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Espandibilità ai massimi livelli con FAS3200

La chiave per il successo dei sistemi storage midrange è la flessibilità della piattaforma. Solo una piattaforma flessibile ed espandibile può colmare la differenza pratica fra i sistemi storage entry-level e quelli high-end o di livello enterprise. Per colmare questa lacuna, NetApp ha sviluppato una nuova linea di livello midrange: i sistemi storage della serie FAS3200 e i sistemi di virtualizzazione dello storage serie V3200 (che verranno indicati di seguito in modo generico come "serie FAS/V3200").

Nella fase di aggiornamento della linea FAS3100 esistente, sapevamo di dover realizzare più di un semplice aumento di performance e capacità a parità di prezzo. Gli importanti cambiamenti del settore ci hanno spinto a rielaborare i requisiti di livello medio. Innanzitutto, secondo i nostri dati, in ciascun sistema FAS3100 della nostra base installata era occupata una media di 3,3 slot di espansione (dei 4 possibili). Pertanto, l'espandibilità era un fattore chiaramente limitante. Inoltre, essendo in atto nel settore dello storage un passaggio da dischi FC a SAS, era importante agevolare tale transizione offrendo in dotazione porte SAS e FC e consentendo a questi sistemi storage di supportare simultaneamente un notevole quantitativo di entrambi i tipi di porte.

Configurazioni flessibili


Abbiamo iniziato la progettazione della serie FAS3200 analizzando i modelli più economici della vecchia gamma di livello midrange, nel tentativo di individuare un modo per soddisfare al meglio questa nicchia di prezzo e performance. Per tale motivo, abbiamo scelto immediatamente una progettazione 3U, al posto della 6U della serie FAS3100.

Così facendo, siamo riusciti a offrire un'efficienza ottimale di spazio aumentando al contempo flessibilità ed espandibilità. Lo chassis 3U progettato da NetApp per la serie FAS3200 può essere occupato da due controller (ciascuno dotato di due slot PCIe v2.0), creando così una coppia di HA in 3U, oppure da un singolo controller e da un modulo di espansione di I/O (IOXM) che offre quattro slot PCIe v1.0 aggiuntivi.

Performance di lettura sequenziale relativa dei nuovi modelli FAS6200 rispetto a quelle delle piattaforme già disponibili.

Figura 1) Lo chassis 3U della serie FAS3200 può essere occupato da un dual controller (coppia di HA)o da un solo controller, con l'aggiunta di un modulo di espansione di I/O con quattro slot PCIe aggiuntivi.

Unendo due chassis 3U, ciascuno dotato di un controller e di un IOXM, è stato possibile ottenere una coppia di HA che occupa 6U come per la serie FAS/V3100, ma in grado di offrire un'espandibilità nettamente superiore: sei slot per ciascun chassis.

La serie FAS/V3200 è composta da tre modelli: FAS/V3210, FAS/V3240 e FAS/V3270, per un totale di otto possibili configurazioni progettate per soddisfare l'intera gamma di requisiti dei prodotti di livello medio. L'aggiunta di una "A" al nome del modello indica una configurazione HA active-active, mentre una "E" si riferisce alla presenza di un IOXM e "AE" indica una configurazione HA active-active 6U con espansione di I/O (vedere la Tabella 1).

Tabella 1) Configurazioni della serie FAS/V3200.

  FAS/V3210 FAS/V3240 FAS/V3270
Indipendente a chassis singolo FAS/V3210 N/D N/D
HA a chassis singolo FAS/V3210A FAS/V3240A FAS/V3270A
Indipendente a chassis singolo con IOXM N/D FAS/V3240E FAS/V3270E
HA a chassis doppio
(controller + IOXM in ciascuna unità)
N/D FAS/V3240AE FAS/V3270AE

 

La serie FAS/V3200 consente di scegliere modelli indipendenti e HA con possibilità limitate di espansione (due slot PCIe per ciascun controller) oppure altri con elevate funzionalità di efficienza di spazio o di espandibilità (sei slot PCIe per coppia di controller/IOXM). Si tratta del 50% di slot PCIe in più rispetto alla serie FAS/V3100.

In generale, NetApp consiglia di utilizzare due slot integrati nel controller per installare adattatori FC 10 GbE e/o 8 Gb ad alte performance. È possibile utilizzare gli slot di espansione aggiuntivi dell'IOXM per NetApp® Flash Cache e per offrire connettività aggiuntiva a dischi FC o SAS. La presenza di questi quattro slot offre netti vantaggi per configurare sistemi in grado di sfruttare NetApp Flash Cache al fine di velocizzare l'I/O e ridurre i requisiti dei dischi, oltre che per utilizzare simultaneamente porte FC e SAS al fine di agevolare la transizione da dischi FC a SAS. La transizione da dischi FC a SAS è trattata in un altro articolo di questo numero di Tech OnTap.

Tabella 2) Principali statistiche di FAS/V3200 (configurazioni HA dual controller).

Principali statistiche di FAS/V3200 (configurazioni HA dual controller).

L'integrazione di SAS consente di agevolare le transizioni


Le porte SAS in dotazione alla serie FAS/V3200 consentono di agevolare gli utenti alle prese con il passaggio dai dischi FC. In precedenza, ciascun controller di livello medio disponeva di quattro porte FC 4Gb, mentre i prodotti più recenti offrono due porte FC 4Gb e altrettante porte wide SAS. Ciascuna porta offre quattro collegamenti SAS di velocità pari a 6 Gb/sec (SAS 2.0), per una larghezza di banda totale di 24 Gb/sec per porta.

Offriamo anche due porte Gigabit Ethernet (GbE). Le altre due porte Ethernet vengono utilizzate per l'Alternate Control Path (ACP) degli shelf di dischi SAS (per la gestione fuori banda) e per il processore di servizio (tratteremo entrambe le tecnologie più avanti in questo articolo).

Adesso FAS/V3200 è dotato di due porte 10-Gigabit Ethernet (10 GbE) integrate per le configurazioni di HA. La serie FAS/V3100 utilizzava InfiniBand come interconnessione di HA. Per la serie FAS/V3200, abbiamo scelto di abbandonare InfiniBand a favore di 10 GbE, in modo da restare al passo con la tendenza generale che spinge alla convergenza di rete su Ethernet. Le porte da 10 GbE integrate sono dedicate all'interconnessione di HA e non possono quindi essere utilizzate per altri scopi. Nelle configurazioni di HA a chassis singolo, il signaling dell'interconnessione viene gestito sul backplane, senza alcun cablaggio esterno: queste porte vengono utilizzate solo delle configurazioni di HA a chassis doppio di FAS3240AE e FAS3270AE.

Collaborazione con Intel per ottenere performance ottimali


FAS/V3210 e FAS/V3270 utilizzano processori Intel® Wolfdale, mentre FAS/V3240 quelli della serie Harpertown. I tecnici NetApp hanno collaborato direttamente con Intel per modificare i chipset Intel al fine di consentire l'integrazione della NVRAM di NetApp nella memoria principale.

Come probabilmente saprete già, tutti i sistemi NetApp utilizzano memoria non volatile per creare un registro delle richieste di scrittura in ingresso, al fine di velocizzare i tempi di risposta in scrittura. Di solito, tale funzionalità veniva fornita attraverso una scheda separata o una parte dedicata della scheda madre. La possibilità di utilizzare una NVRAM contenuta nella memoria centrale consente di aumentare la velocità e di ridurre i costi.

I tecnici NetApp hanno collaborato con Intel per creare una modalità di sospensione ad aggiornamento automatico, denominata Asynchronous DRAM Refresh (ADR), che consente di utilizzare una batteria per alimentare parte della memoria principale. Così facendo, la NVRAM può avvalersi della medesima larghezza di banda della memoria principale, semplificando anche la progettazione della scheda madre.

I vantaggi di performance riscontrati nella linea FAS/V3200 sono dovuti a questo cambiamento e alle maggiori performance offerte dai processori Intel. Ad esempio, nel benchmark SPECsfs (SPECsfs2008_nfs.v3), lo standard per il calcolo delle performance NFS, FAS3270 ha ottenuto 101.183 ops con 1,66 ms di ORT, mentre il risultato del precedente FAS3160 di livello medio era di 60.507 ops con 1,58 ms ORT, ovvero un incremento di circa il 70% nel throughput SFS.

Affidabilità, disponibilità, assistenza e gestibilità (RASM)


FAS/V3200 è dotato di alcune funzionalità RASM solitamente presenti solo nella storage high-end. Così come per la nuova serie FAS/V6200, la serie FAS/V3200 è dotata di un nuovo processore di servizio al fine di offrire funzionalità superiori al modulo di LAN remota (RLM) presente nella precedente generazione di prodotti. Il processore di servizio resta operativo anche se il resto del sistema storage non è attivo, con la possibilità di raggiungerlo tramite Ethernet oppure console seriale. Il processore di servizio offre tutte le funzioni di RLM, come il ciclo di accensione/spegnimento in remoto, la notifica in caso di inattività di un sistema e l'accesso continuativo per la risoluzione dei problemi. Inoltre, il processore di servizio aggiunge nuove funzionalità in grado di superare quelle di RLM:

  • Segnalazione e tracciamento di FRU
  • Rapporti avanzati dei sensori di temperatura e del voltaggio/corrente
  • Monitoraggio e impostazione dello stato dei LED
  • Core dump forzati (sostituisce il pulsante NMI dei controller)

NetApp ha creato la tecnologia Alternate Control Path (ACP) per la gestione fuori banda degli shelf di dischi SAS. La tecnologia ACP aumenta la disponibilità dei dati, consentendo al controller di reimpostare un canale senza doverlo utilizzare per le comunicazioni. Se un canale non è attivo o funziona in modo errato, è sufficiente eseguire un ripristino rapido per riportarlo in linea, senza alcun intervento esterno. La tecnologia ACP offre l'indubbio vantaggio di poter ripristinare un sistema storage anche in caso di errori che altrimenti richiederebbero un riavvio totale del sistema.

La tecnologia ACP offre una sorta di porta secondaria di accesso agli shelf di dischi. Si tratta di un elemento completamente distinto dal percorso dati SAS, che offre nuove possibilità di ripristino continuativo per i moduli degli shelf, consentendo anche di eseguire un riavvio o un ciclo di accensione/spegnimento di un singolo modulo I/O o di un intero dominio. È possibile eseguire anche un ciclo di accensione/spegnimento su un intero shelf. Grazie alla tecnologia ACP, Data ONTAP è in grado di reimpostare automaticamente i componenti che non funzionano correttamente, ripristinandone l'operatività senza alcuna interruzione funzionale.

Software più semplice


Da anni, NetApp sta sviluppando innovative funzioni software in grado di integrare le caratteristiche più importanti di Data ONTAP e dello storage NetApp. Nel pieno rispetto della filosofia NetApp, molte di queste funzionalità vengono offerte oggi in via del tutto gratuita. Tuttavia, abbiamo riscontrato che il nostro software offre oltre 30 opzioni fra cui scegliere. Occorreva pertanto una certa semplificazione.

NetApp ha iniziato a raggruppare in Data ONTAP Essentials le opzioni più diffuse, molte delle quali erano disponibili solo a pagamento. Tale prodotto viene fornito gratuitamente con le serie FAS3200.

Data ONTAP Essentials comprende:

  • Alta disponibilità: failover dei cluster, SyncMirror®, MetroCluster, DSM/MPIO
  • Infrastruttura: NearStore®, MultiStore®, Open Systems SnapVault®
  • Efficienza dello storage: RAID-DP®, Snapshot®, deduplica, compressione, Thin Provisioning, FlexCache®
  • Gestione di base: System Manager, Operations Manager, Provisioning Manager, Protection Manager

Data ONTAP Essentials offre anche un protocollo a scelta (iSCSI, FC, NFS, CIFS).

Offriamo anche cinque moduli software aggiuntivi:

  • SnapRestore®
  • SnapMirror®
  • FlexClone®
  • SnapVault

La suite di SnapManager® comprende i prodotti SnapManager e SnapDrive per tutto il software supportato.

Per semplificare ulteriormente l'offerta, è possibile scegliere anche il Complete Bundle, che offre tutti i protocolli e i cinque moduli software indicati in precedenza.

Al momento, la serie FAS/V3200 è supportata da Data ONTAP 7.3.5 e 8.0.1.

Conclusioni


La serie FAS/V3200 continua la politica di innovazioni costanti e di miglioramenti progressivi iniziata con la serie originale FAS/V3000. NetApp ha ampliato le sue offerte di livello midrange in funzione della velocità di interfaccia, numero di porte, processori, affidabilità e performance del sistema. Ad oggi, la serie FAS/V3200 dispone di porte SAS e del 50% di slot di espansione in più, offrendo più spazio per importanti schede di espansione come Flash Cache, porte di rete o adattatori misti FC e SAS. Con il 15% di spindle in più è possibile ottenere maggiori performance e capacità. Di conseguenza, è possibile ottenere performance più elevate, oltre a storage più economico e semplice da implementare e utilizzare.

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Steven Miller

Steven Miller
Senior Technical Director e Platform Architect, Core Systems,
NetApp

Steven lavora come Platform Architect per NetApp da circa sei anni, occupandosi delle serie FAS3100, FAS3200 e FAS6200, di Performance Acceleration Module (PAM) e di Flash Cache (PAM II). Inoltre, Steven fa da tramite fra il reparto tecnico NetApp ed enti come National Security Agency (NSA), National Geospatial-intelligence Agency (NGA) e Central Intelligence Agency (CIA). Al momento, Steven sta collaborando con diversi gruppi IEEE e di settore. Nel suo carnet sono presenti 22 brevetti pubblicati e 19 in attesa di approvazione nel settore dello storage e delle elaborazioni ad alte performance.

 
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