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Caso práctico: Optimización de la eficiencia del almacenamiento con V-Series de NetApp en National Semiconductor

Al igual que la mayoría de los equipos de almacenamiento, en National Semiconductor llevamos los últimos años trabajando para consolidar el almacenamiento y optimizar la eficiencia. Esto se hace necesario cuando el almacenamiento implementado crece un 50% o más cada año (como es nuestro caso). Sin embargo, como tenemos sistemas NAS y SAN independientes, siempre se produce cierto grado de ineficiencia a causa de los dos pools de almacenamiento separados.

Al final, descubrimos que podíamos superar esta limitación utilizando los sistemas de virtualización del almacenamiento V-Series de NetApp® para proporcionar un acceso multiprotocolo al almacenamiento ubicado en nuestra red SAN de EMC. Recientemente hemos reducido costes en un 50% al sustituir dos sistemas FAS960 de NetApp antiguos que teníamos arrendados por sistemas V-Series respaldados por el almacenamiento SAN existente.

En este artículo, describiremos:

  • Evaluación de las gateways NAS
  • Razones para elegir V-Series
  • El proceso de migración que seguimos para migrar los datos a V-Series
  • Ventajas adicionales de eficiencia del almacenamiento que hemos conseguido gracias al Thin Provisioning, la deduplicación, etc.
  • Planes para el futuro

Evaluación de las gateways NAS

Hace algún tiempo, descubrimos el valor del almacenamiento por niveles, cuando nos dimos cuenta de que no hacía falta almacenarlo todo en discos de Fibre Channel, de elevado coste. National adquirió gran cantidad de almacenamiento SATA en sistemas de almacenamiento DMX-3 de EMC e implementó LUN de nivel 3 prácticamente en todos los sitios. Como sólo podíamos aprovechar ese almacenamiento para el uso de SAN, comenzamos a investigar las gateways NAS como una forma de aprovechar mejor ese pool de almacenamiento.

Empezamos haciendo una demostración práctica del concepto con una gateway NAS de otro fabricante, pero pronto observamos diversas limitaciones:

  • La gateway sólo tenía dos puertos Fibre Channel, con lo que no dejaba un puerto libre para conectarse a nuestra biblioteca de cintas.
  • El dispositivo no poseía la certificación que acreditaba su uso con nuestro software de backup: Tivoli Storage Manager.
  • La implantación de CIFS era deficiente y faltaba compatibilidad con CIFS.

Por esa época, nos enfrentábamos a un problema, ya que teníamos dos sistemas de almacenamiento FAS960 de NetApp unidos en un MetroCluster y configurados para CIFS que se estaban quedando sin espacio de almacenamiento. Conversando con NetApp, descubrimos que podíamos sustituir esos sistemas FAS960 por dos V3040 que actuaran como interfaz para el almacenamiento SAN que ya habíamos adquirido y salir ganando al simplificar nuestra estructura de almacenamiento y ahorrar dinero al mismo tiempo. En menos de dos meses completamos todo el proceso de adquisición, instalación y migración.

Actualmente, hemos implementado dos sistemas V-Series. Tenemos un cluster V3040 en Santa Clara (California), como interfaz de un DMX-3 de EMC, y una sola controladora V3040 como interfaz de otro DMX-3 de EMC en nuestro site de recuperación ante desastres de Sacramento (California). El sistema de Santa Clara actúa como interfaz de un almacenamiento EMC de 42 TB; los sistemas EMC siguen proporcionando acceso directo por bloques a los demás sistemas conectados también a nuestra red SAN.

Infraestructura de almacenamiento V-Series de National Semiconductor

Figura 1) Infraestructura de almacenamiento V-Series de National Semiconductor.

Razones para elegir V-Series de NetApp

Al final, nos decantamos por los sistemas V-Series frente a otros productos de la competencia (y como una alternativa para simplificar la adición de almacenamiento a nuestros sistemas existentes) por diversas razones:

  • Al poder sacar partido en el entorno de administración al disco SATA de EMC que antes se desaprovechaba, el gasto de la implantación de V-Series descendió a la mitad de lo que nos costaba el arrendamiento de los sistemas FAS960.
  • El uso como interfaz de nuestro almacenamiento SAN existente con los sistemas V-Series nos proporciona un pool de almacenamiento único para un entorno de almacenamiento más flexible.
  • Hace años que usamos sistemas de almacenamiento NetApp, por lo que mantenemos una excelente relación y estamos muy familiarizados con el entorno operativo Data ONTAP®, incluidas las ventajas adicionales de eficiencia del almacenamiento que NetApp ofrece. (Consulte en el apartado siguiente los avances en eficiencia del almacenamiento.) Para nosotros, esto suponía que la decisión no entrañaba tanto riesgo, porque sabíamos dónde nos metíamos y que NetApp estaría al frente.
  • El proceso de migración fue sencillo y llevadero y dejó nuestros archivos de Arkivio intactos, por lo que no tuvimos que hacer nada especial con nuestro entorno de archivado.

Migración a V-Series de NetApp

Utilizamos el software SnapMirror® de NetApp para acometer la migración, lo que nos permitió realizarla de manera totalmente transparente para nuestros usuarios finales y reducir al mínimo el tiempo de inactividad. El período de inactividad necesario probablemente habría sido bastante más prolongado de haber escogido otro proveedor.

Para llevar a cabo la migración, simplemente creamos relaciones de SnapMirror entre los FAS960 existentes y el cluster V3040. Tras realizar un mirroring completo y una actualización de los datos, empleamos un tiempo de inactividad programado de dos horas en completar la transición. Desconectamos los FAS960 y cambiamos las direcciones IP del cluster V3040 por las de los sistemas antiguos y lo reiniciamos. No fue necesario ningún cambio en los sistemas cliente, y los clientes no se percataron del cambio.

Entre los datos que había almacenados en los FAS960 se encontraban diversos archivos de datos que se habían creado con Arkivio. Si hubiéramos elegido una gateway de otro proveedor, habríamos tenido que acceder de nuevo a toda esa información desde el almacenamiento de archivado, pero como ya habíamos configurado Arkivio para que se ejecutara con NetApp, nos evitamos este largo proceso.

Mejoras en la eficiencia del almacenamiento

A pesar de que el almacenamiento de gestión reside ahora en nuestros sistemas DMX de EMC, el hecho de escoger V-Series de NetApp nos permitió aprovechar las tecnologías contrastadas de eficiencia del almacenamiento de NetApp, como FlexVol®, la tecnología Snapshot™, Thin Provisioning y la deduplicación.

Los volúmenes flexibles de NetApp nos permiten sacar el máximo partido al espacio de almacenamiento subyacente al distribuir los datos entre todos los discos disponibles para evitar automáticamente los puntos de sobrecarga. Como resultado, actualmente el porcentaje de aprovechamiento de nuestros sistemas de ficheros V-Series ronda el 80%, mucho mejor que la media del sector, que varía entre un 25 y un 40%.

Damos a los sistemas V-Series distintos fines, como almacenar los datos de ingeniería de nuestras aplicaciones Cadence y Synopsys o almacenar ficheros en los home directories y directorios de grupos de la empresa. Recientemente, hemos empezado a ejecutar la deduplicación de NetApp en varios de nuestros volúmenes de archivado de ingeniería. Con esta función (que no está disponible como función nativa en el almacenamiento de gestión de EMC), conseguimos un ahorro de espacio total de 1,8 TB, lo que supone un ahorro medio por volumen del 34%. En estos volúmenes deduplicados conseguimos un porcentaje de aprovechamiento del 112%. (En todos los volúmenes, salvo uno, si se suma la capacidad utilizada y la capacidad ahorrada por la deduplicación, se supera el tamaño total del volumen.) Cuando sea conveniente, seguiremos aplicando la deduplicación a otros volúmenes de almacenamiento.

Resultado que demuestra el ahorro gracias a la deduplicación

Figura 2) Resultado que demuestra el ahorro gracias a la deduplicación.

Otra ventaja relacionada con la eficiencia que nos salió prácticamente gratis con la adición de los sistemas V-Series es la recuperación ante desastres. Ya teníamos un sistema de almacenamiento DMX-3 de EMC en nuestra instalación de recuperación ante desastres que proporcionaba almacenamiento para los sistemas fundamentales en caso de desastre. Al incluir un V3040, ahora podemos ofrecer recuperación ante desastres online para los datos NAS esenciales que utilizan SnapMirror de NetApp. Es una capacidad con la que no contábamos antes.

Proyectos futuros: SnapVault y FlexClone

Ahora que tenemos los sistemas V-Series implementados y disponemos un gran pool almacenamiento de gestión, encontramos cada vez más formas de utilizarlos. Por ejemplo, National Semiconductor tiene unos 20 centros de diseño remotos (CDR) repartidos por EE.UU., Europa, y Asia. Esto representa una gran cantidad de propiedad intelectual que nos gustaría proteger mejor.

Como hemos estandarizado el almacenamiento NetApp en nuestros CDR, tenemos previsto añadir el software SnapVault® de NetApp a cada uno de esos sistemas para poder realizar backups en nuestros sistemas V-Series por nuestras redes empresariales. SnapVault realiza este proceso de manera eficiente al transferir sólo los bloques de datos modificados, con el consiguiente ahorro de ancho de banda y la reducción del almacenamiento que consume cada backup. Ya hemos implantado este proceso en cinco o seis de los CDR con un resultado más que satisfactorio.

El proyecto definitivo que estamos investigando es el uso de FlexClone® de NetApp junto con nuestro entorno VMware®. Cuando se crea un volumen FlexClone, éste sólo consume espacio adicional cuando se introducen cambios en el volumen clonado. La clonación se realiza muy rápido y presenta una gran economía de espacio. Tenemos cientos de instancias de entornos operativos Microsoft® Windows® en equipos virtuales. Estos entornos, en su mayor parte idénticos, consumen grandes cantidades de almacenamiento y el tiempo para provisionar un equipo virtual nuevo está limitado por el tiempo que se tarda en hacer una copia de un entorno operativo completo.

Recientemente hemos emprendido un proyecto piloto utilizando VDI (Virtual Desktop Infrastructure) de VMware y varios sistemas de escritorio para comprobar la viabilidad de usar FlexClone para clonar entornos operativos virtuales en lugar de hacer una copia diferenciada de cada sistema. No observamos ningún problema en este entorno limitado. Queremos trabajar un poco más para hacernos una mejor idea de cuántos equipos virtuales pueden ejecutarse desde un volumen clonado, pero desde luego que seguiremos adelante con este proyecto. [Este enfoque se describe con más detalle en varios artículos Tech OnTap anteriores, por ejemplo el que se trata sobre Kilo Client de NetApp y otro que describe una implementación en la North Carolina State University.]

Conclusión

En general, esta implementación de V-Series ha tenido un gran éxito. Empleando menos de dos meses en la transición, ahora disponemos de un entorno más flexible con un único pool de almacenamiento para NAS y SAN que saca partido a nuestra unidad de almacenamiento con una infraestructura SAN escalable. Dado que el cambio redujo el gasto previsto en este almacenamiento en un 50%, nuestro equipo de gestión no se enteró de que habíamos realizado este cambio hasta que tuvo lugar. Huelga decir que quedaron sumamente satisfechos con el resultado.

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Anthony Villegas y Tien Tran

Anthony M. Villegas
Jefe del equipo de gestión del almacenamiento de la empresa
National Semiconductor

Anthony (izquierda) ha pasado los últimos 30 años en el departamento de TI de National Semiconductor. Empezó en programación de sistemas para entornos mainframe IBM antes de pasar a Open Systems y administración del almacenamiento. En la actualidad, es responsable de la arquitectura, el diseño, la implementación y la gestión del almacenamiento de la empresa, lo que incluye SAN, NAS, backup, recuperación ante desastres y provisionamiento.

Tien Tran
Administrador del almacenamiento de la empresa
National Semiconductor

Tien (derecha) ha trabajado en el departamento de TI de National durante los últimos 11 años (una especie de recién llegado). Además de sus obligaciones de administración del almacenamiento, que incluyen las VTL, es responsable de las herramientas ADE, como Cadence y Synopsys. En los 15 años que lleva en TI, Tien también ha trabajado en LSI, Sun Microsystems y Pacific Bell.

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