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Novedades de Clustered Data ONTAP 8.2
Julian Cates
Ingeniero Técnico de Marketing

Durante aproximadamente el último año y medio, la newsletter de Tech OnTap® ha dedicado numerosos artículos al sistema operativo Clustered Data ONTAP®. Las tecnologías incluidas en Clustered Data ONTAP le ayudan a aumentar la agilidad de la tecnología y a preparar su centro de datos para el futuro, al crear una infraestructura flexible de almacenamiento definido mediante software (SDS) con servicios de almacenamiento virtualizado, autoservicio de aplicaciones y la capacidad para incorporar hardware de múltiples proveedores. Puede obtener más información sobre SDS en el artículo de este mes de Vaughn Stewart.

Cada versión de Clustered Data ONTAP mejora las funciones existentes y añade nuevas para proporcionar:

  • Operaciones no disruptivas que eliminan la necesidad de tiempos de inactividad planificados
  • Máxima eficiencia para que pueda obtener más con menos hardware de almacenamiento y menos tiempo dedicado a gestionar dicho hardware
  • Escalabilidad sencilla para que pueda empezar poco a poco y crecer sin necesidad de inutilizar datos para llevar a cabo actualizaciones tecnológicas disruptivas

En este artículo, proporciono una descripción general de las nuevas funciones que hemos añadido a Clustered Data ONTAP 8.2 y analizo en profundidad algunas de las más importantes:

  • Calidad de servicio (QoS)
  • Actualizaciones de controladoras sin movimiento de datos
  • Nuevas funciones para Microsoft® Windows®

Nuevas funciones

Clustered Data ONTAP 8.2 ofrece un enorme número de mejoras y nuevas funciones. La tabla 1 destaca muchas de las nuevas funciones.

Tabla 1) Nuevas funciones de Clustered Data ONTAP 8.2.

Función Ventaja
Operaciones no disruptivas y protección de datos
Actualizaciones de controladoras sin movimiento de datos online Actualizaciones de controladoras de almacenamiento sin migrar datos o inutilizarlos. (Esta característica se describe con mayor profundidad más adelante).
Backup de disco a disco SnapVault® a nivel de volumen y con gestión eficiente del espacio Lance backups en el almacenamiento secundario o el remoto, manteniendo la deduplicación para reducir el uso de ancho de banda de la red y la cantidad de almacenamiento necesario.
Eficiencia y gestión
Calidad de servicio (QoS) Limite los recursos que puede consumir un equipo virtual de almacenamiento (SVM, anteriormente denominado «Vserver»), volumen, archivo o LUN. (Esta característica se describe con mayor profundidad más adelante).
Escalabilidad
Clústeres SAN más grandes Los clústeres SAN y SAN/NAS mixtos admiten ahora hasta 8 nodos.
Clústeres de un único nodo y de 2 nodos sin switch Comience poco a poco y escale de manera rentable hasta 8 nodos y 23 PB (SAN) o 24 nodos y 69 PB (NAS).
Mejoras de Infinite Volume Infinite Volume le permite crear un único volumen de gran tamaño que abarca numerosas controladoras. Ahora, con la versión 8.2, puede crear numerosos Infinite Volume en un único clúster y utilizar los protocolos NFS y CIFS.
Software FlexCache® entre clústeres FlexCache le permite crear una arquitectura de almacenamiento en caché en su clúster de almacenamiento para agilizar la creación de software paralelo, la representación de animación, EDA, análisis sísmicos y simulaciones de mercados financieros a través de NFS.
Límites ampliados Muchos de los límites de Clustered Data ONTAP se han ampliado de forma espectacular en la versión 8.2 para que la plataforma sea aún más escalable. La nueva versión admite:
  • Hasta 100 000 clientes NFS
  • Agregados con un tamaño de hasta 400 TB
  • 12 000 volúmenes en un clúster NAS de 24 nodos
  • 49 000 LUN en un clúster NAS de 8 nodos
Mejoras para Windows (se describen con mayor profundidad más adelante).
SMB 3.0 Operaciones no disruptivas mejoradas para Hyper-V™ y otras funciones
ODX Descarga las transferencias de datos de los hosts al almacenamiento de NetApp®.
Ubicación automática Función exclusiva de NetApp que proporciona a los clientes una ruta más directa al almacenamiento
BranchCache v2 Permite a los clientes de Windows almacenar los datos en caché localmente para aumentar el rendimiento, especialmente a través de conexiones WAN.
Auditoría de acceso a los archivos Satisface las necesidades de supervisión, aportación de pruebas, cumplimiento de normativas y recuperación.
Otras
IPv6 Compatible con varios protocolos y SNMP.

Mejore la gestión de las cargas de trabajo con calidad de servicio

Clustered Data ONTAP utiliza equipos virtuales de almacenamiento (SVM o, anteriormente, «Vservers») para desacoplar el acceso a datos de dispositivos de almacenamiento físico. Un clúster de almacenamiento de NetApp puede subdividirse en distintos SVM, cada uno regido por sus propios derechos y permisos. Los SVM se utilizan para aislar clientes de forma segura, por ejemplo, en el entorno de un proveedor de servicios, o aplicaciones, grupos de trabajo, unidades empresariales, etc. Debido a que un SVM no está vinculado a recursos físicos específicos, sus recursos pueden ajustarse sin que se produzcan interrupciones.

Cada aplicación o cliente suele tener su propio SVM, que puede ser gestionado por el propietario o el cliente de la aplicación. (Los entornos con un solo cliente pueden funcionar en un solo SVM si así se desea). Los servicios de almacenamiento basados en aplicaciones, disponibles a través de complementos OnCommand® y API, permiten a los propietarios de aplicaciones aprovisionar, proteger y gestionar datos automáticamente mediante herramientas de gestión de aplicaciones con las que ya están familiarizados.

Clustered Data ONTAP 8.2 añade gestión de las cargas de trabajo

Cada vez que coloca numerosas cargas de trabajo en un sistema o clúster de almacenamiento, cabe la posibilidad de que una actividad excesiva de una carga de trabajo afecte a las demás. Este es el caso en particular de los entornos de varios clientes, por ejemplo, de proveedores de servicios, donde usted apenas conoce qué hace un cliente en particular con el almacenamiento que usted proporciona a la empresa. Por este motivo, hemos añadido calidad de servicio (QoS) a Data ONTAP 8.2 como parte del sistema operativo de base, por lo que no es necesaria una licencia aparte.

La gestión de cargas de trabajo mediante QoS le permite definir niveles de servicio creando políticas que controlen los recursos que pueden consumir objetos de almacenamiento como volúmenes, LUN y archivos (incluyendo VMDK) o SVM para gestionar repuntes de rendimiento y mejorar la satisfacción del cliente. Los límites se definen en términos de MB/s u operaciones de I/O por segundo (IOPS). Los límites de MB/s funcionan mejor con cargas de trabajo que gestionan un gran número de I/O de bloques, mientras que los límites de IOPS resultan más adecuados con cargas de trabajo transaccionales.

QoS le permite consolidar muchas cargas de trabajo o clientes en un clúster sin miedo a que las cargas de trabajo más importantes se vean afectadas o a que la actividad de la partición de un cliente afecte a otra.

Uso de QoS

El sistema EF540 ejecuta software SANtricity, de eficiencia probada para la empresa, que le permite ajustar fácilmente un sistema para lograr el máximo rendimiento y aprovechamiento. Las controladoras activas dobles con componentes totalmente redundantes e intercambiables en caliente protegen la disponibilidad. El sistema EF540 incorpora de serie rutas de I/O completamente redundantes y recuperación tras fallos automatizada, funciones que, quizá sorprendentemente, no están disponibles en algunas cabinas flash.

El seguimiento de algunas mejores prácticas le ayudará a sacar el máximo partido a QoS.

QoS funciona actualmente con clústeres de hasta 8 nodos. Usted puede establecer límites en diferentes tipos de objetos de almacenamiento en el mismo clúster, pero no anidar límites en objetos. Por ejemplo, si establece un límite en un volumen, no puede establecer también límites en LUN o archivos dentro de dicho volumen. De igual modo, si establece un límite en un SVM, no puede establecer más límites en objetos de almacenamiento ubicados dentro del SVM. Cada objeto del SVM se implementa y está cubierto en virtud de la política del SVM.

QoS se aplica creando grupos de políticas y aplicando límites a cada grupo. Por ejemplo, un grupo de políticas puede contener un único SVM, numerosos SVM o una colección de volúmenes utilizados por una aplicación. En entornos virtuales, un grupo de políticas puede contener uno o más archivos de VMDK o LUN que contengan almacenes de datos. El límite aplicado a un grupo de políticas es un límite combinado para todos los objetos que contiene el grupo. El programador controla de forma activa el trabajo para que se distribuyan los recursos de forma justa entre todos los objetos de un grupo.

Tenga en cuenta que no es necesario que los objetos estén en el mismo nodo de clúster; además, si se mueve un objeto, el límite de la política continuará vigente. Puede establecer un límite en un grupo de políticas en términos de IOPS o MB/s, pero no para ambos.

Cuando un grupo de políticas alcanza su límite de rendimiento, se produce una ralentización en la capa de protocolo. El resto de las I/O se pone en cola y no afecta a los demás recursos del clúster. Para la aplicación o el usuario final, cuando se alcanza el límite, el comportamiento es el mismo que cabría esperar cuando un sistema de almacenamiento físico está cerca del límite de rendimiento.

Un grupo de políticas contiene una colección de objetos de almacenamiento, como, por ejemplo, SVM, volúmenes, LUN o archivos. El límite aplicado a un grupo de políticas se aplica al conjunto de los objetos de dicho grupo.

Figura 1) Un grupo de políticas contiene una colección de objetos de almacenamiento, como, por ejemplo, SVM, volúmenes, LUN o archivos. El límite aplicado a un grupo de políticas se aplica al conjunto de los objetos de dicho grupo.

QoS es gestionado por el administrador del clúster y no se puede delegar a un cliente o al propietario de una aplicación que gestione un SVM.

Actualizar controladoras sin mover datos

Llegará un día en que necesite actualizar sus controladoras de almacenamiento con nuevo hardware. Las versiones anteriores de Clustered Data ONTAP facilitaban este proceso al permitirle mover datos activos de manera no disruptiva desde un par de alta disponibilidad, actualizar sus controladoras y moverlos de nuevo a su ubicación original. Este proceso de movimiento de datos o de volúmenes ha resultado ser tremendamente popular para realizar actualizaciones y varias funciones de mantenimiento y gestión.

Clustered Data ONTAP 8.2 simplifica y acelera aún más el proceso al permitirle realizar actualizaciones de controladoras sin mover datos, mediante un nuevo proceso denominado «reubicación de agregados» o ARL. Debido a que en Clustered Data ONTAP todos los nodos de clústeres forman parte de un par de alta disponibilidad (a excepción de los clústeres de un solo nodo), la reubicación de agregados hace posible simplemente mover los agregados activos de una controladora en un par de alta disponibilidad a otra para facilitar el proceso de actualización sin necesidad de mover datos.

Mediante ARL, usted puede realizar actualizaciones de controladoras en un tiempo considerablemente menor del necesario para migrar datos a otras controladoras, actualizar las controladoras existentes y migrar de nuevo los datos a su ubicación original.

Funcionamiento de ARL

El proceso de ARL consta de varias fases.

  • Fase de validación: en esta fase, se comprueban el estado de los nodos de origen y destino y los agregados que se van a reubicar.
  • Fase previa al «commit»: procesamiento que debe llevarse a cabo antes de efectuar la reubicación en esta fase. Esta fase incluye preparar los agregados que se van a reubicar, establecer marcas y transferir determinados datos de subsistemas no críticos. El procesamiento que tiene lugar en esta fase puede simplemente revertirse o borrarse en caso necesario.
  • Fase de «commit»: el procesamiento asociado a la reubicación del agregado al nodo de destino se lleva a cabo en esta fase. Una vez iniciada la fase de «commit», ARL no se puede anular. El procesamiento que tiene lugar en esta fase se lleva a cabo en un período de tiempo aceptable para el cliente o la aplicación host. El agregado solo permanece desconectado momentáneamente mientras el control se pasa del nodo de origen al de destino. Este tiempo nunca supera los 60 segundos y lo habitual es que sea menos, normalmente 30 segundos.

El proceso de ARL puede anularse si las comprobaciones que se realizan durante la fase de validación o la fase previa al «commit» no arrojan un resultado satisfactorio por el motivo que sea. Una serie de procesos de limpieza hace revertir cualquier actividad que se haya realizado si anula el proceso.

A continuación puede ver una descripción general de los pasos de la actualización de una controladora. Tenga en cuenta que las interfaces lógicas (LIF) son interfaces de red virtualizadas que utilizan clientes NAS o hosts SAN para acceder al almacenamiento en red.

  1. Utilice ARL para migrar agregados del nodo A al nodo B.
  2. Migre interfaces lógicas de datos (LIF) del nodo A al nodo B.
  3. Deshabilite la recuperación tras fallos del almacenamiento (SFO) para el par de alta disponibilidad.
  4. En clústeres de dos nodos, mueva épsilon (utilizada para mantener un cuórum de nodos en un clúster) al nodo B.
  5. Sustituya el nodo A por el nodo C (nueva controladora) y ejecute toda la configuración, la reasignación de discos y la administración de licencias del nodo C.
  6. Utilice ARL para reubicar agregados del nodo B al nodo C.
  7. Migre LIF de datos del nodo B al nodo C.
  8. Sustituya el nodo B por el nodo D (nueva controladora) y ejecute toda la configuración, la reasignación de discos y la administración de licencias del nodo D.
  9. Habilite SFO. Migre los agregados y LIF seleccionados al nodo D.

Pasos típicos de la actualización de controladoras mediante ARL.

Figura 2) Pasos típicos de la actualización de controladoras mediante ARL.

Tenga en cuenta que, mientras se lleva a cabo ARL, se deshabilitará la alta disponibilidad del par. En controladoras de almacenamiento con almacenamiento en caché inteligente Flash Cache™, los datos almacenados en caché no se transfieren entre cachés al moverse un agregado; la caché del nodo de destino tarda tiempo en calentarse con los datos del agregado transferido. Puede que necesite más espacio en rack para acomodar las nuevas controladoras si son más grandes que las controladoras a las que sustituyen.

Prácticas recomendadas de ARL

El seguimiento de algunas prácticas recomendadas le ayudará a realizar correctamente la reubicación de agregados.

  • Las controladoras que tienen discos internos en el chasis (por ejemplo, la serie FAS2200) requieren mover volúmenes para reubicar físicamente los datos de las unidades internas en otro almacenamiento.
  • Puede utilizar ARL para actualizar su controladora de almacenamiento con una que ejecute la misma versión de Data ONTAP o una versión posterior. (Puede que en ocasiones el nuevo hardware sea compatible con una versión posterior del software). Si la actualización da como resultado una mezcla de versiones, deberá actualizar el resto de los nodos del clúster con la misma versión lo antes posible. Un nodo que ejecuta una versión posterior de Data ONTAP no puede reubicar agregados a un nodo que ejecute una versión anterior.
  • No utilice ARL mientras otro par de alta disponibilidad de un clúster se encuentra en estado de recuperación tras fallos.
  • Puede enviar trabajos de reubicación de agregados en paralelo. Sin embargo, puede que sea necesario contemplar límites de volúmenes en el nodo de destino. Cuando se ejecutan numerosas ARL en paralelo, puede que las comprobaciones de validación no identifiquen situaciones en las que se supere el límite de volúmenes. Es mejor ejecutar trabajos de ARL de forma secuencial si está cerca de alcanzar el límite.
  • Los trabajos de ARL y los movimientos de volúmenes deben ejecutarse por separado cuando los dos trabajos utilicen los mismos recursos.
  • Establezca los límites de reentrada de clientes y hosts en un mínimo de 60 segundos y de los protocolos de ventanas de reentrada en 120 segundos para los protocolos compatibles.

Nuevas funciones para Microsoft Windows

Clustered Data ONTAP 8.2 introduce una serie de nuevas funciones para mejorar la experiencia de entornos de Windows.

Compatibilidad con SMB 3.0
CIFS utiliza el protocolo SMB subyacente para intercambio de archivos en red en entornos de Windows. SMB 3.0 añade nuevas funciones a versiones anteriores del protocolo SMB (SMB 2.0 y 2.1) que mejoran las operaciones no disruptivas (NDO) y otras operaciones en entornos de Windows.

Los recursos compartidos de disponibilidad continua (CA) proporcionan una disponibilidad mejorada para Microsoft Windows Hyper-V. Con versiones anteriores del protocolo SMB, los clientes tenían que reconectarse al almacenamiento si se producía un evento de recuperación tras fallos en una controladora. Con CA, los indicadores de archivos son persistentes, lo que posibilita un servicio ininterrumpido durante breves interrupciones de la red y recuperación tras fallos del almacenamiento.

Cuando se produce una recuperación tras fallos del almacenamiento, se utiliza un protocolo testigo para alertar a los clientes de que muevan de forma proactiva las solicitudes al nodo de almacenamiento que queda.

En el caso de recuperaciones tras fallos en el lado del cliente, los clientes que ejecutan SMB 3.0 especifican un ID de instancia de aplicación cuando se abre un archivo. Este ID es conservado por los nodos correspondientes del clúster de NetApp durante la vida útil del identificador de archivo. Si un cliente sufre un fallo, el cliente que queda puede utilizar el ID para solicitar acceso al archivo.

Transferencia de datos descargada (ODX). Esta nueva función de SMB 3.0 permite a los clientes de Windows utilizar almacenamiento de NetApp para copiar datos y reducir de este modo la carga sobre el host y la red. Esta función actúa dentro del mismo volumen, entre volúmenes del mismo nodo y entre volúmenes de diferentes nodos.

Cuando un usuario inicia la copia de un archivo, el archivo se abre en el SVM correspondiente, lo que genera un token de los datos que se van a copiar. Este token se pasa posteriormente al SVM de destino con instrucciones para copiar los datos. La copia se inicia; una vez finalizada, el cliente recibe una notificación.

Siempre que es posible, el archivo a copiar se clona en lugar de copiarse físicamente, con el fin de ahorrar almacenamiento y reducir el tiempo necesario para efectuar la operación.

Ubicación automática de SMB. Esta exclusiva función de NetApp optimiza el acceso a datos redirigiendo las solicitudes de clientes a la interfaz lógica (LIF) del nodo que aloja el volumen. Debido a que los volúmenes pueden moverse de forma flexible en un clúster de NetApp es posible que se den situaciones en las que los clientes accedan a volúmenes a través de LIF ubicadas en otros nodos del clúster.

Mediante la ubicación automática, si el nodo de un clúster recibe una solicitud de SMB para un volumen de otro nodo, remitirá al cliente a la dirección IP de una LIF de dicho nodo para satisfacer futuras solicitudes, por lo que optimizará la ruta de los datos y minimizará la latencia.

BranchCache. BranchCache permite almacenar los datos en caché localmente en el cliente o en un servidor de caché específico para mejorar el rendimiento de lectura, especialmente en aquellos casos en los que se acceda a los datos a través de una WAN. Con BranchCache, numerosos clientes pueden almacenar en caché datos y compartir el acceso a dichos datos entre sí (posibilitado por el clúster de NetApp, que hace las veces de servidor de contenido para el recurso compartido de CIFS) o bien puede configurarse un servidor de caché alojado que extraiga datos almacenados en caché de los clientes. BranchCache puede configurarse en cada VSM para todos los recursos compartidos o recurso a recurso.

FPolicy
FPolicy permite controlar y configurar políticas de archivos. Las aplicaciones de partners pueden utilizar este marco de trabajo para conectarse al almacenamiento de NetApp y supervisar y controlar operaciones de acceso a archivos. FPolicy se introdujo por primera vez en Data ONTAP 6.4 y está ahora disponible por primera vez para Clustered Data ONTAP.

FPolicy proporciona varios casos de uso, como bloqueo de archivos, gestión de cuotas, auditoría de acceso a los archivos y archivado. Los casos de uso comunes incluyen:

  • Archivado de ficheros. Los ficheros archivados se restauran al acceder el cliente.
  • Supervisión del acceso a los archivos. Puede registrarse cualquier operación con archivos.
  • Auditoría de archivos. Este caso de uso mantiene registros de acceso de objetos de archivos.
  • Bloqueo de archivos. Puede bloquearse el almacenamiento de archivos de vídeos y música.
  • Cuotas de directorios. Este caso de uso proporciona un control minucioso de cuotas de directorios.

Auditoría de acceso a los archivos
La auditoría del acceso a los archivos le permite:

  • Supervisar el acceso a recursos protegidos y adoptar las acciones necesarias
  • Demostrar que se ha producido (o no) un evento de seguridad en situaciones en las que deban aportarse pruebas
  • Cumplir con los requisitos legales en cuanto a registros
  • Recuperar utilizando información de auditorías detalladas para volver a un estado correcto conocido

Clustered Data ONTAP puede registrar intentos de acceso a datos exitosos o fallidos en los términos definidos por las ACL de NTFS y las ACL de auditoría de NFSv4. Los eventos se generan y se presentan en el nivel del SVM; los registros de eventos de acceso se generan en varios nodos distribuidos.

Conclusión

La versión 8.2 de Clustered Data ONTAP ofrece numerosas características nuevas que continúan ampliando las funciones del almacenamiento de NetApp para hacer que su entorno de almacenamiento sea más eficiente y escalable y eliminar la necesidad de tiempos de inactividad planificados. QoS le permite crear un marco de trabajo de políticas para controlar la cantidad de recursos que puede consumir una carga de trabajo específica Por su parte, la reubicación de agregados le permite actualizar de forma rápida y sencilla controladoras de almacenamiento sin necesidad de mover los datos. Las nuevas funciones para entornos de Microsoft Windows le proporcionan más opciones que nunca para mejorar la disponibilidad de Windows y controlar y auditar el acceso a archivos.

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De Julian Cates, Ingeniero de Marketing Técnico

En su cargo actual como Ingeniero de Marketing Técnico, Julian centra su trabajo en Clustered Data ONTAP y el multi-tenancy seguro. En los nueve años que lleva en NetApp, Julian ha desempeñado funciones de preventa y posventa en Ingeniería de Sistemas y Professional Services, así como de marketing técnico para soluciones conjuntas de VMware® y NetApp.

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Esta serie de tres partes proporciona información en profundidad sobre Clustered Data ONTAP.
  • «Mantenga sus aplicaciones empresariales disponibles ininterrumpidamente», 27 de junio de 2013
  • «Obtenga una eficiencia sin igual en entornos virtuales y de cloud privado» 18 de julio de 2013
  • «Empiece poco a poco y crezca a lo grande con una infraestructura de escalabilidad horizontal unificada» 8 de agosto de 2013

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