Dell EqualLogic – виртуализация СХД на основе iSCSI

Сама тематика систем хранения данных является наиболее горячей темой в области построения ЦОД. Рынок систем хранения имеет высочайшую динамику, вследствие критического увеличения объемов хранимой информации в современном мире – будь то корпоративные базы данных, сервисы по распространению цифрового контента потребительского профиля или наполнение социальных сетей. Этот момент стимулирует рост емкости систем хранения, равно как и пропускной способности этих систем – их производительности. Причем, зачастую, кривые увеличения этих потребностей носят экспоненциальную форму, а местами имеют труднопрогнозируемый характер. Таким образом, важнейшим фактором становится гибкость масштабирования ресурсов хранения: возможность оперативного наращивания емкости под возрастающие потребности бизнеса.

Развитие же технологий виртуализации дополнительно расширяет спектр требований к инфраструктуре хранения, и массовое внедрение серверной виртуализации стало еще одним стимулом для развития рынка СХД. Дело в том, что при развертывании даже на одном физическом сервере нескольких виртуальных машин резко возрастают требования к дисковой системе. Прежде всего, требуется дополнительная емкость для хранения образов виртуальных машин. Во-вторых, существенно увеличиваются требования к производительности дисковой системы, поскольку она должна обеспечивать пропускную способность для ввода/вывода нескольких виртуальных машин, а ее выход из строя или сбой приведет к нарушению работы всех виртуальных машин и приложений, которые на них выполняются, что в свою очереди принципиально повышает важность фактора надежности подсистемы хранения.

Ответом на эти требования со стороны разработчиков стало использование целого спектра подходов. Здесь и рост емкости используемых накопителей, причем, по-возможности любых актуальных форм-факторов (3,5” или 2,5”) и интерфейсов – SATA, SAS или SSD. И концепция унификации протоколов – переход к использованию сетевой инфрастрактуры SAN на базе стандартных каналов Ethernet. И решения уровня программного слоя в области виртуализации (например, thin provisioning), резервного копирования (дедупликация, моментальные снимки данных), тонкая репликация и проч. И конечно возможности горизонтального масштабирования. Плюс интеллектуальное управление всем пространством хранения, полная автоматизация основных операций без участия персонала, простота развертывания инфраструктуры и ее обновлений.

Квинтэсесенцией современных решений является линейка СХД Dell EqualLogic серии PS, входящих в созвездие систем хранения Dell, также включающих DAS и NAS системы Dell PowerVault, FC-решения Dell / EMC CX4 и Dell / EMC NS, ленточные библиотеки и проч. EqualLogic включает строительное блоки различного уровня для создания сбалансированных, высокопроизводительных, легко управляемых и расширяемых комплексов уровня SAN на на базе протокола iSCSI.

Залог рыночного успеха EqualLogic PS кроется в самой концепции построения. Семейство спроектировано на базе запатентованной одноранговой архитектуры, где каждый элемент SAN является полноценным и равноправным ресурсом хранения, объединяемым в единое виртуальное пространство. Этим сама топология СХД отличается от классической, родом из 90-х годов, где предполагалось наличие центрального управляющего блока с подсоединением пассивных дисковых полок расширения. Собственно аббревиатура PS расшифровывается как Peer Storage, или одноранговая система хранения.

Каждый модуль EqualLogic PS имеет полную избыточность, включающую 2 контроллера с кэш-памятью, батареями, портами ввода-вывода, операционной системой, избыточными блоками питания и дисками. Таким образом, система имеет уровень отказоустойчивости масштаба предприятия, ее коэффициент готовности составляет 99,999%.

Объединение дисковых полок в единую систему позволяет не только нарастить дисковое пространство, но и фактически линейно, в автоматическом режиме, увеличить производительность системы. В единой группе дисковых массивов данные автоматически разносятся по разным полкам таким образом, чтобы обеспечить балансировку нагрузки на порты, контроллеры и жесткие диски разных полок. По-сути, EqualLogic – это грид-система с виртуализированной ОС.

Одним из наиболее обсуждаемых тенденций в области СХД является использование протокола iSCSI. По сути, это подразумевает применение стандартной сетевой инфраструктуры Ethernet как альтернативы дорогостоящим решениям на базе Fibre Channel, традиционно используемым для организации блочного доступа внутри SAN. Использования iSCSI безусловно является одним из основных решений в деле унификации протоколов обмена данными, упрощает реализацию, приводит к коммодитизации компонентной базы, ее удешевлению.

Однако, долгое время бытовало мнение о невысокой производительности гигабитных сетей iSCSI в сравнении с FC. Компании Dell удалось опровергнуть эти скептические воззрения еще в рамках решений предыдущего поколения EqualLogic PS. В реальности одноранговая архитектура EqualLogic показывала на порядок более высокий уровень производительности, как по количеству обслуживаемых пользователей, так и по числу операций ввода/вывода в расчете на диск, чем принято было считать. Скорость работы оказывалась соизмерима и даже превосходила многие системы на базе Fibre Channel. Этот факт был подтвержден многочисленными независимыми тестами.

На современном же этапе использование iSCSI и вовсе становится всепроникающим. Все дело в быстром распространении 10 GbE. Полоса пропускания 10 Гбит/c позволяет получать невиданную доселе производительность решений Ethernet/iSCSI, позволяющую говорить о скором массовом переходе SAN-решений даже старшего уровня на эту технологию.

Линейка дисковых массивов EqualLogic PS включает три серии решений разного уровня. Системы младшего класса PS4000 предназначены для небольших сетей и филиалов. Это доступные решения в конструктиве 3U позволяющее установить до 16 SATA или SAS дисков. В систему может объединяться по два массива PS4000. Каждый массив имеет 2 порта Ethernet/iSCSI и выделенный порт для управления.

Решения уровня предприятия могут быть организованы на базе дисковых массивов серии PS6000. Здесь представлена широкая линейка шасси в форм-факторе 3U или 4U с возможностью установки, соответственно, 16 или 48 накопителей SATA/SAS. Также существуют версии полок для высокоскоростных носителей SSD. Сетевой контроллер имеет 4 порта iSCSI. В единый комплекс можно объедиенить до 16 дисковых массивов, таким образом, возможно построение сети SAN общей вместимостью до 768 дисков.

Наиболее производительными решениями являются системы PS6010 (3U) и PS6510 (4U). Здесь используются два контроллера на 2 10 GbE-iSCSI порта каждый. Таким образом, достигается более высокая производительность по сравнению с традиционными массивами 1 GbE iSCSI на потоковых нагрузках.

За счет дублирования на уровне массива сетевых контроллеров, зеркалирования кэш-памяти, применения фирменных технологий, например, такой как preemptive hot sparing, позволяющей избежать падения производительности при выходе диска из строя, гибкой возможности организации RAID любого уровня и проч., системы достигают по доступности уровня «пять девяток» – 99,999.

Одним из отличительных преимуществ систем EqualLogic являются удивительная простота их развертывания и управления. Dell говорит о возможности инсталлировать систему менее чем за час, не имея никаких навыков, за исключением базовых знаний IP-сетей. Автоматизированная СХД разместит данные на оптимальных дисках с оптимальным уровнем RAID. Также быстро организуется и дальнейшее наращивание емкости. ОС позволяет за несколько секунд, в операционном режиме, добавить к работающей группе новый дисковый массив EqualLogic, и произвести автоматическую миграцию данных на него.

При этом комплекс снабжен средствами самооптимизации производительности. Внутренний диспетчер постоянно анализирует нагрузку, перенося данные на менее загруженные полки. Все это дает возможность обойтись без операций «ручной» настройки, сэкономив заказчику время и деньги.

Системы серии PS оптимизированы для использования с ведущими пакетами платформенного ПО от Microsoft, VMware, Citrix и др. Вообще, разработка EqualLogic велась в рамках предложенной Microsoft инициативы Simple SAN. Имеются средства для интеграции с MS Exchange, MS SQL Server и др.

Для мониторинга, исторического анализа производительности и управления многими группами массивов хранения используется единая консоль SAN HeadQuarters (SAN-HQ).

В результате потребитель получает уникальный в своем роде комплекс, способный обеспечить высочайшую производительность, возможность наращивания по требованию, простого в развертывании и управлении, снабженного богатым набором средств обеспечения резервирования и надежности данных корпоративного уровня. При этом применяется стандартная сетевая инфраструктура Ethernet, что, кроме прочего, снижает как закупочную стоимость, так и затраты на обслуживание. Сама система поставок этих комплексов Dell выполнена в стиле «SAN из коробки» – весь функционал доступен сразу, не требуются никакие дополнительные лицензии. Исторический анализ показателей работы системы позволяет контролировать рост данных и наращивать систему только по мере реальной необходимости.