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Back to Basics: open storage controller V-Series
Steven Lusnia
V-Series Evangelist and Architect

Siamo all'ottava puntata di Back to Basics, una serie di articoli dedicati agli aspetti di base delle tecnologie NetApp® più diffuse.

I team IT scelgono NetApp per le sue innovative funzionalità in grado di semplificare la gestione dei dati e ridurre i costi. Nel 2003, NetApp ha presentato la serie di open controller storage V-Series, che estende tutte le funzionalità di NetApp allo storage di altre aziende. V-Series offre una virtualizzazione completa dello storage per gli array prodotti da EMC, HP, HDS, IBM e Fujitsu, consentendo di sfruttare l'efficienza dello storage, la protezione integrata dei dati, lo storage unificato e le altre funzionalità NetApp senza sacrificare i passati investimenti nello storage. Attualmente sono attivi oltre 10.000 controller V-Series in oltre 2.000 sedi dei nostri clienti.

Panoramica di V-Series.

Figure 1) Panoramica di V-Series.

Attribuiamo il successo di V-Series ai seguenti vantaggi:

  • V-Series riduce i requisiti di capacità di almeno il 35%, con la possibilità di arrivare a oltre il 50% sfruttando funzionalità di efficienza dello storage come la deduplica sullo storage primario, il thin provisioning, la compressione e il cloning.
  • La protezione integrata dei dati semplifica e accelera le operazioni per la protezione dei dati. Si tratta di funzionalità come ad esempio NetApp Snapshot™, replica SnapMirror®, backup disk-to-disk SnapVault® e protezione dei dati coerente con la virtualizzazione e le applicazioni con la suite SnapManager®.
  • Collegando gli array storage a V-Series si può creare un gateway capace di supportare tutti protocolli NAS e SAN più diffusi, fra cui NFS, CIFS, Fibre Channel (FC), iSCSI e Fibre Channel over Ethernet (FCoE).
  • I controller V-Series utilizzano Data ONTAP® 8 in cluster per consentirti di includere gli array storage di terzi nel cluster NetApp e abilitare migliori funzionalità.
  • V-Series può far parte di una configurazione FlexPod® per incorporare lo storage pregresso all'interno del framework di FlexPod.

V-Series ti aiuta a innalzare i livelli di efficienza e ad abilitare più funzionalità negli array storage esistenti. Questo capitolo della serie Back to Basics descrive il funzionamento di NetApp V-Series, i casi di utilizzo più diffusi, le best practice per l'implementazione e molto altro ancora.

Funzionamento di V-Series

A livello logico, pensa alle configurazioni di V-Series come se avessero un front end e un back end. Il front end comprende qualsiasi elemento interno al controller di V-Series, oltre che connessioni agli host, ai dispositivi su nastro o fra V-Series e controller FAS. La configurazione del back end definisce il modo in cui collegare V-Series agli array storage, introducendo un layer di virtualizzazione fra questi ultimi e gli host.

Per quanto riguarda la configurazione del front end, puoi creare LUN su un array storage e presentarle a V-Series. (Nella sezione "Avvio rapido con V-Series", che tratteremo in seguito, sono elencate le best practice per la configurazione del back end). Le LUN presentate a V-Series sono protette con RAID dall'array storage, tipicamente con RAID 1, RAID 5 o RAID 6. La scelta del sistema adottato dipende da te.

Il controller di V-Series utilizza le LUN assegnate per creare un aggregato (pool storage). II RAID 0 (striping) viene utilizzato per suddividere i dati su tutte le LUN di un aggregato, in modo da poter distribuire le scritture sulle LUN e aumentare le performance.

Dopo la configurazione e l'assegnazione delle LUN a V-Series, le attività come il provisioning e la protezione dei dati vengono eseguite su V-Series con funzionalità e interfacce NetApp, garantendo un'interfaccia unica per le attività di gestione dello storage. Dal punto di vista della gestione, V-Series appare e viene gestito come un qualsiasi altro sistema prodotto da NetApp. È possibile creare volumi flessibili (volumi di FlexVol®), condivisioni NFS e CIFS, LUN iSCSI, FCP e FCoE come per un normale disco NetApp. Puoi anche sfruttare funzionalità di efficienza dello storage come thin provisioning, deduplica, compressione e cloning, oltre a funzioni di protezione integrata dei dati come Snapshot, SnapMirror e SnapVault. Puoi inoltre eseguire una replica fra sistemi V-Series o fra sistemi V-Series e FAS. In altre parole, su un sistema V-Series puoi eseguire tutte le operazioni possibili su un sistema NetApp FAS.

Nella figura 2 viene illustrata la differenza fra un aggregato V-Series creato a partire da storage di terzi e uno creato a partire dai dischi NetApp. Nota: oltre alla tecnologia RAID-DP®, tutte le funzionalità di efficienza NetApp vengono utilizzate a livello dell'aggregato (o superiore) e vengono quindi applicate agli aggregati V-Series, ai volumi NetApp e alle LUN costruite al di sopra di questi aggregati.

Vista logica di V-Series.

Figura 2) Vista logica di V-Series.

Segue un elenco di punti di forza importanti e forse meno conosciuti dell'architettura V-Series.

  • Sono supportati i dischi NetApp. A partire da Data ONTAP 7.3 si possono aggiungere shelf di dischi NetApp ai sistemi V-Series. In questo modo ti assicuri maggiore flessibilità nel caso dovessi aggiungere capacità alla configurazione V-Series.
  • Puoi virtualizzare anche solo una parte di un array. Non occorre collegare tutto lo storage dell'array a V-Series. Puoi assegnare alcune array LUN a V-Series e altre array LUN ad altri host.
  • Puoi collocare più array su V-Series, anche di marche diverse. La gestione dello storage di più vendor può essere complessa. Inserendo V-Series davanti a un insieme di array eterogenei otterrai un singolo punto di gestione e un gruppo di funzionalità uniformi per semplificare le attività di gestione.
  • Puoi utilizzare anche più sistemi V-Series come front end di un singolo array. A seconda delle tue esigenze, potrai inserire diversi controller V-Series davanti a un singolo array di back end. Ad esempio, potresti collocare diversi controller V-Series di piccole dimensioni davanti a un array molto grande.
  • Attraverso il NetApp Virtual Storage Tier puoi ottimizzare le performance di V-Series. Il NetApp Virtual Storage Tier consente di implementare la Flash a livello di controller V-Series (Flash Cache), di aggregato (Flash Pool su dischi NetApp) e server (tecnologia Flash Accel™) per ottimizzare ulteriormente le performance e ridurre al minimo i costi.
  • V-Series funziona con Data ONTAP 8 in cluster. Data ONTAP 8 in cluster consente di unire fino a 24 controller NetApp in un singolo cluster. Il prodotto offre una vasta gamma di funzionalità per rendere più agile la tua infrastruttura IT. Inserendo i controller V-Series in questo tipo di cluster puoi raccogliere tutti gli array in un cluster avanzato. Grazie alla migrazione dei dati senza interruzioni è possibile eseguire tutte le operazioni necessarie di manutenzione e gestione senza alcun downtime pianificato, aumentando così la flessibilità dell'infrastruttura dati.
  • Le configurazioni di FlexPod possono integrare V-Series. Le soluzioni con infrastruttura convergente come FlexPod semplificano il processo di implementazione di una nuova infrastruttura IT. Inserendo un controller V-Series nella tua configurazione FlexPod potrai sfruttare la tua capacità storage esistente.

Casi di utilizzo

I team IT scelgono V-Series per sfruttare al meglio l'efficienza, la protezione integrata dei dati e le funzionalità di storage unificato, fra le tante altre funzioni disponibili. I casi di utilizzo più comuni comprendono:

  • Aumento dell'efficienza degli ambienti virtualizzati
  • Possibilità di eseguire una replica fra array di vendor differenti
  • Creazione di copie dei dati utilizzabili in maniera più agevole per le operazioni di test e sviluppo
  • Funzionamento come gateway NAS o SAN
  • Aumento delle performance dello storage

Ambienti virtualizzati

Gran parte degli ambienti virtualizzati contano decine o centinaia di copie dei medesimi sistemi operativi. L'elevato livello di duplicazione, tipico degli ambienti di desktop e server virtuali, è un problema che può essere risolto con V-Series e le efficienze che porta con sé.

Se il tuo ambiente virtuale è ospitato su un array storage senza deduplica, aggiungendo un controller NetApp V-Series potrai recuperare molto storage che può poi rivelarsi utile per soddisfare esigenze di altra natura e ridurre il tuo investimento complessivo nello storage. Di solito, dal 50 all'80% dello storage allocato in ambienti operativi basati su macchine virtuali può essere liberato e riutilizzato.

Utilizzare V-Series in un ambiente virtuale.

Figura 3) Utilizzare V-Series in un ambiente virtuale.

Dopo aver migrato un ambiente virtuale su V-Series, puoi continuare a utilizzare gli stessi metodi di provisioning insieme alla deduplica, oppure eseguire il provisioning della copie virtuali con la tecnologia NetApp FlexClone® in modo da preservare l'efficienza in termini di spazio dell'ambiente virtuale. NetApp Virtual Storage Console semplifica il processo per gli ambienti VMware®, mentre il plug-in NetApp OnCommand® per Microsoft® fa la stessa cosa per Hyper-V™.

Flash Cache, che fa parte del NetApp Virtual Storage Tier, consente di migliorare le performance degli ambienti virtualizzati soprattutto durante i boot storm e i login storm.

Replica fra array storage eterogenei

Le soluzioni di replica basate su array per il disaster recovery richiedono spesso configurazioni identiche per gli array di origine e di destinazione. In questo contesto, potrebbero non essersi supportati diversi modelli di array della stessa marca, mentre nella replica fra array di due vendor diversi può succedere di tutto.

Utilizzando V-Series come front end dei tuoi array storage, potrai realizzare i tuoi obiettivi di replica e ridurre i requisiti di larghezza di banda. Il software NetApp SnapMirror consente di replicare solo i blocchi modificati, aumentando l'efficienza. La compressione di SnapMirror consente di ridurre ulteriormente il consumo della larghezza di banda di rete. La deduplica dei dati primari riduce ulteriormente i dati da replicare.

Protezione integrata dei dati di V-Series per ambienti storage eterogenei. V-Series offre copie Snapshot locali, replica con SnapMirror e backup basato su disco con SnapVault.

Figura 4) Protezione integrata dei dati di V-Series per ambienti storage eterogenei. V-Series offre copie Snapshot locali, replica con SnapMirror e backup basato su disco con SnapVault.

Sviluppo e test

Le attività di sviluppo e test, quality assurance, data warehousing e via dicendo, eseguite negli ambienti di database, richiedono di solito molte copie dei database di produzione. Tali operazioni consumano molto storage, per non parlare dell'energia, del raffreddamento e dello spazio nel data center. Inoltre, il tempo necessario per creare una copia completa del database può diventare proibitivo. Spesso tali limitazioni definiscono le modalità lavorative degli sviluppatori e dei tester alle prese con un numero di copie insufficienti e con insiemi di dati non aggiornati.

La funzionalità di copia virtuale supportata dai controller NetApp V-Series con NetApp FlexClone consente di porre rimedio alla situazione, riducendo lo storage necessario in modo da consumare una piccola parte di quanto eventualmente richiesto da altre metodologie e creare una "copia" utilizzabile del database in pochi minuti.

Ad esempio, le attività di sviluppo e test su un database di produzione di 100 GB iniziano di solito con un mirror completo, per poi eseguire numerose copie per sviluppatori e tester. Se, facendo una stima conservativa, fossero necessari due database per lo sviluppo e tre per il test e il QA, servirebbero 700GB (compreso il database di produzione). Conservando un mirror completo (in modo da evitare qualunque impatto sullo storage di produzione) e utilizzando FlexClone per le copie di sviluppo e test, potrai ridurre i requisiti storage a soli 260 GB, ovvero il 64% di storage in meno. (Tale calcolo suppone che il tasso di cambiamento medio dei volumi di test e sviluppo sia pari a circa il 10%). Anche il tempo totale necessario per creare le copie passerà da alcune ore a pochi minuti.

Utilizzare V-Series in un ambiente di sviluppo.

Figura 5) Utilizzare V-Series in un ambiente di sviluppo.

Gateway NAS o SAN

A volte ci si ritrova con capacità libera sugli array storage a blocchi, ma viene richiesto l'utilizzo delle NAS. Per risolvere il problema, potresti configurare file server tradizionali, ma al prezzo della proliferazione dei server, dell'alta latenza e della bassa affidabilità. In altre situazioni potrebbe essere necessario o richiesto l'utilizzo di un protocollo SAN (come iSCSI o FCoE) non supportato dall'array.

In tal caso, grazie alla possibilità di utilizzare protocolli SAN e NAS allo stesso tempo, NetApp V-Series diventa un gateway ideale. Un singolo controller V-Series può eseguire il lavoro di molti file server, riducendo costi e complessità e aumentando la disponibilità. Allo stesso tempo, il prodotto supporta anche diffusi protocolli SAN come FC, FCoE e iSCSI.

Acceleratore delle performance

Potrebbe sembrare poco intuitivo che un'unità V-Series, posta davanti a un array storage tradizionale, possa garantire migliori performance. Tuttavia, aggiungendo un ulteriore livello di cache nel controller e con tecnologie NetApp come il file system WAFL® e il Virtual Storage Tiering, V-Series garantisce un maggior numero di operazioni di I/O al secondo (IOPS) per disco rispetto a un singolo array nativo.

In uno studio recente, Enterprise Strategy Group (ESG) ha dimostrato che, ponendo un V-Series V3270 davanti a un array di terzi, è stato possibile aumentare gli IOPS di tre-sei volte e ottenere una latenza nettamente inferiore rispetto a un singolo array alle prese con carichi di lavoro comuni come OLTP, Exchange, file service e servizi web. Deduplicando i set di dati, si ottenevano vantaggi in termini di performance soprattutto grazie al caching coerente con la deduplica di V-Series. Aggiungendo Flash Cache a V-Series è stato possibile aumentare ulteriormente le performance di cinque-otto volte rispetto al semplice array.

V-Series con Flash Cache può essere particolarmente utile negli ambienti VDI in cui i boot storm e i login storm possono mettere in ginocchio un array storage tradizionale.

I primi passi con V-Series

Se scegli di implementare V-Series, la configurazione dell'ambiente è un processo molto semplice. Basta prestare attenzione a poche semplici linee guida.

  • Consulta l'Interoperability Matrix Tool di NetApp (IMT) (richiede un accesso NOW®) e verifica che i tuoi array storage, switch e versioni di microcodice siano supportate da V-Series.
  • Configura nuove LUN su ciascun array storage da utilizzare con V-Series.
  • Collega le LUN ai tuoi controller V-Series. Segui le best practice illustrate nel report tecnico NetApp TR-3461: V-Series Best Practices Guide, soprattutto per quanto riguarda il cablaggio, lo zoning e i percorsi alle LUN degli array.
  • Dopo aver configurato V-Series, puoi migrare i dati utilizzando i tool più appropriati. Ad esempio, Storage vMotion® è molto comodo per la migrazione delle macchine virtuali VMware®.

Utilizzare V-Series e altre tecnologie NetApp

V-Series funziona con lo stesso insieme di tecnologie NetApp utilizzato dalle piattaforme FAS. Questo è il punto. Esistono pochissime limitazioni. Come detto in precedenza, RAID-DP viene utilizzato solo con gli shelf di dischi NetApp (su cui vengono protette le LUN degli array storage).

Inoltre, puoi sfruttare al meglio tutte le funzionalità più comuni di NetApp con lo storage già in tuo possesso.

Tabella 1) Tecnologie supportate da V-Series.

Efficienza dello storageProtezione integrata dei datiProtocolli di storageAltro
  • Deduplica
  • Compressione
  • Thin provisioning
  • FlexClone
  • RAID-DP (solo dischi NetApp)
  • Snapshot
  • SnapRestore®
  • SnapMirror
  • SnapVault
  • SnapManager Suite
  • SnapProtect®
  • MetroCluster™
NAS
  • CIFS
  • NFS
SAN
  • FC
  • FCoE
  • iSCSI
  • OnCommand Suite
  • MultiStore®
  • Virtual Storage Tier
    • Flash Cache
    • Flash Pool
    • Flash Accel
  • Virtual Storage Console

Conclusioni

Gli open storage controller NetApp V-Series sono progettati per estendere i vantaggi dell'efficienza dello storage, della protezione integrata dei dati, dello storage unificato e di altre funzionalità di NetApp agli array storage di EMC, HP, HDS, IBM e Fujitsu. Implementando V-Series come front end per la virtualizzazione di tali array, puoi assicurarti notevoli vantaggi.

Puoi ridurre lo storage necessario per gli ambienti virtuali e migliorare le performance. Le tue operazioni di sviluppo e test potranno sfruttare copie più aggiornate degli insiemi di dati critici, migliorando il time-to-market. Inoltre, V-Series consente di eseguire repliche fra array eterogenei e utilizzare protocolli NAS o SAN non supportati dallo storage già in tuo possesso.

Per ulteriori informazioni su NetApp V-Series, consulta il report tecnico NetApp TR-3461: V-Series Best Practices Guide e il recente report di convalida in laboratorio di ESG (in inglese), che descrive i test su diverse funzionalità di V-Series, come ad esempio i risparmi di capacità per gli ambienti VMware e le performance degli array di terzi. È possibile anche consultare la Guida all'integrazione di V-Series per Data ONTAP 8.1.1 (in inglese, richiede un accesso NOW).

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Di Steven Lusnia, V-Series Evangelist and Architect

Steve lavora in NetApp da oltre 13 anni. A metà del 2003, ha iniziato a lavorare con i grandi clienti NetApp che desideravano utilizzare le funzioni NetApp nei propri array storage e ambienti SAN tradizionali. Questi pionieri hanno favorito la creazione della linea di prodotti V-Series. Nel 2006, Steve ha iniziato a lavorare con il team di prodotto, mettendo in campo tutta la sua esperienza pratica per guidare l'evoluzione della linea di prodotti V-Series.

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*In base ai dati di sistema ottenuti dal tool NetApp AutoSupport™.



Gli altri Back to Basics

Apprendi le nozioni di base sulle principali tecnologie NetApp leggendo gli altri capitoli di questa serie:

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