В настоящее время флэш-накопители все активнее занимают нишу носителей информации в сегменте Enterprise. Этому способствует как значительное снижение их стоимости, так и увеличение емкости отдельных накопителей.
Там, где раньше использовались только механические жесткие диски, сейчас активно используются твердотельные накопители.
Причем речь идет не только о внутренних накопителях клиентских систем, но и о дисковой подсистеме серверов и системах хранения данных.
И в этом сегменте особое место занимают конфигурации СХД, где в качестве носителя информации используются только твердотельные накопители.
Это так называемые All Flash-системы.
Прежде всего, вам необходимо понять для себя, что такое система хранения данных All Flash. Понятно, что из названия следует, что он использует только Flash-накопители.
Однако не все системы All Flash одинаковы.
Условно их можно разделить на три подвида.
1. Традиционные системы хранения данных с использованием SSD
Фактически это самый многочисленный тип All Flash-систем хранения данных.Потому что для производителя нет ничего проще, чем оснастить существующую СХД SSD-накопителями.
Разумеется, ведущие производители, помимо переклейки шильдиков (All Flash СХД), занимаются еще и дополнительной оптимизацией прошивки для удобства работы с SSD, а также повышения быстродействия системы в целом.
Но есть и те, кто особо не заморачивается и просто предлагает связки, состоящие из обычной системы хранения и набора SSD. В результате на рынке можно найти предложения, начиная от All Flash NAS Qnap (обсуждение реализуемости этого решения оставим за скобками, но это действительно All Flash — к чему не придраться!), до чудовищных , многоголовый NetApp FAS. Главным преимуществом данного решения является, прежде всего, его умеренная стоимость.
Конечно, у каждого производителя есть своя надбавка за бренд, но в целом цена All Flash-системы (речь идет о «голове» с контроллерами) по сравнению с классической СХД отличается не сильно (по сравнению с СХД).
стоимость SSD, это вообще «копейки»).
Минусом является низкая конечная производительность решения.
Все подобные All Flash системы, имеющие внутри современное железо, выдают около 300К IOPS на запись (4К, 100% рандом, режим записи рассматриваем по той причине, что он для СХД гораздо тяжелее, чем чтение.
Индикаторы чтения, конечно же) , значительно выше).
Сильное отрицательное отклонение от этого значения, скорее всего, является серьезным недостатком прошивки, а более высокие показатели производительности говорят о лучших алгоритмах кэширования и/или оптимизации прошивки под конкретные модели SSD. В любом случае «насыщение» происходит уже тогда, когда количество дисков ~10-20. Поэтому дальнейшее добавление дисков только увеличит доступный объем хранилища, но не скорость работы.
Основная причина такого ограничения производительности — использование классических алгоритмов RAID. Эти алгоритмы были разработаны довольно давно для работы с механическими жесткими дисками и абсолютно не учитывают особенности работы твердотельных накопителей.
Ведь SSD, в отличие от HDD, не может просто перезаписать блок данных.
Ему необходимо переписать всю страницу, содержащую модифицируемый блок, в новое место и освободить старое место для последующей новой записи.
Эти обстоятельства, в дополнение к стандартным штрафам RAID, приводят к огромным накладным расходам на операции перезаписи.
2. Все флэш-массивы с фирменным оборудованием.
Чтобы преодолеть узкие места традиционных систем хранения, необходимо использовать совершенно другую аппаратную и программную архитектуру.
Примерами таких решений являются продукты Pure Storage или IBM Flash System. У них нет ни RAID в привычном понимании (четность, конечно, есть и есть отказоустойчивость), ни SSD как таковых (вместо них есть свои «накопители»).
Результат — просто сумасшедшая производительность и особенно низкая задержка.
Но стоимость.
Действительно, как крыло самолета.
3. Программно-определяемое хранилище
Что стоит особняком от всего этого «зоопарка» All Flash-массивов, так это программно-определяемые хранилища (Software Defined Storage, SDS).SDS — это программное обеспечение, которое работает на обычном оборудовании x86 и выполняет «эмуляцию» систем хранения.
Мы не зря взяли этот термин в кавычки, т.к.
в настоящее время граница между аппаратными и программными контроллерами весьма условна, в отличие от прежних времен.
Современные системы хранения чаще всего используют стандартную архитектуру x86 под управлением Linux-подобных операционных систем.
Да, для некоторых операций можно использовать дополнительные контроллеры с поддержкой разгрузки.
Но главное отличие от SDS в том, что и аппаратное, и программное обеспечение закрыты для пользователя.
SDS же позволяет использовать практически любое рекомендованное оборудование и вносить умеренные изменения в программные компоненты.
Однако если использовать SDS не просто как СХД, а как All Flash-массив, то позволять пользователю свободно выбирать серверную платформу и самостоятельно устанавливать ПО — некорректно.
Основная причина — невозможность гарантировать заданные показатели производительности (собственно, основная причина выбора All Flash), а также сложность поддержки широкого перечня оборудования.
Поэтому на рынке существуют так называемые устройства — законченные решения, состоящие из серверной платформы с предустановленным и настроенным программным обеспечением и оснащенные необходимым количеством SSD-накопителей, что в целом обеспечивает заданную производительность.
Представители именно такого типа решений (устройства SDS) — герои нашего обзора — Все Flash-массивы компании.
AccelStor — наш взгляд на то, как работает All Flash
Компания AccelStor образовался как стартап в 2014 году.Ключевым инвестором (фактически владельцем этого проекта) является известный IT-гигант Toshiba. Еще до своего коммерческого запуска компания привлекла к себе внимание, получив высшие награды на различных мероприятиях, посвященных Flash-технологиям.
Одна из главных наград в их списке была получена на очень известном и престижном мероприятии Flash Memory Summit (2016).
Награды AccelStor Все эти награды получены за инновационный подход к работе с флэш-памятью, реализованный в фирменной технологии FlexiRemap, которой обладают все массивы.
Технологии FlexiRemap — это специальный алгоритм работы с твердотельными накопителями, позволяющий устранить узкие места в производительности, а также максимально увеличить срок службы накопителей.
Основная идея — преобразовать случайные запросы на запись в последовательные цепочки.
Те.
поступающие блоки данных объединяются в цепочки, кратные «страницам», и только потом записываются на SSD. В результате такой подход к записи новых данных является последовательным с точки зрения накопителей, что в конечном итоге позволяет добиться высокой производительности.
Алгоритм в разработке FlexiRemap ведет учет спроса на все блоки данных.
По частоте использования данные автоматически ранжируются при перезаписи, чтобы все «горячие» данные располагались как можно ближе друг к другу.
Затем, в процессе смены блоков, эти данные также будут вместе перемещаться на новые «страницы», что опять же позволит использовать более производительный режим последовательной записи на SSD по сравнению с традиционным подходом.
Этот механизм похож на своего рода виртуальный шаринг, который, кроме всего прочего, еще и ускоряет работу Сборщика мусора, т.к.
«Сборщик мусора» тоже будет выполнять свою работу в последовательном режиме.
Несмотря на то, что RAID здесь не используется, данные все равно защищены.
Для этого все твердотельные накопители разделены на две симметричные группы.
Весь ввод-вывод равномерно распределяется по обеим группам (чередование).
Помимо данных каждая группа хранит контрольные суммы, чтобы можно было продолжить работу в случае выхода из строя одного диска.
В общей сложности массив выдерживает выход из строя двух SSD, что по сравнению с RAID эквивалентно уровню RAID 50 из двух групп.
Организация массива данных При записи используется механизм round robin, благодаря которому данные распределяются максимально равномерно по всем дискам.
Кроме того, каждый SSD имеет свой весовой коэффициент, который зависит от его текущего ресурса записи.
Поэтому, если какой-либо диск изношен больше других, новые данные он будет получать реже, пока показатели ресурса не сравняются.
По сравнению с традиционным методом RAID технология FlexiRemap позволяет значительно увеличить срок службы накопителей за счет их равномерного использования.
FlexiRemap против RAID Особо стоит отметить механизм сохранности данных в случае сбоя диска.
В этом случае группа, в которой SSD вышел из строя, автоматически переводится в режим «только чтение».
Это делается для того, чтобы как можно быстрее завершить процесс восстановления на диске горячего резерва.
После восстановления группы она снова сможет участвовать во всех видах операций.
Более того, автоматически сработает ранее описанный механизм выравнивания ресурсов записи.
Говоря об устройстве SDS, нужно понимать, что по сути это сервер с предустановленным программным обеспечением.
Поэтому это априори одноконтроллер, выражаясь в терминологии СХД.
И хотя ряд задач позволяет не прибегать к избыточным контроллерам СХД, все производители СХД нас уже давно учат, что «правильная» СХД — это СХД с двумя (а то и более) контроллерами.
У AccelStor на этот вопрос тоже есть свой ответ — технология Shared Nothing для работы двух узлов в кластере.
Модели AccelStor NeoSapphire с двумя узлами может быть как в одном корпусе (на базе серверов-близнецов), так и в виде двух отдельных серверов.
Последние могут быть расположены на расстоянии до 100 м друг от друга для обеспечения аварийного восстановления.
В любом случае для синхронизации данных между узлами используется внешнее соединение через InfiniBand 56G с дополнительной проверкой пульса через Ethernet. 
Организация синхронизации между узлами В отличие от обычной двухконтроллерной СХД здесь дублируются не только сами контроллеры (ноды) с обязательной проводкой в виде модулей охлаждения и блоков питания, но и сами данные.
Каждый узел в AccelStor NeoSapphire полностью независим и содержит полную копию данных благодаря непрерывной синхронной репликации.
Оба узла работают в режиме Symmetric Active-Active без использования передачи запросов друг к другу (ALUA), как в классических СХД.
Поэтому время переключения в случае сбоя со стороны AccelStor фактически стремится к нулю.
А наличие двух копий данных может значительно повысить надежность системы по сравнению с традиционной архитектурой.
Продолжая тему надежности, стоит отметить, что массивы Accelstor не кэшируют данные во время операций записи, т.к.
работают в синхронном режиме.
Все промежуточные действия над данными с помощью алгоритма FlexiRemap выполняются в оперативной памяти контроллера.
Но подтверждение хосту об успешном завершении операции массив предоставит только после физической записи на SSD. Поэтому массивы Accelstor All Flash не имеют батарей/конденсаторов ввиду отсутствия в них необходимости.
Помимо уникальных технологий All Flash, массивы AccelStor NeoSapphire также соответствуют рыночным стандартам.
Корпоративный функционал : Thin Provisioning, снимки с использованием технологии Redirect-on-Write с возможностью их резервного копирования и восстановления через внешние папки CIFS/NFS, асинхронная репликация, сжатие и дедупликация.
Отдельно стоит отметить функцию Free Clone для создания копий томов, которые физически не занимают место, потому что.
по сути являются ссылками на исходный том.
Эта функция может быть очень полезна, например, в VDI. Разумеется, имеется поддержка всех современных операционных систем и платформ виртуализации.
Имеется плагин для VMware vSphere Web Client с возможностью управления томами и полной реализации функционала Free Clone. Важным преимуществом Accelstor NeoSapphire как программно-определяемого хранилища является возможность работы на обычном оборудовании x86 с полностью стандартными твердотельными накопителями.
Да, производитель не дает вольностей в выборе аппаратной платформы: он делает это за вас.
Это сделано в первую очередь для того, чтобы гарантировать предсказуемую работу решения, а также для устранения проблем совместимости.
Все массивы Accelstor All Flash собираются под конкретного заказчика в необходимой ему конфигурации и проходят тщательное тестирование перед отправкой.
Стандартная гарантия на все массивы — 3 года NBD с предварительной заменой запчастей.
Поскольку производитель присутствует в России, техническая поддержка также доступна на русском языке.
При заказе массива All Flash Акселстор НеоСапфир Вы можете гибко выбирать необходимый объем.
Причём этот объём — это то, что реально доступно хостам для работы вне зависимости от физической организации дискового пространства.
Обратите внимание, что все модели поставляются полностью заправленными дисками.
Свободных слотов нет — добавить диски не получится.
Все это сделано из-за тех же требований к производительности и надежности, упомянутых ранее.
Если в будущем вам потребуется увеличить объем, это можно сделать с помощью полок расширения (есть для старых моделей).
Также необходимо заранее решить, сколько узлов (контроллеров) будет в массиве, т.к.
апгрейд до двухузлового режима на данный момент не предусмотрен.
Все модели имеют на выбор интерфейсы 10G iSCSI или 16G Fibre Channel. Опционально может быть и 56G InfiniBand. Для моделей iSCSI, помимо блокировки доступа, бонусом является поддержка файловых протоколов CIFS и NFS. Количество портов определяется заданной производительностью системы, чтобы они не были узким местом (обычно 2-6 портов на узел).
В качестве накопителей используются стандартные твердотельные накопители корпоративного класса.
Чаще всего с интерфейсом SATA, т.к.
нет необходимости работать с двумя контроллерами.
Также существуют модели массивов All Flash на базе накопителей NVMe. Использование стандартных серверных платформ и SSD позволяет существенно оптимизировать стоимость решения в целом.
При этом AccelStor от своего имени обеспечивает обслуживание всего решения вне зависимости от того, компоненты какого производителя входят в массив.
И да, крайне важный момент: никаких платных лицензий! Весь функционал доступен прямо из коробки.
Более того, если функционал будет расширен, то при обновлении прошивки станут доступны новые возможности.
Проверьте в действии
AccelStor предлагает широкий выбор моделей с различной заявленной производительностью.Минимальная модель NeoSapphire 3401 с 8 SSD способна обеспечить производительность 300 тыс.
операций ввода-вывода в секунду при 4K. И самый верхний Р710 с 24 SSD он уже выдаёт 700K IOPS при 4K. Что касается моделей NVMe, то тот же показатель 700 тыс.
IOPS@4K достигается в НеоСапфир P310 всего с 8 SSD! И обратите внимание, что указанные значения производительности записываются в стабильном режиме (чтение и любые пиковые значения выше), т.е.
в самом сложном для массива режиме работы.
Мы протестировали двухузловую систему НеоСапфир H710 с 48 SSD (24 SSD в каждом узле) с доступной емкостью 27 ТБ.
Accelstor заявляет, что производительность этой модели не ниже 600 тыс.
операций ввода-вывода в секунду при 4 тыс.
произвольной записи.
Тестирование проводилось в IOmeter с трех серверов, подключенных по Fibre Channel.
В синтетических All Flash-тестах массив оказался даже лучше, чем было обещано в спецификации, что, на наш взгляд, является только плюсом в сегменте рынка, где любые показатели подвергаются сомнению (за это спасибо оторванным от реальности маркетологам).
!).
Важно отметить, что одним из основных преимуществ алгоритма FlexiRemap является высокая производительность в режиме записи без ухудшения с течением времени.
Те.
достигнутый показатель в установленном режиме будет таким же через 10 минут/час/… непрерывной работы.
Чтобы подтвердить этот факт, мы провели тест IOmeter (4K, 100% случайная запись) в течение нескольких часов (с использованием одного хоста).
Да, это правда: производительность со временем практически не меняется.
Вердикт
При выборе массива All Flash большинство пользователей по умолчанию предпочитают рассматривать в качестве кандидатов традиционные системы хранения данных, оснащенные твердотельными накопителями.Теги: #Хранение данных #Виртуализация #ИТ-инфраструктура #Системы хранения #Системы хранения данных #SAN #Accelstor #Accelstor #Accelstor #Accelstor #Accelstor #AccelstorИ если вас устраивает производительность ~280K IOPS (4K, произвольная запись), то вы мыслите в правильном направлении.
Но бизнес-задачи все чаще требуют, чтобы оборудование работало на 146%.
А со штатной СХД они, увы, выше головы не прыгнут, а некоторые IBM Flash System стоят заоблачных денег.
И здесь нам пригодятся массивы AccelStor All Flash. Достойная производительность, высокая надежность, гибкие возможности настройки и адекватная техническая поддержка – это далеко не полный список преимуществ этих массивов.
Добавьте к этому полное отсутствие скрытых платежей за лицензии и более длительный срок службы SSD – и вы получите не просто интересный продукт, а достойный инструмент для вашего бизнеса.
Так это уже занято AccelStor место «под солнцем» на рынке сверхбыстрых массивов неизбежно будет расширяться.
И кто знает, каких вершин они смогут достичь.
-
Служба Веб-Прокси Для Opera Unite
19 Oct, 24 -
Тест Linux Для Учителей
19 Oct, 24 -
Новый Интересный Ресурс
19 Oct, 24
