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Optimisation spectaculaire de la capacité d'extension grâce à FAS3200

Pour les systèmes de stockage de milieu de gamme, la clé du succès réside dans la flexibilité de la plateforme. Seule une plateforme flexible et extensible peut combler le vide important qui existe entre les systèmes de stockage d'entrée de gamme d'un côté et le stockage haut de gamme de l'autre. NetApp s'est justement fixé l'objectif de combler ce vide avec ses produits de milieu de gamme, à savoir les systèmes de stockage de la gamme FAS3200 et les systèmes de virtualisation du stockage de la gamme V3200. (Pour plus de simplicité, la formulation abrégée « gamme FAS/V3200 » sera utilisée dans la suite de ce document pour désigner les deux gammes de produits.)

Lorsque nous nous sommes lancés dans l'actualisation de la gamme FAS3100 existante, nous savions qu'il fallait aller au-delà de la simple amélioration des performances en conservant les tarifs. Des évolutions importantes sur le marché nous ont poussé à repenser les caractéristiques du milieu de gamme. Tout d'abord, nous savions que chaque système FAS3100 de notre base installée présentait déjà une moyenne de 3,3 connecteurs d'extension remplis (sur un maximum possible de 4). La capacité d'extension devenait donc clairement un facteur de limitation. De plus, avec la transition en cours des disques FC vers SAS dans l'industrie du stockage, nous savions qu’il nous fallait contribuer à simplifier cette transition en proposant des ports SAS et FC intégrés et en nous assurant que les systèmes de stockage puissent simultanément prendre en charge un nombre très important des deux types de ports, le cas échéant.

Configurations flexibles


Lorsque nous avons démarré la conception de la gamme FAS3200, nous nous sommes d'abord concentrés sur les produits de base du milieu de gamme d'alors, puis nous nous sommes demandés comment répondre au mieux aux besoins de cette niche prix/performances. Ceci nous a immédiatement conduit à nous intéresser à une conception 3U en remplacement de la conception 6U de la gamme FAS3100.

Grâce à cette nouvelle conception, nous sommes parvenus à proposer une grande efficacité de l'espace accompagnée d'une flexibilité et d'une capacité d'extension supérieures. Le châssis 3U conçu par NetApp pour la gamme FAS3200 peut être occupé soit par deux contrôleurs (avec deux connecteurs PCIe v2.0 chacun), créant ainsi une paire haute disponibilité au format 3U, soit par un contrôleur unique et un module d'extension d'E/S (IOXM) proposant quatre connecteurs PCIe v1.0 supplémentaires.

Performances relatives des lectures séquentielles des nouveaux modèles FAS6200 par rapport aux plateformes existantes.

Figure 1) Le châssis 3U de la gamme FAS3200 peut être occupé par deux contrôleurs (paire haute disponibilité) ou par un contrôleur unique associé à un module d'extension d'E/S avec quatre connecteurs PCIe supplémentaires.

En associant deux châssis 3U, chacun avec un contrôleur et un IOXM, nous avons également créé une paire haute disponibilité occupant 6U comme la gamme FAS/V3100, mais offrant une capacité d'extension bien supérieure : six connecteurs dans chaque châssis.

La gamme FAS/V3200 est composée de trois modèles : FAS/V3210, FAS/V3240 et FAS/V3270, avec au total huit configurations possibles, conçues pour couvrir l'ensemble des besoins du milieu de gamme. La lettre « A » ajoutée au nom de modèle indique une configuration haute disponibilité active/active ; la lettre « E » indique la présence d'un IOXM et « AE » indique une configuration haute disponibilité active/active 6U avec extension d'E/S. (Voir le Tableau 1.)

Tableau 1) Configurations de la gamme FAS/V3200.

  FAS/V3210 FAS/V3240 FAS/V3270
Autonome, châssis unique FAS/V3210 NA NA
Haute disponibilité, châssis unique FAS/V3210A FAS/V3240A FAS/V3270A
Autonome, châssis unique avec IOXM NA FAS/V3240E FAS/V3270E
Haute disponibilité, châssis double
(contrôleur + IOXM pour chacun)
NA FAS/V3240AE FAS/V3270AE

 

Avec la gamme FAS/V3200, vous avez désormais le choix entre des modèles autonomes et haute disponibilité avec potentiel d'extension limité (deux connecteurs PCIe par contrôleur) et une efficacité d'espace maximale ou une capacité d'extension importante (six connecteurs PCIe par paire contrôleur/IOXM). Cela représente 50 % de connecteurs PCIe en plus par rapport à ce que propose la gamme FAS/V3100.

En général, NetApp recommande d'utiliser deux connecteurs intégrés au contrôleur pour les adaptateurs FC 8 Gbits et/ou 10 GbE hautes performances. Les connecteurs d'extension supplémentaires de l'IOXM peuvent être utilisés pour Flash Cache de NetApp et la connectivité supplémentaire pour les disques FC ou SAS. La disponibilité de ces quatre connecteurs offre des avantages évidents pour la configuration des systèmes permettant de tirer parti du Flash Cache NetApp dans le but d'accélérer les E/S et de réduire les exigences de disque, ainsi que de configurer des systèmes qui contiennent simultanément suffisamment de ports FC et SAS pour faciliter la transition depuis les disques FC vers les disques SAS. La transition depuis les disques FC vers les disques SAS fait l'objet d'un autre article de cette édition de Tech OnTap.

Tableau 2) Statistiques vitales FAS/V3200 (configurations haute disponibilité à deux contrôleurs).

Statistiques vitales FAS/V3200 (configurations haute disponibilité à deux contrôleurs).

SAS intégré pour faciliter les transitions


Les ports SAS intégrés proposés sur la gamme FAS/V3200 ont également pour but de simplifier la tâche de tous les utilisateurs qui doivent opérer la transition depuis des disques FC existants. Alors que nous avions auparavant quatre ports FC 4 Gbits sur chaque contrôleur de milieu de gamme, nous avons désormais deux ports FC 4 Gbits et deux ports d'extension SAS. Chaque port fournit quatre liaisons SAS, chacune exécutée à 6 Gbits/s (SAS 2.0) pour une bande passante globale de 24 Gbits/s par port.

Nous proposons également deux ports Gigabit Ethernet (GbE). Deux autres ports Ethernet sont destinés à la technologie ACP (Alternate Control Path) des tiroirs disques SAS pour la gestion hors bande, tandis qu'un autre est utilisé pour le processeur de service. (Ces deux technologies sont décrites ultérieurement.)

La gamme FAS/V3200 inclut désormais deux ports 10 Gigabit Ethernet (10GbE) pour des configurations haute disponibilité. La gamme FAS/V3100 utilisait InfiniBand en tant qu'interconnexion haute disponibilité. Pour la gamme FAS/V3200, nous sommes passés d'InfiniBand à 10GbE pour suivre la tendance générale vers la convergence réseau sur Ethernet. Les ports 10GbE intégrés sont réservés à l'interconnexion haute disponibilité et ne peuvent être utilisés à aucune autre fin. Avec les configurations haute disponibilité à châssis unique, le signalement d'interconnexion se fait sur le fond de panier, évitant ainsi tout câblage externe supplémentaire. Ces ports sont uniquement utilisés dans les configurations haute disponibilité à double châssis des modèles FAS3240AE et FAS3270AE.

Collaboration avec Intel pour gagner en performances


Les modèles FAS/V3210 et FAS/V3270 font appel à des processeurs Intel® Wolfdale, tandis que le modèle FAS/V3240 utilise Intel Harpertown. Les ingénieurs de NetApp ont travaillé directement avec Intel pour modifier la puce Intel pour permettre à la mémoire NVRAM de NetApp de faire partie de la mémoire principale.

Comme vous le savez probablement déjà, tous les systèmes NetApp utilisent une mémoire non-volatile pour journaliser les demandes d'écriture entrantes afin d'accélérer les temps de réponse d'écriture. Cette fonction a généralement été fournie sous la forme d'une carte séparée ou d'une partie dédiée de la carte mère. La mise à disposition de la mémoire NVRAM à partir de la mémoire principale est plus rapide et réduit les coûts.

Les ingénieurs de NetApp ont collaboré avec Intel pour créer un mode de veille avec actualisation automatique dans la puce Intel, appelé ADR (Asynchronous DRAM Refresh), qui permet à une partie de la mémoire principale d'être secondée par une batterie intégrée. Ainsi, la mémoire NVRAM dispose de la même bande passante élevée que la mémoire principale ; la conception de la carte mère s'en trouve simplifiée.

Les gains de performances notés avec la gamme FAS/V3200 sont dus à ce changement ainsi qu'aux performances exceptionnelles des processeurs Intel. Par exemple, au banc d'essai SPECsfs (SPECsfs2008_nfs.v3), c'est-à-dire le banc d'essai standard de mesure des performances NFS, le modèle FAS3270 fournit 101 183 opérations à un temps de réponse global de 1,66 ms, tandis que la soumission du précédent milieu de gamme FAS3160 était de 60 507 opérations à un temps de réponse global de 1,58 ms, soit près de 70 % d'augmentation du débit SFS.

Fiabilité, disponibilité, facilité de maintenance et gestion (RASM)


La gamme FAS/V3200 inclut certaines capacités RASM, habituellement réservées au stockage haut de gamme. Comme pour la nouvelle gamme FAS/V6200, la gamme inclut un nouveau processeur de service proposant des capacités bien supérieures à celles du module RLM (LAN distant) utilisé dans la génération précédente. Ce processeur de service demeure opérationnel même lorsque le reste du système de stockage ne fonctionne plus, et reste accessible via Ethernet ou la console série. Le processeur de service fournit toutes les fonctionnalités du RLM, telles que la mise sous/hors tension à distance, l'appel de notification de panne système et l'accès permanent pour les opérations de dépannage. Il inclut également de nouvelles fonctionnalités par rapport au module RLM, dont :

  • La création de rapports et le suivi des unités remplaçables sur site
  • La création de rapports avancés pour les capteurs de courant/tension et température
  • La surveillance et la définition des états des LED
  • La génération forcée d'images mémoire (remplace le bouton NMI sur les contrôleurs)

Pour la gestion hors bande de ses tiroirs disques SAS, NetApp a créé la technologie ACP (Alternate Control Path). La technologie ACP améliore la disponibilité des données en permettant à un contrôleur de stockage de réinitialiser un canal de stockage sans avoir à communiquer sur ce canal. Si un canal est défaillant ou se comporte de manière erronée, une réinitialisation rapide permet de le remettre en ligne sans intervention externe. La technologie ACP permet de récupérer un système de stockage après défaillance sans effectuer de redémarrage, ce qui constitue un avantage indéniable.

Elle fournit un accès par porte dérobée à vos tiroirs disques. Distincte du chemin d'accès aux données SAS, cette technologie propose de nouvelles options de restauration sans perturbation des modules de tiroir, avec possibilité de réinitialiser ou de mettre hors/sous tension un module d'E/S individuel ou un domaine entier. Nous avons également intégré la possibilité de mettre hors/sous tension l'ensemble du tiroir. La nouvelle technologie ACP améliore la capacité de Data ONTAP à réinitialiser automatiquement un composant au comportement erroné afin de rétablir son fonctionnement optimal sans interruption.

Simplification logicielle


Pendant de nombreuses années, NetApp a fait preuve d'innovation pour créer de nouvelles fonctions logicielles s'intégrant aux fonctionnalités principales de Data ONTAP et des systèmes de stockage NetApp. Conformément à la philosophie de NetApp, la majeure partie de ces fonctionnalités et avantages vous est proposée gratuitement. Toutefois, l'examen de notre logiciel a révélé que vous deviez choisir parmi plus de 30 options. Vous comprendrez donc qu'il était temps de procéder à une simplification du système.

NetApp a commencé par regrouper les options les plus courantes, dont la plupart étaient auparavant proposées contre un supplément, dans Data ONTAP Essentials. Elles sont fournies gratuitement dans la gamme FAS3200.

Data ONTAP Essentials inclut :

  • Haute disponibilité : basculement de cluster, SyncMirror®, MetroCluster™, DSM/MPIO
  • Infrastructure : NearStore®, MultiStore®, Open Systems SnapVault®
  • Efficacité du stockage : RAID-DP®, Snapshot®, déduplication, compression, provisionnement fin, FlexCache®
  • Gestion centrale : System Manager, Operations Manager, Provisioning Manager, Protection Manager

Un protocole de stockage de votre choix (iSCSI, FC, CIFS, NFS) est également inclus dans Data ONTAP Essentials.

En outre, nous proposons cinq modules logiciels supplémentaires :

  • SnapRestore®
  • SnapMirror®
  • FlexClone®
  • SnapVault

SnapManager® Suite inclut les produits SnapManager et SnapDrive® pour tous les logiciels pris en charge.

Pour vous faciliter la tâche encore davantage, nous vous proposons le pack complet, qui contient tous les protocoles et les cinq modules logiciels spécifiés ci-dessus.

La gamme FAS/V3200 est actuellement prise en charge par Data ONTAP 7.3.5 et Data ONTAP 8.0.1.

Conclusion


La gamme FAS/V3200 suit le rythme stable des innovations et des améliorations incrémentielles qui ont débuté avec la gamme FAS/V3000 initiale. NetApp a fait évoluer son offre de milieu de gamme en termes de vitesses d'interface, de nombre de ports, de processeur et, au final, de performances et de résilience du système. La gamme FAS/V3200 d'aujourd'hui propose des ports SAS intégrés et 50 % de connecteurs d'extension en plus pour permettre de trouver plus facilement de la place pour les cartes d'extension importantes telles que Flash Cache, les ports réseau ou un ensemble d'adaptateurs FC et SAS. Avec 15 % de piles de disques en plus, vous gagnez en performances et en capacité. Au final, les performances sont de meilleure qualité et le stockage moins coûteux est plus facile à déployer et à utiliser.

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Steven Miller

Steven Miller
Directeur technique senior et architecte plateforme, Systèmes principaux,
NetApp

Steven est architecte plateforme pour NetApp depuis bientôt six ans et a eu la responsabilité des gammes FAS3100, FAS3200 et FAS6200, ainsi que du module PAM (Performance Acceleration Module) et de Flash Cache (PAM II). Il sert également de liaison entre les ingénieurs de NetApp et la NSA (National Security Agency), la NGA (National Geospatial-intelligence Agency) et la CIA (Central Intelligence Agency). Steven est actuellement membre de plusieurs groupes industriels et IEEE. Il est l'auteur de 22 brevets publiés et de 19 demandes en attente dans les secteurs du stockage et du calcul hautes performances.

 
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