Ранее мы уже рассказывали об обновлении серверной линейки Fujitsu, которое произошло осенью этого года. Также в начале ноября уходящего года компания Fujitsu выпустила обновленное семейство систем хранения данных ETERNUS DX S3. Это обновление можно назвать революционным, так производительность некоторых моделей увеличилась в 5 раз. Но обо всем по порядку.
Новая линейка Fujitsu ETERNUS DX S3 является по-настоящему бизнес-ориентированной. Ее разработка производилась, опираясь на реальные требования, предъявляемые бизнесом к таким продуктам. И только потом, исходя из этих требований, подбирались или разрабатывались соответствующие технологии и решения. Фактически можно говорить о том, что именно требования бизнеса и легли в основу технического задания на проектирование обновленного семейства.
Так, в новых системах впервые на рынке применен новый интерфейс для подключения дисков SAS3, обеспечивающий скорость передачи данных до 12 Гб/с, что позволяет осуществлять до двух раз более быстрое обращение к данным, размещенным на дисках.
Следующим важным изменением является гибкая и тонкая настройка системы приоритетов и автоматическое обеспечение качества обслуживания (QoS), которые позволяют в зависимости от задач бизнеса обеспечивать гарантированные уровни обслуживания для различных процессов. Так новое поколение семейства ETERNUS DX позволяет выделить определенное количество кэш-памяти, определенную полосу пропускания, гарантировать необходимое количество операций ввода/вывода (IOPS) для того или иного приложения, для той или иной группы пользователей, либо для того или иного логического тома. Иначе говоря, нужно всего лишь определить приоритеты и время отклика для используемых задач и приложений, в зависимости от их важности для бизнеса, все остальное ETERNUS DX S3 сделает сам. Также по результатам работы можно сделать биллинг использования ресурсов теми или иными задачами, который может быть применим, например, для корректировки установленных приоритетов или соотнесения расходов на эксплуатацию системы на тот или иной проект.
Основная идея единого семейства СХД от одного производителя заключается в наличии гибкой архитектуры для поддержки растущих объемов данных. Что это означает в реальности в нашем случае? Во-первых, ETERNUS DX S3 предлагает уникальную масштабируемость в рамках одной модели. Во-вторых, поддерживает масштабирование путем data-in-place перехода на более старшую модель семейства без потери данных и необходимости в очень короткое время.
Так, например, в новом семействе есть две модели начального уровня: DX100 и DX200. При этом превратить первую во вторую можно путем простой заменой RAID-контроллеров.
Также необходимо отметить, что в новом семействе появились новые дисковые полки высокой плотности, в которые можно установить до 60 дисков.
И также, как и в СХД предыдущего поколения (ETERNUS DX S2), остались доступны варианты дополнительных дисковых полок на 12 дисков 3,5'' и на 24 диска 2,5''.
Кроме этого, благодаря использованию нового интерфейса SAS3 в новых моделях, снято ограничение на количество используемых SSD, а унифицированный интерфейс управления СХД позволяет переходить от младших моделей к старшим без переучивания персонала.
Все модели данного семейства являются так называемыми Real Unified Storage. Это означает, что они могут быть использованы как SAN и как NAS-хранилища одновременно. При этом в системах, использующих репликацию или увеличение надежности, одни и те же лицензии будут работать как для блочного (SAN), так и для файлового (NAS) доступа. Возможны варианты интеграции рассматриваемых СХД в IT-инфраструктуру предприятий через Fibre Channel, FCoE, iSCSI, SAS, Infiniband, 1 и 10 Gb Ethernet CIFS/NFS. Также ожидается, что в ближайшее время появится и доступ к СХД по HTTP и FTP протоколам.
В семействе ETERNUS DX S3 применяется, операционная система реального времени VxWorks, разработанная компанией Wind River Systems. Её эффективность подтверждается тем, что она применяется в космической программе NASA, в частности под ее управлением осуществлялась посадка Curiosity на поверхность Марса. А тот факт, что компания Wind River является подразделением компании Intel, чьи многоядерные процессоры Intel Xeon используются в самой СХД, говорит о качественной оптимизации под применяемые процессоры и позволяет добиться максимально высоких показателей производительности системы в целом.
В самом начале уже говорилось, что произошедшее обновление можно назвать революционным. Чтобы данное заявление не было голословным, ниже представлена таблица с различными коэффициентами, демонстрирующими произошедшие изменения по сравнению с соответствующими моделями СХД семейства Fujitsu ETERNUS DX предыдущего поколения (S2):
Двукратное увеличение скорости шины объясняется уже отмеченным ранее переходом с SAS2 на SAS3. Кэш 2-го уровня, так называемый Extreme Cache, можно поставить только в системы среднего уровня путем установки PCIe SSD накопителей, максимальный объем такого кэша составляет 5,6 ТБ. Применение Extreme Cache позволит снизить количество применяемых жестких дисков до 80%, при условии, что их количество было обусловлено необходимостью получения заданного количества IOPS. Так, если необходимые данные будут находиться в Extreme Cache в 30% случаев, то заданные 150 000 IOPS на чтение можно получить на 64 HDD (+ 4 SSD Extreme Cache), в то время как для достижения этого же значения на одних только жестких дисках потребуется 360 HDD.
Если данного объема дискового кэша окажется недостаточно, со следующей версией микрокода контроллеров будет доступно выделение под кэш части SSD непосредственно с дисковых полок. Что же касается IOPS, то сравнение по данному показателю актуальных моделей ETERNUS DX можно увидеть ниже:
Причем приведенные цифры не обязательно демонстрируют максимально возможный результат для конкретной СХД. Например, в конце декабря ETERNUS DX200 S3 всего c 14 SSD-дисками показал результат более 200к IOPS.
За счет использования дисковых полок высокой плотности и более эффективного использования ресурсов мы стараемся увеличить коэффициент утилизации среднего дискового массива со стандартных на текущий момент для отрасли 40-50% до 80-90%.
Двунаправленное подключение дисковых полок ETERNUS DX S3 даже в случае полного выхода из строя или отсутствия одной дисковой полки обеспечивает доступность остальных, увеличивая надежность хранения. Схематично такое подключение можно представить следующим образом:
где CE – Controller Enclosure, DE – Disk Enclosure. Как видно из схемы, в случае если используется однонаправленное подключение, дисковые полки, следующие за сбойной, оказались бы также недоступными. Двунаправленное подключение позволяет решить эту проблему.
Другим интересным решением, которое будет доступно в июне этого года, является технология Fast Rebuild, разработанная компанией Fujitsu. Она призвана решить проблему бутылочного горлышка, которое возникает в том случае, если один из дисков выходит из строя. В этом случае диск, на который производится восстановление данных, становится «сверх горячим», т.к. до момента завершения ребилда, на него будут писаться данные сразу со всех дисков массива. Обычно распределение операций ввода/вывода в этом случае составляет 1 к 16, т.е. на 16 I/O, которые будут обслуживать хосты, только одно будет обслуживать процесс восстановления массива. Таким образом, процесс ребилда при использовании дисков большого объема (2ТБ и выше) может длиться неделю и даже больше.
Именно для решения данной проблемы и была разработана технология Fast Rebuild. Ее суть заключается в том, что на каждом из дисков массива изначально размещаются свободные резервные блоки (Reserved – на схеме ниже). Таким образом, восстановление данных производится сразу на все диски в эти области, что решает проблему бутылочного горлышка и в разы ускоряет процедуру восстановления.
При этом также остается возможность менять приоритет ребилда, причем его изменение можно настроить по определенному расписанию. Например, так, чтобы приоритет ребилда в нерабочее время повышался, значительно ускоряя процесс восстановления.
Подводя итоги всему вышесказанному, отметим, что все модели Fujitsu ETERNUS DX S3 начального и среднего уровня имеют унифицированную функциональность и среду управления. Блочный и файловый доступ к данным производятся в рамках одного и того же контроллера СХД, что дает возможность более высокого уровня консолидации СХД и упрощает их эксплуатацию. Спецификации всех актуальных моделей семейства ETERNUS DX, с учетом обновленных моделей, можно найти в таблице ниже:
В заключение отметим, что любую модель можно заказать с унифицированной функциональностью или просто как блочную СХД с возможностью модернизации в будущем. При этом все СХД Fujitsu, поставляемые на рынки России и стран СНГ, производятся в Германии и имеют трехлетнюю заводскую гарантию, компания Fujitsu предлагает для них широкий перечень программ сервисного обслуживания, включающий программы 24x7 и фиксированное время восстановления работоспособности.
Новая линейка Fujitsu ETERNUS DX S3 является по-настоящему бизнес-ориентированной. Ее разработка производилась, опираясь на реальные требования, предъявляемые бизнесом к таким продуктам. И только потом, исходя из этих требований, подбирались или разрабатывались соответствующие технологии и решения. Фактически можно говорить о том, что именно требования бизнеса и легли в основу технического задания на проектирование обновленного семейства.
Так, в новых системах впервые на рынке применен новый интерфейс для подключения дисков SAS3, обеспечивающий скорость передачи данных до 12 Гб/с, что позволяет осуществлять до двух раз более быстрое обращение к данным, размещенным на дисках.
Следующим важным изменением является гибкая и тонкая настройка системы приоритетов и автоматическое обеспечение качества обслуживания (QoS), которые позволяют в зависимости от задач бизнеса обеспечивать гарантированные уровни обслуживания для различных процессов. Так новое поколение семейства ETERNUS DX позволяет выделить определенное количество кэш-памяти, определенную полосу пропускания, гарантировать необходимое количество операций ввода/вывода (IOPS) для того или иного приложения, для той или иной группы пользователей, либо для того или иного логического тома. Иначе говоря, нужно всего лишь определить приоритеты и время отклика для используемых задач и приложений, в зависимости от их важности для бизнеса, все остальное ETERNUS DX S3 сделает сам. Также по результатам работы можно сделать биллинг использования ресурсов теми или иными задачами, который может быть применим, например, для корректировки установленных приоритетов или соотнесения расходов на эксплуатацию системы на тот или иной проект.
Основная идея единого семейства СХД от одного производителя заключается в наличии гибкой архитектуры для поддержки растущих объемов данных. Что это означает в реальности в нашем случае? Во-первых, ETERNUS DX S3 предлагает уникальную масштабируемость в рамках одной модели. Во-вторых, поддерживает масштабирование путем data-in-place перехода на более старшую модель семейства без потери данных и необходимости в очень короткое время.
Так, например, в новом семействе есть две модели начального уровня: DX100 и DX200. При этом превратить первую во вторую можно путем простой заменой RAID-контроллеров.
Также необходимо отметить, что в новом семействе появились новые дисковые полки высокой плотности, в которые можно установить до 60 дисков.
И также, как и в СХД предыдущего поколения (ETERNUS DX S2), остались доступны варианты дополнительных дисковых полок на 12 дисков 3,5'' и на 24 диска 2,5''.
Кроме этого, благодаря использованию нового интерфейса SAS3 в новых моделях, снято ограничение на количество используемых SSD, а унифицированный интерфейс управления СХД позволяет переходить от младших моделей к старшим без переучивания персонала.
Все модели данного семейства являются так называемыми Real Unified Storage. Это означает, что они могут быть использованы как SAN и как NAS-хранилища одновременно. При этом в системах, использующих репликацию или увеличение надежности, одни и те же лицензии будут работать как для блочного (SAN), так и для файлового (NAS) доступа. Возможны варианты интеграции рассматриваемых СХД в IT-инфраструктуру предприятий через Fibre Channel, FCoE, iSCSI, SAS, Infiniband, 1 и 10 Gb Ethernet CIFS/NFS. Также ожидается, что в ближайшее время появится и доступ к СХД по HTTP и FTP протоколам.
В семействе ETERNUS DX S3 применяется, операционная система реального времени VxWorks, разработанная компанией Wind River Systems. Её эффективность подтверждается тем, что она применяется в космической программе NASA, в частности под ее управлением осуществлялась посадка Curiosity на поверхность Марса. А тот факт, что компания Wind River является подразделением компании Intel, чьи многоядерные процессоры Intel Xeon используются в самой СХД, говорит о качественной оптимизации под применяемые процессоры и позволяет добиться максимально высоких показателей производительности системы в целом.
В самом начале уже говорилось, что произошедшее обновление можно назвать революционным. Чтобы данное заявление не было голословным, ниже представлена таблица с различными коэффициентами, демонстрирующими произошедшие изменения по сравнению с соответствующими моделями СХД семейства Fujitsu ETERNUS DX предыдущего поколения (S2):
Двукратное увеличение скорости шины объясняется уже отмеченным ранее переходом с SAS2 на SAS3. Кэш 2-го уровня, так называемый Extreme Cache, можно поставить только в системы среднего уровня путем установки PCIe SSD накопителей, максимальный объем такого кэша составляет 5,6 ТБ. Применение Extreme Cache позволит снизить количество применяемых жестких дисков до 80%, при условии, что их количество было обусловлено необходимостью получения заданного количества IOPS. Так, если необходимые данные будут находиться в Extreme Cache в 30% случаев, то заданные 150 000 IOPS на чтение можно получить на 64 HDD (+ 4 SSD Extreme Cache), в то время как для достижения этого же значения на одних только жестких дисках потребуется 360 HDD.
Если данного объема дискового кэша окажется недостаточно, со следующей версией микрокода контроллеров будет доступно выделение под кэш части SSD непосредственно с дисковых полок. Что же касается IOPS, то сравнение по данному показателю актуальных моделей ETERNUS DX можно увидеть ниже:
Причем приведенные цифры не обязательно демонстрируют максимально возможный результат для конкретной СХД. Например, в конце декабря ETERNUS DX200 S3 всего c 14 SSD-дисками показал результат более 200к IOPS.
За счет использования дисковых полок высокой плотности и более эффективного использования ресурсов мы стараемся увеличить коэффициент утилизации среднего дискового массива со стандартных на текущий момент для отрасли 40-50% до 80-90%.
Двунаправленное подключение дисковых полок ETERNUS DX S3 даже в случае полного выхода из строя или отсутствия одной дисковой полки обеспечивает доступность остальных, увеличивая надежность хранения. Схематично такое подключение можно представить следующим образом:
где CE – Controller Enclosure, DE – Disk Enclosure. Как видно из схемы, в случае если используется однонаправленное подключение, дисковые полки, следующие за сбойной, оказались бы также недоступными. Двунаправленное подключение позволяет решить эту проблему.
Другим интересным решением, которое будет доступно в июне этого года, является технология Fast Rebuild, разработанная компанией Fujitsu. Она призвана решить проблему бутылочного горлышка, которое возникает в том случае, если один из дисков выходит из строя. В этом случае диск, на который производится восстановление данных, становится «сверх горячим», т.к. до момента завершения ребилда, на него будут писаться данные сразу со всех дисков массива. Обычно распределение операций ввода/вывода в этом случае составляет 1 к 16, т.е. на 16 I/O, которые будут обслуживать хосты, только одно будет обслуживать процесс восстановления массива. Таким образом, процесс ребилда при использовании дисков большого объема (2ТБ и выше) может длиться неделю и даже больше.
Именно для решения данной проблемы и была разработана технология Fast Rebuild. Ее суть заключается в том, что на каждом из дисков массива изначально размещаются свободные резервные блоки (Reserved – на схеме ниже). Таким образом, восстановление данных производится сразу на все диски в эти области, что решает проблему бутылочного горлышка и в разы ускоряет процедуру восстановления.
При этом также остается возможность менять приоритет ребилда, причем его изменение можно настроить по определенному расписанию. Например, так, чтобы приоритет ребилда в нерабочее время повышался, значительно ускоряя процесс восстановления.
Подводя итоги всему вышесказанному, отметим, что все модели Fujitsu ETERNUS DX S3 начального и среднего уровня имеют унифицированную функциональность и среду управления. Блочный и файловый доступ к данным производятся в рамках одного и того же контроллера СХД, что дает возможность более высокого уровня консолидации СХД и упрощает их эксплуатацию. Спецификации всех актуальных моделей семейства ETERNUS DX, с учетом обновленных моделей, можно найти в таблице ниже:
В заключение отметим, что любую модель можно заказать с унифицированной функциональностью или просто как блочную СХД с возможностью модернизации в будущем. При этом все СХД Fujitsu, поставляемые на рынки России и стран СНГ, производятся в Германии и имеют трехлетнюю заводскую гарантию, компания Fujitsu предлагает для них широкий перечень программ сервисного обслуживания, включающий программы 24x7 и фиксированное время восстановления работоспособности.