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Migración del almacenamiento FC a SAS

Los lectores habituales de Tech OnTap saben que se está produciendo una transición en el sector del almacenamiento de FC-AL a arquitecturas y unidades de disco de almacenamiento mediante cable SCSI (SAS). A este respecto, Gartner Dataquest pronostica que, para el año 2013, SAS habrá sustituido por completo a FC-AL.

El motivo de que esto ocurra es que SAS ofrece una fiabilidad y flexibilidad mayores, un ancho de banda más amplio y una conectividad mucho mejor. Si todavía no conoce SAS, en un artículo reciente de Tech OnTap® encontrará información sobre las ventajas que ofrece, así como una descripción bastante completa de esta tecnología.

NetApp se halla en plena transición. Las bandejas de discos SAS-connected constituyen ya un 10% de la base instalada de NetApp y más de un 50% del almacenamiento que se suministra con los nuevos sistemas de NetApp®. Con nuestra bandeja de discos SAS DS4243 hemos logrado una fiabilidad nunca antes vista en la historia de NetApp, aparte de que desde enero de 2011 no se ha tenido conocimiento de interrupciones provocadas por esta bandeja. NetApp dio a conocer hace poco la bandeja de discos DS2246, que aprovecha la arquitectura de DS4243 en un paquete más compacto. DS2246 sigue la estela del modelo anterior y ofrece una gran densidad y ahorro de energía con similar fiabilidad y flexibilidad de máximo nivel.

En este artículo se aborda la serie de productos SAS y se incluyen mejores prácticas para seleccionar el que sea adecuado y ponerlo en marcha.

Tecnología SAS de NetApp


La intención de NetApp es contribuir a que la transición a SAS sea fluida, para lo que pone a disposición del cliente diversas ofertas tecnológicas apropiadas y toda su experiencia en SAS. Desde 2007, hemos lanzado al mercado tres generaciones de productos SAS (empezando por el soporte de SAS en los modelos básicos FAS2040 y FAS2050). Los sistemas de almacenamiento de las series FAS6200 y FAS3200, de reciente aparición, incorporan puertos SAS internos que favorecen una transición más sencilla.

Bandejas de discos

Nuestras bandejas de discos SAS están diseñadas para ofrecer una fiabilidad y flexibilidad inigualables por medio de componentes redundantes, switches de barras cruzadas, ACP (Ruta de Control Alternativa) y actualizaciones de firmware sin interrupciones. En los últimos tiempos nos hemos centrado en mejorar la densidad con la nueva bandeja de discos DS2246, donde se usan unidades de disco de formato reducido (2,5"). Si la comparamos con la bandeja de discos existente (DS4243), DS2246 proporciona el doble de densidad del almacenamiento y una densidad de rendimiento más elevada, y todo ello empleando una cantidad de energía mucho menor. Entre las mejoras de ingeniería se incluye un nuevo módulo de I/O, que logra un ancho de banda de hasta 24 Gb/s en cada puerto SAS.

Rendimiento relativo de lectura secuencial de los nuevos modelos FAS6200 en comparación con plataformas existentes.

Figura 1) La bandeja de discos DS2246 puede albergar hasta 24 unidades de 2,5" en un compartimento de 2U con una conectividad de SAS de 6 Gb/s (agregado de 24 Gb/s por cada puerto SAS).

Muchos de los detalles de DS2246 se pueden entrever en el nombre del producto:

DSxxxx: bandeja de discos
DS2xxx: 2U
DSx24x: 24 unidades
DSxxx6: SAS a 6 Gbps (agregado de 24 Gb/s)

A modo de resumen, diríamos que DS2246 es un compartimento de 2U que consta de 24 unidades de disco SAS con una conectividad SAS de 6 Gb. DS2246 ofrece la misma capacidad que una bandeja de discos DS4243, a través de unidades de disco SAS y con el doble de densidad.

En términos de densidad de rendimiento, nuestras pruebas de laboratorio pusieron de manifiesto que DS2246 ofrece hasta un 60% más de I/O por segundo por unidad de rack en cargas de trabajo OLTP. Además, usar unidades de disco de formato reducido de 2,5" supone un ahorro de energía de entre el 30 y el 50% con respecto a una bandeja DS4243 configurada de forma similar. DS2246 solo necesita dos suministros de energía por bandeja, cuando DS4243 precisaba de cuatro (ambas bandejas usan el mismo suministro).

En la actualidad, las unidades de disco SAS se pueden encontrar en dos tamaños para el modelo DS2246:

  • Unidad SAS de 450 Gb, 2,5", 10.000 rpm
  • Unidad SAS de 600 Gb, 2,5", 10.000 rpm

DS2246 es totalmente compatible con SAS 2.0 con un ancho de banda de 6 Gb/s, ya que incluye un nuevo módulo de I/O, IOM6, compatible con SAS 2.0. Así, los sistemas de almacenamiento de NetApp se conectan a IOM6 a través de un puerto ancho estándar: un conjunto de cuatro canales SAS con un ancho de banda agregado de 24 Gb/s.

La bandeja de discos DS4243, que nació en el año 2009, presenta un formato de 4U y puede contener hasta 24 discos SAS con una conectividad de SAS de 3 Gb/s (12 Gb/s por puerto ancho). Observe que se trata de un ancho de banda mayor que el de una bandeja de discos FC con FC de 4 Gb o 8 Gb. La bandeja de discos DS4243 es la opción ideal si busca versatilidad ya que por sí solo, este modelo admite tres tipos de disco: SAS, SATA y SSD. Con la bandeja de discos FC DS14, por el contrario, era necesario adquirir distintos modelos para acomodar tipos de disco diferentes. De igual modo, con DS4243 puede combinar bandejas con discos SAS y SATA en la misma pila de SAS si así lo desea.

En la tabla 1 se establece una comparación entre DS2246 y DS4243 en cuanto a capacidad y densidad en un rack de 42U.

Tabla 1) Comparación de los modelos DS2246 y DS4243 en términos de densidad y consumo de energía.

  Rack de 42U totalmente lleno de DS2246 (unidades de 600 GB) Rack de 42U totalmente lleno de DS4243 (unidades de 600 GB) Rack de 42U totalmente lleno de DS14mk4 ESH4 (unidades de 600 GB)
Bandejas por rack 21 bandejas 10 bandejas 14 bandejas
Unidades por rack 504 unidades 240 unidades 196 unidades
GB por unidad de rack (nominal) 7.200 GB 3.600 GB 2.800 GB
GB por rack (nominal) 302.400 GB 144.000 GB 117.600 GB
Consumo de energía habitual por rack con unidades de 600 GB 39,48 amp.
7.266 vatios
24.801 BTU/h
28,7 amp.
5.470 vatios
18.650 BTU/h
23,5 amp.
4.424 vatios
15.078 BTU/h

 

La bandeja de discos DS4243 con discos SAS a 15.000 rpm proporciona el máximo rendimiento de unidad de disco duro. Por su parte, DS2246 (con discos SAS a 10.000 rpm) logra un rendimiento ligeramente inferior al de DS4243, pero su capacidad y densidad de rendimiento son mayores, al tiempo que proporciona un ahorro de energía considerable. En muchas de las cargas de trabajo, las diferencias de rendimiento se pueden compensar con Flash Cache de NetApp (consulte la sección más adelante).

Adaptadores SAS de NetApp

NetApp empezó a comercializar el adaptador SAS PCIe de cuatro puertos X2065A con el lanzamiento de DS4243. Este adaptador alcanza los 6 Gb/s, por lo que puede sacar partido de la mayor velocidad de enlace que se logra al conectarse a DS2246. Además, es compatible con DS4243 y DS2246.

A fin de facilitar la transición a SAS, NetApp ha diseñado lo último en sistemas de almacenamiento, las series FAS3200 y FAS6200, que se caracterizan por tener puertos SAS internos. Estos puertos también admiten velocidades de enlace de 6 Gb/s y se pueden usar indistintamente con DS4243 o DS2246. Obtenga más información sobre la serie FAS3200 artículo incluido en este número de Tech OnTap.

Tanto el puerto SAS interno de FAS2040 como el HBA SAS de doble puerto X2062 de FAS2050 son compatibles con DS4243 y DS2246, pero siguen funcionando a una velocidad de enlace de 3 Gb/s cuando se conectan a DS2246.

Flash Cache

Flash Cache de NetApp (PAM II) es compatible con todas las tecnologías de disco y bandeja de discos de NetApp (como DS2246 y DS4243), además de los modelos DS14 anteriores. El uso inteligente del almacenamiento en caché constituye una forma de desvincular el rendimiento del almacenamiento del número y el tipo de discos existentes en la cabina de discos subyacente para, así, reducir sustancialmente los costes y, al mismo tiempo, aliviar la carga administrativa del ajuste de rendimiento. Flash Cache de NetApp ofrece una caché opcional de segundo nivel que acepta bloques a medida que la caché del búfer del sistema los va expulsando para crear un gran pool de bloques de baja latencia.

Esta tecnología reduce los costes de almacenamiento en un 50% o más y, al mismo tiempo, reduce el espacio físico y el consumo energético en un 60% aproximadamente. Este ahorro económico es factible dado que el número de discos necesario para lograr un nivel de rendimiento determinado disminuye en un 75% y porque, además, los discos de alto rendimiento se pueden reemplazar por opciones más asequibles (por ejemplo, SATA en vez de SAS).

Cuando Flash Cache se usa junto con las tecnologías de NetApp de deduplicación o FlexClone®, se produce un gran efecto de amplificación de la caché, que lleva a que el número de aciertos en caché aumente notablemente, por lo que la latencia es cada vez menor.

Encontrará más información sobre cómo usar Flash Cache junto con las tecnologías de NetApp en uno de los últimos artículos de Tech OnTap.

Mejores prácticas de SAS de NetApp


Empezar a utilizar la tecnología SAS es muy fácil en los sistemas de NetApp, si bien conviene tener presentes algunas mejores prácticas para asegurarse de que todo va según lo previsto. En primer lugar, debe sopesar cuál es la bandeja de discos que mejor se ajusta a sus necesidades, DS2246 o DS4243. Los criterios de selección contemplados en la tabla 2 deberían ser de ayuda para ello. Consulte asimismo la tabla 1 para obtener información sobre la densidad y energía.

Tabla 2) Pautas a la hora de elegir la bandeja de discos SAS correcta.

Criterios de selección Medios de almacenamiento Bandeja de discos SAS
Densidad de rendimiento
Densidad de almacenamiento
Consumo de energía reducido
HDD de formato reducido
(SAS, a 10.000 rpm, 2,5")
DS2246
Capacidad máx.
Coste mínimo por GB
Densidad de almacenamiento máx.
HDD de elevada capacidad
(SATA, a 7.200 rpm, 3,5")
DS4243
Rendimiento de HDD máx.HDD de alto rendimiento
(SAS, a 15.000 rpm, 3.5”)
DS4243
Latencia más baja
Densidad de rendimiento máx.
Unidades de estado sólido (SSD)DS4243

 

En caso de necesitar ambas bandejas de discos, sobra decir que DS2246 y DS4243 se pueden conectar al mismo sistema de almacenamiento, si bien hay que tener en cuenta las pautas descritas en la siguiente sección.

Configuración de pilas de SAS

NetApp utiliza el término «pila» para referirse a un conjunto de bandejas y adaptadores SAS conectados e interconectados correctamente. A este respecto, se aplica lo siguiente:

  • Una pila admite un máximo de diez bandejas, excepto en el caso de FAS2040 y FAS2050, que solo pueden alojar cuatro bandejas por pila.
  • No se puede combinar DS4243 y DS2246 en la misma pila. En todo caso, se pueden combinar en el mismo sistema conectándolas a puertos SAS distintos. Si se conectan a puertos distintos en el mismo adaptador, este utilizará automáticamente la velocidad de enlace adecuada para cada pila.
  • Al usar DS4243, las unidades SAS y SATA pueden combinarse en la misma pila, pero no en la misma bandeja.
  • No debe haber unidades SAS a 15.000 y a 10.000 rpm en el mismo agregado. Si bien esto es factible, probablemente limitaría el rendimiento que se logra con las unidades más rápidas.
  • NetApp cuenta con una amplia gama de cables SAS para usarlos con la familia de bandejas de discos bandejas de discos. Estos cables son un componente crítico y de alto rendimiento dentro de la arquitectura SAS. En las conexiones de ruta de datos SAS solo se pueden usar estos cables oficiales de NetApp.

Configuración de los ID de bandeja

Los ID de bandeja oscilan entre 00 y 99. Es recomendable asignar intervalos de 10 a cada pila que haya conectada a un sistema de almacenamiento. Por ejemplo, la primera pila tendría reservados los ID de 10 a 19; la segunda, los ID de 20 a 29, y así sucesivamente. Estos ID están reservados de este modo aun cuando las pilas no estén totalmente llenas. Así, si la primera pila tiene cuatro bandejas, los ID serían 10, 11, 12 y 13, pero los ID de la segunda empezarían por 20, a pesar de que realmente el rango de 14 a 19 no esté en uso. Esto sirve para saber rápidamente qué bandejas están asignadas a cada pila. Los ID no utilizados usen se conservan para una posterior ampliación de la pila. Tanto DS4243 como DS2246 admiten que se amplíe la capacidad en caliente; así, se pueden añadir más bandejas a un sistema de almacenamiento en funcionamiento sin necesidad de interrumpirlo.

Ruta de Control Alternativa

La Ruta de Control Alternativa (ACP) se dio a conocer al mismo tiempo que DS4243 para la gestión fuera de banda de las bandejas de discos SAS. ACP ofrece una ruta de comunicaciones alternativa a cada una de las bandejas de discos. Está completamente separada de la ruta de datos de SAS y proporciona opciones para la recuperación sin interrupciones de módulos de bandejas, incluida la capacidad de restablecer o apagar y encender la alimentación de un módulo de I/O individual (IOM) o de la totalidad de un dominio (es decir, todos los IOM conectados a los módulos de bandeja «A» en la pila de SAS). También hemos diseñado la posibilidad de apagar y encender la alimentación de toda la bandeja. En cuanto a la redundancia, cada bandeja contiene dos IOM y estas, a su vez, una conectividad ACP. La tecnología ACP mejora la capacidad de Data ONTAP® para restablecer automáticamente un componente que no funciona correctamente con el fin de que vuelva a estar completamente operativo sin interrupciones.

ACP supervisa en todo momento la ruta de datos de SAS en busca de problemas que podrían subsanarse con un restablecimiento sin interrupciones del módulo de bandeja o apagando y encendiendo la alimentación. El mecanismo de recuperación de bandeja proactivo de Data ONTAP lleva a cabo estas acciones automáticamente. Esta función se habilita de forma predeterminada al usar ACP.

ACP no es necesario, aunque NetApp lo recomienda. Como está completamente separado de la ruta de datos, esta continúa funcionando aunque ACP no esté conectado o no funcione. Si no se dispone de ACP, muchas de sus funciones aquí descritas se pueden realizar manualmente.

Primeros pasos con SAS


Ante la próxima desaparición de DS14 (consulte el cuadro lateral), probablemente este sea el momento de empezar a plantearse seriamente una alternativa SAS si todavía no lo ha hecho. Este artículo, junto con el artículo relacionado de Tech OnTap del año pasado, debería proporcionar toda la información necesaria para conocer esta tecnología y elegir la opción adecuada.

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Mark Woods

Mark Woods
Director de Marketing de Productos
NetApp

Mark cuenta con más de 15 años de experiencia en la gestión de productos y marketing. Antes de unirse a NetApp, Mark trabajó para Hewlett-Packard en negocios de servidores. Es licenciado en Ingeniería eléctrica por la Universidad de Colorado y cuenta con un MBA por la Universidad de Texas.

Jay White

Jay White
Ingeniero Técnico de Marketing
NetApp

Jay es el ingeniero técnico de marketing encargado de la flexibilidad de los sistemas, los subsistemas de almacenamiento (bandejas, unidades, etc.) y RAID en NetApp. Es autor de varios informes técnicos y relaciones de Preguntas frecuentes acerca de la configuración y flexibilidad de los subsistemas de almacenamiento.

 
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