfeld. Ich werde mich auf kürzlich erschienene technische Berichte und Whitepaper beziehen, falls Sie weitere Informationen zur Konfiguration der hier vorgestellten Implementierungen wünschen.

Datenbankbeschleunigung

Es sollte wenig überraschen, dass Datenbankbeschleunigung einer der Hauptanwendungsbereiche für rein Flash-basierte Arrays ist. Auch wenn viel über Virtualisierung und Shared-Infrastrukturen gesprochen wird, bevorzugen schnelle Datenbankinfrastrukturen doch immer noch Bare Metal-Installationen und dedizierten Storage.

NetApp bietet mit der EF-Series oder einer Kombination aus EF und FAS Storage-Lösungen für Datenbankbeschleunigung. So hat beispielsweise ein global agierender Online-Händler Hunderte von EF540 Arrays implementiert, um Zahlungstransaktionen zu beschleunigen und schnelleren Zugriff auf Online-Konten und -Käufe zu ermöglichen. Das Unternehmen konnte die Performance seiner Oracle Datenbanken für Kaufprofile um das Zwanzigfache steigern und gleichzeitig den Storage-Platzbedarf auf ein Viertel des bisher benötigten Platzes reduzieren.

Andere Unternehmen entscheiden sich für eine Kombination aus EF für die Geschwindigkeit und FAS Storage mit einer sekundären Kopie für Redundanz und Datenmanagement. In Oracle Umgebungen wird dies durch Oracle ASM Spiegelung und zwei Ausfallgruppen erreicht, siehe Abbildung 2.

Die Kombination von EF für eine Latenz von unter einer Millisekunde und hohe Transaktions-Performance mit FAS für Redundanz und Datenmanagement vereint die besten Funktionen beider Plattformen.

Abbildung 2) Die Kombination von EF für eine Latenz von unter einer Millisekunde und hohe Transaktions-Performance mit FAS für Redundanz und Datenmanagement vereint die besten Funktionen beider Plattformen.

Lesezugriffe werden in erste Linie vom EF Array durchgeführt, während Schreibzugriffe sowohl auf dem EF Array als auch auf dem FAS System ablaufen. Da Data ONTAP Schreibzugriffe zusammenführt und Aktivitäten auf alle Spindeln eines Aggregats verteilt, entstehen beim Schreiben keine Performance-Probleme. Funktionen zur Datensicherung und zum Datenmanagement wie z. B. Backup, Replizierung und Klonen können mithilfe von NetApp und Oracle Funktionen auf dem FAS System durchgeführt werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie in einem anderen Beitrag in dieser Ausgabe zum Thema Oracle OpenWorld.

Nachfolgend finden Sie einige Referenzen zur Implementierung hochperformanter Datenbankapplikationen mit verschiedenen Softwareplattformen:

Virtual Desktops

Rein Flash-basierter Storage unterstützt insbesondere Power User in Virtual Desktop Infrastructure Umgebungen (VDI). Power User sind in diesem Kontext Benutzer, deren Tätigkeit eine hohe Performance erfordert – mindestens 35 IOPS pro Desktop. Beispiele hierfür sind Tätigkeiten im Ingenieur- und Gesundheitswesen (z. B. erfordert die Bildgebung hohe Bandbreiten).

NetApp ist dank seines Produktportfolios in der Lage, die passende Storage-Lösung für Ihre individuellen Anforderungen in Bezug auf Desktops, Performance und Kapazität anzubieten. Eine VDI-Umgebung kann entweder nur auf einer EF550 oder auf einer Kombination aus EF und FAS implementiert werden. Der EF Storage ist dabei für die Power User reserviert. NetApp hat in Zusammenarbeit mit Atlantis Computing eine Lösung entwickelt, die VDI Power Usern hervorragende IOPS-Werte bereitstellt.

Atlantis ILIO Software verbessert die Interaktion von Virtual Machines mit Storage und optimiert so I/O anhand von Content. Darüber hinaus ermöglicht sie Inline-Deduplizierung, Komprimierung bei Leitungsgeschwindigkeit und Zusammenführung von Schreibzugriffen. Die Software ist einfach zu implementieren und zu managen und bietet eine höhere Benutzerfreundlichkeit als normale PCs bei besserer Wirtschaftlichkeit.

In Kombination mit Atlantis ILIO Software stellt das EF Flash-Array eine effiziente, hochperformante Storage-Umgebung für VDI Power User bereit.

Abbildung 3) In Kombination mit Atlantis ILIO Software stellt das EF Flash-Array eine effiziente, hochperformante Storage-Umgebung für VDI Power User bereit.

Weitere Informationen und Details finden Sie im Lösungsüberblick sowie im Whitepaper auf der Atlantis Website:

I/O-Verlagerung

Shared Storage bietet zwar eine Reihe von Vorteilen, aber gelegentlich wirken sich I/O-intensive Workloads negativ auf Shared Storage-Umgebungen aus, da sie wertvolle Computing-Ressourcen verbrauchen. In vielen Fällen handelt es sich dabei um temporäre Workflows, wie z. B. Scratch Storage oder Auslagerungsspeicher, die hohe I/O-Raten erfordern, aber nach einigen Tagen wieder gelöscht werden und somit nicht die Effizienz- und Sicherungsfunktionen von Shared Storage benötigen.

Genau vor diesem Problem stand ein globaler Softwarehersteller, dessen Software-Build-Umgebung besonders schnellen Storage für temporäre Daten benötigte, die während der Codeentwicklung generiert wurden, aber nach Fertigstellung der Builds nicht mehr gebraucht wurden. Das Unternehmen erweiterte seine bestehende FAS Umgebung um mehrere EF Arrays und erstellte damit einen stabilen und leistungsstarken Storage speziell für Scratch Storage-Anforderungen. Damit ließ sich der Durchsatz des Software-Build-Systems verdoppeln. Sowohl die unkompilierten Quelldateien als auch der finale, kompilierte Code werden immer auf das FAS geschrieben und können so die Datensicherungs- und Storage-Effizienzfunktionen von Data ONTAP nutzen. Dank dieser Implementierung ist das Unternehmen in der Lage, mehrere Builds parallel an einem Tag durchzuführen, um Markteinführungszeiten zu verringern.

Überprovisionierung

Der letzte Nutzungsfall für die EF550 ist die klassische Überprovisionierung in Tier-1-Applikationsumgebungen. Selbst die schnellsten HDDs ermöglichen nur 200 bis 300 IOPS. Deshalb würde eine Skalierung auf 200.000 bzw. 300.000 IOPS tausende Laufwerke erfordern, auch wenn die Kapazität nicht gebraucht wird. Das Ergebnis ist häufig eine große Anzahl von Festplatten, deren Kapazität nur zu 20 oder 30 % genutzt wird.

Eine einzige 2-HE EF550 kann mindestens zwei Racks mit herkömmlichem Festplatten-Storage ersetzen, der so überprovisioniert wurde. Dies bedeutet die gleiche oder eine höhere IOPS-Performance bei niedrigerer Latenz und mit bis zu 95 % weniger Platzbedarf, Kühlung und Strom.

Schlussfolgerung

Die rein Flash-basierten Arrays der EF-Series sind so erfolgreich, da sie hervorragende Performance mit niedriger Latenz von unter einer Millisekunde bereitstellen, zusammen mit Enterprise-Funktionen und bewährter Zuverlässigkeit für geschäftskritische Applikationen. NetApp blickt auf zwanzig Jahre Erfahrung in der Entwicklung von hochperformantem Storage für Produktionsumgebungen zurück, einschließlich einiger der anspruchsvollsten Tier-1-Datenbankumgebungen. Damit sind wir in der Lage, stabile und hocheffiziente Lösungen bereitzustellen, die den hohen Anforderungen von latenzkritischen Workloads gerecht werden. Sie können sich also darauf verlassen, dass die neue EF550 Ihre Erwartungen an Performance und Zuverlässigkeit erfüllen oder sogar noch übertreffen wird – ohne unangenehme Überraschungen.

Das EF550 Flash-Array ist ab Dezember 2013 erhältlich und wird ab Januar 2014 ausgeliefert. Es sind zudem Upgrades von der EF540 auf die EF550 verfügbar.

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Von Rip Wilson, Technical Marketing Manager

Mit seinen mehr als 20 Jahren Erfahrung in der Entwicklung von Enterprise Storage-Lösungen zählt Rip Wilson zu den ausgewiesenen Kennern der Computer- und Storage-Branche. In den vergangenen 14 Jahren hat er die E-Series als technischer Marketing Manager unterstützt, technische Beiträge verfasst und unsere Außendienstmitarbeiter, Partner und Kunden auf der ganzen Welt mit der E-Series vertraut gemacht. Rip ist verantwortlich für all unsere rein Flash-basierten Systeme.

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Weitere Informationen zur EF550

Möchten Sie mehr über das EF550 Flash-Array erfahren? Weitere Informationen erhalten Sie im Video von NetApp VP Ty McConney, den nachfolgenden Blogs sowie in der Pressemitteilung.

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