W 2017 r. do oferty Huawei trafiły dwa modele macierzy all-flash z nowej rodziny OceanStor Dorado V3. Ich maksymalna wydajność sięga 4 mln operacji wejścia-wyjścia na sekundę (IOPS) przy stabilnym czasie odpowiedzi (latency) na poziomie 0,5 ms. Wbudowana w te urządzenia funkcja HyperMetro umożliwia tworzenie klastrów active-active gwarantujących 99,9999 proc. dostępności macierzy. Z kolei mechanizmy deduplikacji i kompresji zapewniają redukcję objętości przechowywanych danych w proporcji 3:1, co wpływa na obniżenie kosztu użytkowania całego rozwiązania o 50 proc.

W modelach OceanStor Dorado5000 V3 oraz OceanStor Dorado6000 V3 można obecnie zainstalować odpowiednio 100 lub 200 dysków SSD z interfejsem SAS 12 Gb/s. Macierz Dorado5000 V3 jest też dostępna w wersji z dyskami NVMe, w której można stosować maksymalnie 25 dysków NVMe.

Urządzenia różnią się wydajnością (Dorado6000 V3 ma dwa procesory w kontrolerze a także dwukrotnie więcej pamięci cache). W obu macierzach zainstalowane są na wstępie co najmniej dwa kontrolery, a producent deklaruje, że niebawem będzie można rozszerzyć ich liczbę aż do 16, co zapewni liniowe skalowanie wydajności. Dzięki temu możliwe stanie się też ośmiokrotne zwiększenie pojemności (do odpowiednio 200 dysków NVMe i 800 dysków SSD w macierzy Dorado5000 V3 oraz 2400 dysków SSD w modelu Dorado6000 V3).

 

Elastyczność zapewnia ciągłość biznesową

W wielu firmach prędkość i skala rozwoju biznesu są trudne do przewidzenia, co przekłada się na wyzwania związane z przechowywaniem danych. Dlatego warto zainwestować w skalowalny – zarówno pod względem wydajności, jak i pojemności – system pamięci masowych.

Macierze all-flash OceanStor Dorado V3 zapewniają dużą elastyczność w budowaniu środowiska wysokiej dostępności. Gdy konieczne jest korzystanie z drugiego urządzenia, na które wykonywana jest kopia danych, z reguły pracuje ono w trybie pasywnym i rozpoczyna działanie tylko wtedy, gdy podstawowa macierz ulegnie awarii. Aby ochronić klientów przez nadmiernymi wydatkami, Huawei zapewnił kompatybilność macierzy all-flash i hybrydowych rozwiązań dyskowych z rodziny OceanStor V3. Dzięki temu replikacja może odbywać się między urządzeniami obu grup, co gwarantuje dużą oszczędność i tylko niewielki spadek wydajności w momencie awarii macierzy all-flash.

Niemałym wyzwaniem dla administratorów jest też rozbudowa już funkcjonującego środowiska pamięci masowych np. o macierze all-flash. Dlatego urządzenie OceanStor Dorado V3 wyposażono w moduł wirtualizacyjny, dzięki któremu możliwa jest migracja danych z ponad 300 modeli macierzy dyskowych różnych producentów bez przerywania ich pracy. Zadbano też o bezpieczeństwo – wykonywanie kopii migawkowych (snapshot) nie wpływa na wydajność całego rozwiązania w trakcie tego procesu.

 

Zaprojektowane od podstaw

Większość oferowanych na rynku macierzy all-flash powstało na bazie klasycznych, dyskowych rozwiązań pamięci masowych. Z tego powodu nie są w stanie w pełni wykorzystać potencjału dysków SSD. W macierzy Huawei OceanStor Dorado5000 V3 zastosowano architekturę bazującą na dwukrotnie wydajniejszym niż SAS protokole NVMe, w której nie ma wymogu stosowania konwersji SCSI-SAS, skrócona jest ścieżka transmisji danych i znacznie zmniejszone opóźnienie ich odczytu.

Inżynierowie Huawei zdecydowali się też na zaprojektowanie i stworzenie własnych dysków SSD (są wykorzystywane w obu modelach macierzy OceanStor Dorado V3 i hybrydowych macierzach dyskowych OceanStor V3), w których zastosowano algorytm Flash Translation Layer, umożliwiający przyspieszenie odczytu i zapisu danych, a także skrócenie opóźnienia – nawet do 40 μs (wtedy wynosi ono 20 proc. mniej niż średnia w branży).

Gdy w macierzy dyskowej stosowane są nośniki wysokiej pojemności, proces odbudowy struktury RAID po wymianie jednego z nich trwa dość długo, a związane z tym obciążenie pozostałych dysków może doprowadzić do awarii kolejnego. Dlatego już wiele lat temu powstał standard RAID-6 umożliwiający utrzymanie dostępu do danych nawet w przypadku jednoczesnej awarii dwóch napędów. Zdarzały się jednak przypadki, gdy w trakcie procesu odbudowy awarii ulegał trzeci dysk. Dlatego w macierzach OceanStor Dorado V3 producent zaimplementował własne rozwiązanie RAID-TP (Triple Parity), dzięki któremu gwarantowane jest bezpieczeństwo danych przy awarii trzech dysków. Dodatkowo skrócony został czas rekonstrukcji struktury RAID, w efekcie dla 1 TB danych wynosi on 30 minut.

W macierzach OceanStor Dorado V3 wykorzystywane są specjalne karty sieciowe SmartIO bazujące na opracowanej przez Huawei implementacji najbardziej popularnych protokołów komunikacyjnych. Cechą charakterystyczną tych kart jest możliwość elastycznego przełączania trybów pracy. Dlatego, w sytuacji gdy firma potrzebuje zmiany protokołów komunikacyjnych, nie trzeba wymieniać całej infrastruktury sieci SAN, jedynie zmienić tryb działania karty i zainstalować odpowiednie moduły optyczne: Ethernet 10 Gb/s lub Fibre Channel 8/16 Gb/s. Dzięki temu zabiegowi zredukowano o jedną trzecią ilość potrzebnego okablowania, a liczbę kontrolerów sieciowych – o 75 proc.

 

Z dbałości o trwałość danych

W przypadku wprowadzonych na rynek pierwszych modeli dysków SSD występował problemem trwałości – zużywały się zbyt szybko podczas zapisu danych. I chociaż jakość stosowanych kości pamięci jest dziś nieporównywalnie wyższa, problem w całości nie zniknął. Huawei opatentował mechanizm, dzięki któremu komórki pamięci flash podczas działania macierzy zużywają się znacznie wolniej.

Dłuższy czas życia nośnika zapewniono w taki sposób, że metadane (czyli najczęściej modyfikowane informacje) przechowywane są oddzielnie od zwykłych danych, które zmieniane są bardzo rzadko. W rezultacie komórki pamięci z danymi mają zagwarantowany dłuższy żywot. Natomiast dla metadanych przewidziano duży zapas przestrzeni pamięci flash, który może być wykorzystany w przypadku zużycia się często wykorzystywanych komórek. Taki model zapisu danych wpływa również pozytywnie na wydajność macierzy.

 

Gwarantowana oszczędność przestrzeni

Deduplikacja i kompresja prowadzone w czasie rzeczywistym umożliwiają odzyskanie przestrzeni dyskowej zajmowanej przez powtarzające się dane. W efekcie dają oszczędności na TCO sięgające nawet 50 proc. Znacznie mniej bowiem trzeba wydać na sprzęt do przechowywania danych, mniej płaci się za prąd i utrzymanie systemu.

Huawei gwarantuje klientom, że w macierzach OceanStor Dorado V3 współczynnik redukcji danych wyniesie przynajmniej 3:1. Podkreśla jednocześnie, że są to bardzo bezpieczne szacunki, ponieważ w przypadku baz danych lub maszyn wirtualnych będzie on znacznie większy. A to powoduje, że w efekcie na dyskach SSD można przechować gigabajt danych za podobne pieniądze jak na zwykłych napędach niepoddanych deduplikacji i kompresji, zapewniając jednocześnie dużo większą wydajność.

Jeśli klient (lub firma świadcząca usługi IT klientom), stosując nowe macierze Huawei, nie uzyska obiecanego współczynnika redukcji danych (przynajmniej 3:1), producent w ramach programu Huawei OceanStor Dorado V3 Effective Capacity Guarantee zapewnia za darmo dyski flash o brakującej pojemności. Ma to sprawić, że użytkownicy będą mogli przechowywać trzykrotnie więcej danych, niż wynosi fizyczna pojemność nośników, za którą zapłacili.

Aby skorzystać z programu, konieczne jest zweryfikowanie aktualnego współczynnika redukcji danych za pomocą specjalnego narzędzia dostarczanego przez Huawei. Należy też spełnić szereg warunków. Deduplikacja i kompresja muszą być włączone dla wszystkich woluminów w systemie pamięci masowych. Całkowita objętość danych, które są wewnętrznie skompresowane lub nie poddają się kompresji (grafika, wideo, pliki XML, dane szyfrowane i naukowe), nie może przekroczyć 10 proc. Przed dostarczeniem klientowi dodatkowych nośników, inżynierowie Huawei sprawdzą, czy system jest poprawnie skonfigurowany. Z programu mogą skorzystać przedsiębiorstwa, które dokonały zakupu lub złożyły zamówienie na nowe macierze OceanStor Dorado V3 przed końcem 2017 r.

Dodatkowe informacje:

Mirosław Chmiel, IT Product Manager, Huawei,

mirek.chmiel@huawei.com

Artykuł powstał we współpracy z firmą Huawei.