Ситуація в країні не дає змоги динамічно і своєчасно розвивати ІТ-відділи, скорочуються бюджети і штат співробітників. Також не вистачає кваліфікованих спеціалістів, які будуть підтримувати та розвивати ІТ. Бізнес дуже швидко ухвалює рішення, що вимагає миттєвої реакції у переналаштуванні ІТ-обладнання та сервісів. Це призводить до знервованості, непорозумінь і помилок у проєктуванні.

Навіть досвідчені фахівці можуть через ці обмеження зривати терміни введення в експлуатацію нових проєктів. Якщо в компанії використовується віртуалізація, вона дає змогу гнучко і швидко підлаштуватися під нові вимоги. Але при цьому центральну роль в ІТ-відділах відіграє супровід систем зберігання даних. Лише досвідчені інженери можуть досить швидко змінити конфігурацію системи зберігання: переналаштувати тип RAID, за потреби додати диски до наявної дискової групи, відслідкувати зміни у споживанні ресурсів, продуктивності, виявити необхідність дозакупівлі різних типів дисків або змінити розклад створення так званих снепшотів/снепклонів для локального резервного копіювання для наявних чи нових сервісів. Що ж робити із завданнями, якщо немає досвідчених адміністраторів/інженерів? В ідеалі підібрати недорогу, просту в експлуатації систему зберігання даних, звернувшись по допомогу до системного інтегратора. Ми розповімо про систему, яка полегшить життя інженерам в ІТ-відділах. І ця система зберігання - HPE Alletra 5000. 

HPE Alletra 5000: простота налаштування

Під час вибору, а потім налаштування нової системи зберігання постають запитання:

  • Який тип RAID вибрати для того чи іншого застосунку?
  • Яку відмовостійкість вибрати? Скільки дисків при цьому я можу втратити без втрати даних - 1, 2 або 3?
  • Як правильно розбити дискову підсистему для додатків і яким блоком?
  • Чи потрібно окремо купувати диски з можливістю шифрування для застосунків, які потребують окремого "догляду/нагляду"?
  • Яка продуктивність дискової підсистеми мені потрібна?

Із системою HPE Alletra 5000 все просто: обираємо модель із необхідною продуктивністю і забуваємо про всі питання. Як? Про це далі.

Архітектура HPE Alletra 5000

Система зберігання HPE Alletra 5000 складається з двох контролерів, що працюють у режимі active/standby і двох типів дисків: SSD, для кешування даних, кеш на читання і HDD - для зберігання даних. Цю систему можна надалі розширювати шляхом додавання полиць із дисками. Варто зупинитися на роботі системи, щоб розібратися, чому використовуючи звичайні HDD (NL SAS) диски ми отримуємо високу продуктивність і низьку латентність.

Кожен контролер системи складається з двох центральних процесорів (CPU), модуля NVDIMM, не SSD, - найшвидшу флеш-пам'ять з найменшою затримкою на сучасному ринку, для буферизації вводу-виводу, звичайної пам'яті DRAM, у якій відбуваються операції: дедуплікація, компресія, шифрування, вибудовування блоків у послідовний страйп (full stripe) та ультраконденсатора не з живленням від "батарейки", що забезпечує 100% узгодженість і захист даних. Для буферизації вводу-виводу, звичайної пам'яті DRAM, у якій відбуваються операції: дедуплікація, компресія, шифрування, вибудовування блоків у послідовний страйп (full stripe) та ультраконденсатора не з живленням від "батарейки", що забезпечує 100% узгодженість і захист даних. У разі втрати одного з контролерів HPE Alletra не переходить у режим кешування з наскрізним записом, тобто не відбувається втрата продуктивності системи.

Читайте також: Огляд другої версії HPE Alletra Storage MP: наступний крок у технології зберігання даних!

Розберемо на прикладі операції запису роботу системи. Сервер генерує дані, наприклад блоки 32к, 16к, 8к, 4к, які одразу потрапляють у NVDIMM першого контролера, а потім швидко передаються/зеркалюються через шину PCI-E на NVDIMM другого контролера, вже маємо 2 копії даних. Далі відбувається підтвердження запису хосту/серверу за допомогою ОС системи зберігання, "на швидкості" роботи пам'яті 1 мікросекунда! Після цього починається "пост-процес", що майже не впливає на продуктивність системи: дані копіюються в DRAM, третя копія даних.

У пам'яті (DRAM) дані обробляються за допомогою вбудованих механізмів дедуплікації, стиснення і шифрування, якщо їх увімкнено. Щойно це сталося, дані секвенуютьСЯ у смугу RAID із потрійною + парністю або Triple+ Parity RAID, а потім передаютьСЯ на рівень даних HDD або NL SAS, а дані, придатні для кешування, паралельно копіюютьСЯ у кеш SSD, водночас частина даних залишаЄться в DRAM у вигляді індексів/метаданих. Вищеописане працює однаково, незалежно від того, чи використовується all-flash варіант системи, HPE Alletra 6000, або адаптивнА системА HPE Alletra 5000. Важливо відзначити відсутність багаторівневого розподілу-тирингу, тобто все виконується системою у реальному часі, без будь-яких користувацьких попередніх налаштувань або втручань, і це полегшує експлуатацію!

З операціями читання теж просто. Після запиту сервера на читання потрібних блоків, спочатку дані намагаються зчитатися з NVDIMM, якщо там їх немає, то звертаються до DRAM до метаданих; якщо і там немає, то відбувається зчитування з SSD дисків, теж дуже швидко, як на системі all-flash, якщо потрібні блоки є/знайшлися, то перевіряється їхня контрольна сума, дані розтискаються/регідруються і віддаються потрібні блоки серверу. Те саме, регідрація, відбувається, якщо необхідні дані знайшлися у NVDIMM або у DRAM. І "найгірший" випадок, дуже рідкісний, коли дані перебувають на дисках NL SAS, водночас так само розтискаються/регідруються і віддаються потрібні блоки. Блоки, гідні кешу, водночас записуються на SSD диск, тобто наступного разу будуть братися вже звідти. ОС системи побудована таким чином, що всі необхідні дані для операцій читання/запису перебувають у кеші та заповнюють SSD диск від 95% до 98%, водночас диск не один, отже, рідко буде звертатися по дані для читання до дисків NL SAS, а запис на ці диски здійснюється у зручній для них формі - послідовно!

Продуктивність HPE Alletra 5000 

Продуктивність системи має величезне значення, цей показник найчастіше хвилює ІТ-персонал.

Можна порівняти дві системи зберігання: традиційну конкурентну і HPE Alletra 5000. Найвища продуктивність визначається роботою/наявністю SSD дисків у класичних системах, а HPE Alletra 5000 замінює цей рівень, обробки даних, рівнем на NVDIMM, що у 1000 разів швидше. Ми знаємо, що чим більше SSD дисків, тим швидше працює система, наприклад купивши 8 SSD дисків і потім поступово докуповуючи по кілька штук у разі потреби, ми тільки через кілька років вийдемо на пік продуктивності. У варіанті з HPE Alletra 5000, ми одразу отримуємо максимальну продуктивність і її можна збільшити, тільки заміною контролерів на більш потужні, в яких більше ядер, але це буде відбуватися тільки у разі гострої потреби, для збільшення необхідної продуктивності.

У традиційних конкурентних системах постійно відбувається звернення до SSD-дисків, що призводить до постійної роботи/експлуатації та поступового зношування, і чим частіше звернення, тим швидше диск може вийти з ладу. Архітектура HPE Alletra 5000 така, що диски SSD використовуються рідше і записуються дані на них страйпами, " делікатний режим" для SSD, що знижує ймовірність швидкого зношування, тому за умови активної гарантії на систему зберігання, на диски SSD застосовується безумовна гарантія до 7 років. Також з операціями стиснення, дедуплікації та компресії, на традиційних системах це можна організувати ТІЛЬКИ на all-flash системах, використання яких впливає на продуктивність. Завдяки архітектурі HPE Alletra 5000 ці дії відбуваються в DRAM, що не впливає на кінцеву продуктивність.

І якщо все так добре, як змальовується вище, то одразу виникає питання: як правильно підібрати необхідний об'єм SSD дисків, тобто кешу, і як правильно його використовувати? Завдяки хмарній аналітиці HPE InfoSight, зібрано багато даних з "сенсорів"/телеметрії, які показують, який об'єм SSD дисків використовується для кешування для застосунків у всьому світі на всіх системах: MS Exchange, MS SQL, Oracle тощо. Знаючи ці дані, легко підібрати потрібний об'єм SSD дисків, який, як правило, не перевищує 15% від загального потрібного об'єму даних. Хочете поставити більше - не проблема, буде трохи дорожче, але й ще стабільніше.

За допомогою трьох різних політик, простих у налаштуваннях "у кілька клацань" мишкою, для того чи іншого LUN, окремо, можна вибрати потрібний рівень обсягу SSD дисків для кешування. Або по максимуму, вручну, буде All Flash варіант для LUN для критичного до продуктивності застосунку, як-от БД, або по мінімуму (Minimal Flash), застосункам, що не потребують великого обсягу кешу (File Server або MS SharePoint). Можна залишити все як є, тобто стандартно (Auto Flash), тоді система динамічно буде інтелектуально виділяти стільки потрібно тому чи іншому LUN.

На етапі проєктування можна підібрати необхідний обсяг SSD дисків. Так само є можливість надалі розширити/додати обсяг SSD кешу.

HPE Alletra 5000: економічність та ефективність зберігання 

На цьому функціоналі варто зупинитися детальніше. Існує думка, що якщо необхідна система зберігання на 100 ТБ, то обов'язково треба мати достатню кількість дисків певного обсягу фізично, щоб отримати саме цей обсяг. Так само є друга мета - це правильно підібрати тип дисків, який необхідний, оскільки різні диски мають різні характеристики та продуктивність:

Дехто вважає, що якщо пропонують рішення на 100 ТБ, але з ефективним зберіганням, ємністю, реального обсягу 33 ТБ з рівнем стиснення 3:1, то це буде повільно працювати або це просто "брехня". І навіть є думка, що стиснення може бути тільки на системах зберігання з SSD дисками (All-flash). Ця правда є лише частковою.

Ми живемо в 21 столітті і максимально хочемо використовувати всі напрацювання вендорів, які пропонують технології з системами зберігання даних. Не варто зараз чогось боятися - технології вже давно "відкатані" і досконалі. Компанія НРЕ гарантує, що, експлуатуючи систему зберігання HPE Alletra 5000, будь-яку з моделей і використовуючи стиснення даних, дедуплікацію або компресію, або одне з двох, можна отримати ту саму продуктивність, використовуючи водночас меншу кількість дисків або об'єму. Зберігаючи місце в стійці, електрику і гроші, менше дисків - дешевша вартість. З продуктивністю масиву HPE Alletra 5000 - не потрібно замислюватися, яких дисків і скільки потрібно вибрати, щоб отримати оптимальне співвідношення продуктивності та вартості для різних навантажень. У цьому рішенні все працюватиме максимально швидко навіть із мінімальним початковим набором дисків (SSD+HDD), як all-flash система, latency 1-2мс і продуктивністю в десятки і сотні kIOPS.

Серед основного функціонала систем зберігання, що не потребує ліцензування, присутній функціонал - стиснення даних від 2,5-3 і більше разів на базі дедуплікації, компресії даних, технології виявлення нулів (zero detection), підтримка тонких томів та інші технології ефективності. У системах HPE Alletra дедуплікація завжди працює "на льоту". При цьому ОС HPE Alletra намагається підібрати розмір блоків таким чином, щоб ефективність дедуплікації була найвищою для різних типів даних, вибираючи різний розмір блоків. При цьому є можливість вмикати і вимикати дедуплікацію на кожному конкретному LUN, але навіщо 😊

HPE Alletra намагається ефективно використовувати DRAM, знижуючи вартість контролера. А після того, як були дані дедупліковані, перед записом на диски використовується механізм компресії. Він теж працює "на льоту", має змінний блок і використовує алгоритм LZ4, підтримуючи дуже високу швидкість компресії, що вимірюються сотнями Мб/с на ядро процесора. Якщо процесор перевантажений, контролер тимчасово автоматично переходить на слабший алгоритм компресії. У HPE Alletra використовується механізм запису full stripes, що максимально збільшує продуктивність на всіх рівнях і тому використання NL SAS дисків не веде до погіршення заявленої продуктивності. У самому кінці, у фоновому режимі працює процедура sweeping, "склеюючи" блоки.

Не варто боятися, якщо вам замість обіцяних 100 ТБ пропонують систему HPE Alletra на 33 ТБ, обіцяючи, що з коефіцієнтом 3:1 ви отримаєте те, що вам необхідно за менші гроші. Якщо все-таки не вірите, можна взяти на демо-тестування одну з систем і перевірити як продуктивність, так і побачити який коефіцієнт стиснення з вашими даними вийде. Це чудова можливість підтвердити або спростувати, все що написано в статті!

HPE Alletra 5000: керованість та обізнаність

За оцінками IDC, HPE InfoSight - це провідна в індустрії платформа предиктивного аналізу стану ІТ-інфраструктури. З появою HPE InfoSight цей інструмент змінив підхід до управління інфраструктурою, пов'язаною з системами зберігання і запропонував не реагувати на події, що виникають, а визначити заздалегідь, коли збій виникне. Для цього використовується весь сучасний апарат аналізу даних, включно з машинним навчанням. Однією з відмінностей ОС HPE Alletra є більша кількість діагностичних даних, доступних для аналізу. Замість стандартних логів і метрик стану системи, збирається величезна кількість додаткової інформації-телеметрії. Розробники називають діагностичний код "сенсорами" і ці сенсори вбудовані в кожен модуль операційної системи. Цю інформацію відправляють у хмару виробника - HPE, де її аналізують. Інстальована база систем зберігання налічує понад 20 000 замовників і десятки тисяч систем під'єднано до хмари, в якій зібрано понад 700 трильйонів показників систем зберігання за роки експлуатації HPE Alletra, HPE Nimble, щосекунди аналізуються мільйони подій.

У результаті з'являється можливість контролювати стан масиву, будувати кореляційні залежності з інфраструктурою, яка оточує систему зберігання, донавчати базу знань. Формуються патерни, що дають змогу прогнозувати, що відбуватиметься із системою зберігання в наступний момент часу.

Це дає змогу:

  • запобігати збоям, передбачаючи подію і заздалегідь інформуючи тільки фахівця сервісу як замовника, так і вендора, не залучаючи ІТ-фахівця, відповідального за налаштування та експлуатацію обладнання;
  • швидко визначати джерело збою, не витрачаючи більшу частину часу на збір інформації та аналіз;
  • визначати завантаження системи у майбутньому;
  • захищати всю інстальовану базу від проблеми, що виникла.

Буває складно визначити джерела проблем, які можуть виникати у зв'язці "віртуальна машина - сервер - система зберігання", якщо всі ці продукти підтримуються різними виробниками. З'ясувалося, що більша частина проблем, які спричиняють сповільнення операцій вводу-виводу різних застосунків, перебувають поза межами систем зберігання і інші виробники, що конкурують і займаються тільки системами зберігання, просто не можуть адекватно зрозуміти сервісний кейс у більшості випадків. Зіставляючи дані систем зберігання з іншою діагностичною інформацією, можна виявити справжнє джерело проблем на всьому шляху - від віртуальних машин до дисків на системі зберігання.

Платформа HPE Infosight, знає про вас майже все, також зібрана інформація про те, як поводяться системи зберігання, проміжне обладнання та сервери в тій чи іншій ситуації, з тією чи іншою прошивкою, або з тією чи іншою ОС або додатком і найголовніше вона знає, як реагувати!

HPE Alletra 5000: відмовостійкість

Контролери системи зберігання працюють як active/standby. Не бійтеся цього режиму, давно відпрацьовано механізми перемикання з активного контролера на резервний після збою. Тут є перевага: вихід з ладу одного з контролерів не знижує продуктивність системи ні на %, на відміну від конкурентних рішень, де вихід з ладу одного з контролерів у двоконтролерних системах, веде до падіння продуктивності до 60%. Вихід з ладу контролера в HPE Alletra - це рідкісний випадок, коли система інтелектуального аналізу HPE Infosight не спрогнозувала це, за послідовними подіями і не видала попередження. Також поширена інформація: ще жодна система HPE Nimble або HPE Alletra не втратила дані!

Висока відмовостійкість у сімействі HPE Alletra реалізується завдяки кільком факторам.

По-перше, завдяки кільком контролерам, а також дублюванню вентиляторів, блоків живлення, бекенд і фронтенд адаптерів.

По-друге, завдяки технології HPE InfoSight, яка дає змогу забезпечити безперервну доступність із прогнозованим часом простою - 30,5 секунди на рік, гарантована доступність 99,9999%.

По-третє, завдяки схемі RAID: Triple + Parity RAID, що дає змогу забезпечити захист від послідовної або одночасної відмови трьох дисків, іншого типу RAID на системі немає і не буде! Немає необхідності у виборі RAID для того чи іншого застосунку - все працює однаково швидко!

По-четверте, за рахунок функцій копіювання даних самої системи. Це і логічні копії даних, і посекторні копії даних, і віддалена реплікація даних.

По-п'яте, завдяки шифруванню даних окремих застосунків з використанням фірмової технології SmartSecure. Для цього не потрібні спеціальні диски із самошифруванням - SED або додаткова дорога ліцензія.

По-шосте, і це основне, під час кожної з операцій усередині системи зберігання порівнюються поблокові контрольні суми, мінімізуючи втрату інформації під час обробки. У конкуруючих рішеннях частково реалізовано подібний функціонал, однак він захищає тільки метадані та сильно дедупліковані блоки, але залишає решту даних незахищеною.

Модельний ряд HPE Alletra 5000

Модельний ряд сімейства систем зберігання HPE Alletra дуже простий. Починається з моделі 5010 і закінчується моделлю 5050. Різниця тільки в продуктивності: якщо вищий індекс моделі, то вища продуктивність, а також масштабованість дискового простору. Модель 5010 розширюється до 210 TB RAW, середня модель 5030 - до 504 TB RAW і старша модель 5050 - до 1260 TB RAW.

Сімейство HPE Alletra 5000 можна масштабувати без збоїв, збільшуючи ємність і продуктивність системи незалежно і без переривання роботи, послідовно змінюючи контролер з моделі 5010 до 5030, а потім до 5050 або 5030 до 5050, або відразу з 5010 до 5050. Кожне оновлення може бути виконано в гарячому режимі, а це означає, що простоїв не буде.

Модельний ряд HPE Alletra масштабується до 4 систем зберігання як єдине ціле - кластер (scale out) з прозорою мобільністю LUN між системами для досягнення лінійної продуктивності та масштабування об'єму, наприклад, можна налаштувати це так, що в інтерфейсі управління буде видно єдиний загальний об'єм усіх 4-х систем у кластері, це дуже зручно.

Сфери застосування HPE Alletra 5000 

Сімейство HPE Alletra 5000 розраховане для робочих навантажень загального призначення, що охоплює обслуговування віртуальних машин, тестування та розробку застосунків, а також для використання для резервного копіювання та відновлення, тобто вторинне зберігання. Сімейство підтримує різні платформи контейнерних додатків, через готовий плагін CSI. Інтегрується з різними платформами управління та оркестрації. Є готові плагіни для інтеграції з різними платформами через REST API.

Наприклад, компанія Milestone System рекомендує використовувати цю платформу для зберігання відеофайлів з подальшою відеоаналітикою в рішенні Milestone XProtect.

Підтримка HPE Alletra 5000 

Сьогодні безперебійна робота застосунків важливіша, ніж будь-коли. Втратити доступ до даних - означає втратити час і гроші. Життєво необхідно мати систему зберігання даних високого рівня доступності, яка забезпечить безперебійну роботу критично важливих бізнес-додатків і таку, яка допомагала б унеможливити непередбачені проблеми. Компанія HPE надає гарантію доступності 99,9999% на це рішення. Віднедавна рівні підтримки на модельний ряд систем зберігання HPE Alletra 5000 змінилися і тепер аналогічні тим, що є у серверів HPE: Basic, Essentials і Critical, і мають загальну назву HPE Tech Care Service.
Якщо говорити просто, то HPE Tech Care Service - це послуга оперативної підтримки продуктів HPE. Ця послуга вже давно вийшла за рамки традиційної підтримки, надаючи доступ: до експертів з конкретних продуктів, цифрового досвіду на основі штучного інтелекту і загальних технічних рекомендацій, щоб не тільки знизити ризики, а й постійно шукати способи поліпшити ситуацію. Служба HPE Tech Care Service забезпечує обслуговування клієнтів на основі штучного інтелекту HPE InfoSight.

Підтримка HPE Tech Care має три різні рівні:

  • Basic - доступність у робочі години 9x5 і час відповіді протягом 2 годин.
  • Essential, який забезпечує 15-хвилинне цілодобове реагування для клієнтів корпоративного рівня.
  • Critical - 6-годинне зобов'язання з ремонту, якщо це можливо, і реагування на управління збоями у разі інцидентів рівня 1, майже миттєво.

Висновки

Хмарні та флеш-технології, нестримне зростання даних і надмірна складність ІТ-інфраструктури можуть негативно позначитися на інвестиціях у системи зберігання даних. Організації, що перебувають на шляху до цифрової трансформації, потребують простих, гнучких і швидких рішень, а також розширених моделей споживання. Ці моделі виходять за межі традиційного підходу, за якого система зберігання даних застаріває протягом від трьох до п'яти років, а також відрізняються від лізингу, за якого оплата розподіляється на весь життєвий цикл продукту. Зараз все частіше потрібна хмарна підписка і оплата в міру використання. Головне завдання таких систем - змінити послуги для ІТ-відділів з управління та захисту даних, забезпечивши надійні, гнучкі, подібно до хмари, прості та зручні у використанні рішення, а також масиви на твердотільних накопичувачах та адаптивних гібридних варіантах (SDD+HDD) у потрібний час.

Автор статті - Михайло Федосєєв, архітектор інфраструктурних рішень Lantec.