Ситуация в стране не позволяет динамически и своевременно развивать ИТ-отделы, сокращаются бюджеты и штат сотрудников. Также не хватает квалифицированных специалистов, которые будут поддерживать и развивать ИТ. Бизнес очень быстро принимает решения, что требует мгновенной реакции в перенастройке ИТ-оборудования и сервисов. Все это приводит к нервозности, непониманию и ошибкам в проектировании. Даже опытные специалисты могут из-за этих ограничений срывать сроки ввода в эксплуатацию новых проектов. Если в компании используется виртуализация, она позволяет гибко и быстро подстроиться под новые требования. Но при этом центральную роль в ИТ-отделах играет сопровождение систем хранения данных. Только опытные инженеры, могут достаточно быстро изменить конфигурацию системы хранения: перенастроить тип RAID, при необходимости, добавить диски в существующую дисковую группу, отследить по изменениям в потреблении ресурсов, производительности, необходимость дозакупки различных типов дисков или изменить расписание создания так называемых снепшотов/снепклонов для локального резервного копирования для имеющихся или новых сервисов. Что же делать с поставленными задачами, если нет опытных администраторов/инженеров? В идеале изначально подобрать недорогую, простую в эксплуатации систему хранения данных, обратившись за помощью к системному интегратору. Мы расскажем о системе, которая облегчит жизнь инженерам в ИТ-отделах. И эта система хранения — HPE Alletra 5000.

HPE Alletra 5000: простота настройки

При выборе, а затем настройке новой системы хранения стоят следующие вопросы:

  • Какой тип RAID выбрать для того или иного приложения?
  • Какую отказоустойчивость выбрать? Сколько дисков при этом я могу потерять без потери данных — 1, 2 или 3?
  • Как правильно разбить дисковую подсистему для приложений и каким блоком?
  • Нужно ли отдельно покупать диски с возможностью шифрования для приложений, требующих отдельного «ухода/присмотра»?
  • Какая производительность дисковой подсистемы мне нужна?

С системой HPE Alletra 5000 все просто: выбираем модель с необходимой производительностью и забываем обо всех вопросах. Как? Об этом далее.

Архитектура HPE Alletra 5000

Система хранения HPE Alletra 5000 состоит из 2-х контроллеров, работающих в режиме active/standby и 2-х типов дисков: SSD, для кеширования данных, кэш на чтение, и HDD — для хранения данных. Эту систему можно в дальнейшем расширять путем добавления дополнительных полок с дисками. Стоит остановится на работе системы, чтобы разобраться почему используя обычные HDD (NL SAS) диски мы получаем высокую производительность и низкую латентность.

Каждый контроллер системы состоит из 2-х центральных процессоров (CPU), модуля NVDIMM, не SSD, — самую быструю флэш-память с наименьшей задержкой на современном рынке, для буферизации ввода-вывода, обычной памяти DRAM, в которой происходят операции: дедупликации, компрессии, шифрования, выстраивания блоков в последовательный страйп (full stripe) и ультраконденсатора, не с питанием от «батарейки», что обеспечивает 100% согласованность и защиту данных. В случае потери одного из контроллеров HPE Alletra НЕ переходит в режим кэширования со сквозной записью, то есть не происходит потеря производительности системы.

Разберем на примере операции записи работу системы. Сервер генерирует данные, например блоки 32к, 16к, 8к, 4к, которые сразу попадают в NVDIMM первого контроллера, а затем быстро передаются/зеркалируются через шину PCI-E на NVDIMM второго контроллера, уже имеем 2 копии данных. Далее происходит подтверждение записи хосту/серверу посредством ОС системы хранения, «на скорости» работы памяти 1 микросекунда! После этого начинается «пост-процесс», почти никак не влияющий на итоговую производительность системы: данные копируются в DRAM, третья копия данных.

В памяти (DRAM) данные обрабатываются с помощью встроенных механизмов дедупликации, сжатия и шифрования, если они включены. Как только это произошло, данные секвенируются в полосу RAID с тройной + четностью или Triple+ Parity RAID, а затем передаются на уровень данных HDD или NL SAS, а данные, пригодные для кэширования, параллельно копируются в кэш SSD, при этом часть данных остаются в DRAM в виде индексов/метаданных. Описанное выше работает одинаково, независимо от того, используется ли all-flash вариант системы, HPE Alletra 6000, или адаптивная система HPE Alletra 5000. Важно отметить отсутствие многоуровневого распределения-тиринга, то есть всё выполняется системой в реальном времени, без какой-либо пользовательской предварительной настройки или вмешательства и это облегчает эксплуатацию!

С операциями чтения тоже просто. После запроса сервера на чтение нужных блоков, сначала данные пытаются вычитаться из NVDIMM, если там их нет, то обращаются в DRAM к метаданным; если и там нет, то происходит считывание с SSD дисков, тоже очень быстро, как на системе all-flash, если нужные блоки есть/нашлись, то проверяется их контрольная сумма, данные разжимаются/регидрируются и отдаются нужные блоки серверу. То же самое (регидрация) происходит если необходимые данные нашлись в NVDIMM или в DRAM. И «худший» случай, очень редкий, когда данные находятся на дисках NL SAS, при этом так же разжимаются/регидрируются и отдаются нужные блоки. Блоки достойные кэша при этом записываются на SSD диск, то есть в следующий раз будут браться уже оттуда. ОС системы построена таким образом, что все необходимые данные для операций чтения/записи находятся в кэше и заполняют SSD диск от 95% до 98%, при этом диск не один, таким образом будет редким обращение за данными для чтения к дискам NL SAS, а запись на эти диски производится в удобной для них форме — последовательно!

Производительность HPE Alletra 5000 

Производительность системы имеет огромное значение, этот показатель чаще всего волнует ИТ-персонал. 

Можно сравнить две системы хранения: традиционную конкурирующую и HPE Alletra 5000. Наивысшая производительность определяется работой/наличием SSD дисков в классических системах, а HPE Alletra 5000 заменяет этот уровень, обработкой данных, уровнем на NVDIMM,что в 1000 раз быстрее. Так же все мы знаем, что чем больше SSD дисков, тем быстрее работает система, например купив 8 SSD дисков и потом постепенно докупая по несколько штук по необходимости, мы только через несколько лет выйдем на пик производительности. В варианте с HPE Alletra 5000, мы сразу получаем максимальную производительность и ее можно увеличить, только заменой контроллеров на более мощные, в которых больше ядер, но это будет происходить только в случае острой потребности, для увеличения необходимой производительности. 

В традиционных конкурирующих системах постоянно происходит обращение к SSD дискам, что приводит к постоянной их работе/эксплуатации и постепенному изнашиванию, и чем чаще обращения, тем быстрее диск может выйти из строя. Архитектура HPE Alletra 5000 такова, что диски SSD используются реже и записываются данные на них страйпами, «щадящий режим» для SSD, что снижает вероятность быстрого износа, поэтому при активной гарантии на систему хранения, на диски SSD применятся безусловная гарантия до 7 лет. Также с операциями сжатия, дедупликации и компрессии, на традиционных системах это можно организовать ТОЛЬКО на all-flash системах, использование которых влияет на производительность. Благодаря архитектуре HPE Alletra 5000 эти действия происходят в DRAM, что не влияет на итоговую производительность. 

И если все так хорошо, как описывается выше, то сразу возникает вопрос: как правильно подобрать необходимый объем SSD дисков, ТО ЕСТЬ кэша, и как правильно его использовать? Благодаря облачной аналитике HPE InfoSight, собрано много данных с сенсоров/телеметрии, которые показывают какой объем SSD дисков используется для кеширования для приложений во всем мире на всех системах:: MS Exchange, MS SQL, Oracle и так далее. Зная эти данные, легко подобрать нужно объем SSD дисков, который, как правило, не превышает 15% от общего нужного объема данных. Хотите поставить больше — не проблема, будет чуть дороже, но и более стабильно.  

С помощью трёх разных политик, простых в настройках «в несколько кликов» мышкой, для того или иного LUN, по-отдельности, можно выбрать нужный уровень объема SSD дисков для кэширования. Или по максимуму, вручную, будет All Flash вариант для LUN для критичного к производительности приложения, например БД, или по минимуму (Minimal Flash), приложениям, которые не требуют большого объема кэша (File Server или MS SharePoint). Можно оставить все как есть, то есть по умолчанию (Auto Flash), тогда система динамически сама будет интеллектуально выделять столько нужно тому или иному LUN. 

На этапе проектирования можно подобрать необходимый объем SSD дисков. Так же есть возможность в дальнейшем расширить/добавить объем SSD кэша. 

HPE Alletra 5000: экономичность и эффективность хранения 

На этом функционале стоит остановиться поподробнее. Существует мнение, что если необходима система хранения на 100 ТБ, то обязательно надо иметь достаточное количество дисков определенного объема физически, чтобы получить именно этот объем. Так же есть вторая цель — это правильно подобрать тип дисков, который необходим, так как разные диски имеют разные характеристики и производительность: 

Некоторые считают, что если предлагают решение на 100 ТБ, но с эффективным хранением, емкостью, реального объёма 33ТБ с уровнем сжатия 3:1, то это будет медленно работать или это попросту «обман». И даже есть мнение, что сжатие может быть только на системах хранения с SSD дисками (All-flash). Это правда лишь отчасти.

Мы живем в 21 веке и максимально хотим использовать все наработки вендоров, которые предлагают технологии с системами хранения данных. Не стоит сейчас чего-то бояться — технологии уже давно «откатаны» и совершенны. Компания НРЕ гарантирует, что, эксплуатируя систему хранения HPE Alletra 5000, любую из моделей, и используя сжатие данных, дедупликацию или компрессию или одно из двух, можно получить ту же производительность, используя при этом меньшее количество дисков или объема. Экономя место в стойке, электричество и деньги, меньше дисков — дешевле стоимость. С производительностью массива HPE Alletra 5000 — не нужно задумываться каких дисков и сколько нужно выбрать, чтобы получить оптимальное соотношение производительности и стоимости для различных нагрузок. В этом решение все будет работать максимально быстро даже с минимальным первоначальным набором дисков (SSD+HDD), как all-flash система, latency 1-2мс и производительностью в десятки и сотни kIOPS. 

Среди основного поддерживаемого функционала систем хранения, не требующего лицензирования, присутствует функционал — сжатие данных от 2,5-3 и более раз на базе дедупликации, компрессии данных, технологии обнаружения нулей (zero detection), поддержка тонких томов и другие технологии еффективности. В системах HPE Alletra дедупликация всегда работает "на лету". При этом ОС HPE Alletra старается подобрать размер блоков таким образом, чтобы эффективность дедупликации была наивысшей для разных типов данных, выбирая разный размер блоков. При этом есть возможность включать и отключать дедупликацию на каждом конкретном LUN, но зачем 😊

HPE Alletra старается эффективно использовать DRAM, снижая стоимость контроллера. А после того, как данные дедуплицированы, перед записью на диски используется механизм компрессии. Он тоже работает "на лету", имеет переменный блок и использует алгоритм LZ4, поддерживая очень высокую скорость компрессии измеряемые сотнями Мб/с на ядро процессора. Если процессор перегружен, контроллер временно автоматически переходит на более слабый алгоритм компрессии. В HPE Alletra используется механизм записи full stripes, что максимально увеличивает производительность на всех уровнях и поэтому использование NL SAS дисков не ведет к ухудшению заявленной производительности. В самом конце, в фоновом режиме работает процедура sweeping "склеивая" блоки. 

Не стоит бояться если вам вместо обещанных 100 ТБ предлагают систему HPE Alletra на 33 ТБ обещая, что с коэффициентом 3:1 вы получите то, что вам необходимо за меньшие деньги. Если все-таки не верите, можно взять на демо-тестирование одну из систем и проверить как производительность, так и увидеть какой коэффициент сжатия с вашими данными получится. Это прекрасная возможность подтвердить или опровергнуть, все что написано в статье! 

HPE Alletra 5000: Управляемость и осведомлённость 

По оценкам IDC, HPE InfoSight — это лидирующая в индустрии платформа предиктивного анализа состояния ИТ-инфраструктуры. C появлением HPE InfoSight этот инструмент поменял подход к управлению инфраструктурой, связанной с системами хранения и предложил не реагировать на возникающие события, а определить заранее, когда сбой возникнет. Для этого используется весь современный аппарат анализа данных, включая машинное обучение. Одним из отличий ОС HPE Alletra является большОе количество диагностических данных, доступных для анализа. Вместо стандартных логов и метрик состояния системы, собирается огромное количество дополнительной информации-телеметрии. Разработчики называют диагностический код «сенсорами», и эти сенсоры встроены в каждый модуль операционной системы. Эта информация отправляется в облако производителя — HPE, где она анализируется. Инсталлированная база систем хранения насчитывает более 20 000 заказчиков и десятки тысяч систем подключены к облаку, в котором собрано более 700 триллионов показателей систем хранения за годы эксплуатации HPE Alletra, HPE Nimble, каждую секунду анализируются миллионы событий. 

В результате появляется возможность контролировать состояние массива, строить корреляционные зависимости с инфраструктурой, которая окружает систему хранения, дообучать базу знаний. Формируются паттерны, позволяющие судить о том, что будет происходить с системой хранения в следующий момент времени.  

Это позволяет: 

  • предотвращать сбои, предвидя событие и заранее информируя только специалиста сервиса, как заказчика, так и вендора, не вовлекая ИТ-специалиста, отвечающего за настройку и эксплуатацию оборудования;  
  • быстро определять источник сбоя, не тратя бОльшую часть времени на сбор информации и анализ;  
  • определять загрузку системы в будущем;
  • защищать всю инсталлированную базу от возникшей проблемы.  

Бывает сложно определить источники проблем, которые могут возникать в связке “виртуальная машина - сервер - система хранения”, если все эти продукты поддерживаются разными производителями. Выяснилось, что более половины проблем, которые вызывают замедление операций ввода-вывода различных приложений, находятся за пределами систем хранения, и другие конкурирующие производители, которые занимаются только системами хранения, просто не могут адекватно понять сервисный кейс в большинстве случаев. Сопоставляя данные систем хранения с другой диагностической информацией, можно обнаружить настоящий источник проблем на всем пути — от виртуальных машин до дисков на системе хранения. 

Платформа HPE Infosight, знает о вас почти все, также собрана информация о том, как ведут себя системы хранения, промежуточное оборудование и сервера в той или иной ситуации, с той или иной прошивкой, или с той или иной ОС или приложением и самое главное она знает, как реагировать! 

HPE Alletra 5000: отказоустойчивость 

Контроллеры системы хранения работают как active/standby. Не бойтесь этого режима, давно отработаны механизмы переключения из активного контроллера на резервный после сбоя. Тут есть преимущество: выход из строя одного из контроллеров не снижает производительность системы ни на %, в отличии от конкурирующих решений, где выход из строя одного из контроллеров в двухконтроллерных системах, ведет к падению производительности до 60%. Выход из строя контроллера в HPE Alletra — это редкий случай, когда система предиктивного анализа HPE Infosight не спрогнозировала это, по последовательным событиям и не выдала предупреждение. Также распространенная информация: еще ни одна система HPE Nimble или HPE Alletra не потеряла данные! 

Высокая отказоустойчивость в семействе HPE Alletra реализуется за счет нескольких факторов. Во-первых, за счет нескольких контроллеров, а также дублирования вентиляторов, блоков питания, бэкэнд и фронтэнд адаптеров.  

Во-вторых, за счет технологии HPE InfoSight, которая позволяет обеспечить непрерывную доступность с прогнозируемым временем простоя — 30,5 секунды в год, гарантированная доступность 99,9999%.

В-третьих, за счет схемы RAID: Triple + Parity RAID, которая позволяет обеспечить защиту от последовательного или одновременного отказа трёх дисков и другого типа RAID на системе нет и не будет! Нет необходимости в выборе RAID для того или иного приложения — все работает одинаково быстро!  

В-четвертых, за счет функций копирования данных самой системы. Это и логические копии данных, и посекторные копии данных, и удаленная репликация данных. 

В-пятых, за счет шифрования данных отдельных приложений с использованием фирменной технологии SmartSecure. Для этого не нужны специальные диски с самошифрованием — SED или дополнительная дорогая лицензия.  

В-шестых, и это основное, при каждой из операций внутри системы хранения сравниваются поблочные контрольные суммы, минимизируя потерю информации при обработке. В конкурирующих решениях частично реализован подобный функционал, однако он защищает только метаданные и сильно дедуплицированные блоки, но оставляет остальную часть данных незащищенной. 

Модельный ряд HPE Alletra 5000

Модельный ряд семейства систем хранения HPE Alletra очень прост. Начинается с модели 5010 и заканчивается моделью 5050. Различие только в производительности: чем выше индекс модели, тем выше производительность, а также масштабируемость дискового пространства. Модель 5010 расширяется до 210 TB RAW, средняя модель 5030 — до 504 TB RAW и старшая модель 5050 — до 1260 TB RAW. 

Семейство HPE Alletra 5000 можно масштабировать без сбоев, увеличивая емкость и производительность системы независимо и без прерывания работы, последовательно меняя контроллер с модели 5010 до 5030, а затем до 5050 или 5030 до 5050, или сразу с 5010 до 5050. Каждое обновление может быть выполнено в горячем режиме, а это означает, что простоев не будет.

Модельный ряд HPE Alletra масштабируется до 4 систем хранения как единое целое — кластер (scale out) с прозрачной мобильностью LUN между системами для достижения линейной производительности и масштабирования объема, например можно настроить это так, что в интерфейсе управления будет виден единый общий объём всех 4-х систем в кластере, это очень удобно. 

Области применения HPE Alletra 5000 

Семейство HPE Alletra 5000 предназначено для рабочих нагрузок общего назначения, включая обслуживание виртуальных машин, тестирование и разработку приложений, а также для использования для резервного копирования и восстановления, то есть на вторичное хранение. Семейство поддерживает различные платформы контейнерных приложений, через готовый плагин CSI. Интегрируется с различными платформами управления и оркестрации. Есть готовые плагины для интеграции с различными платформами через REST API. 

Например, компания Milestone System рекомендует использовать эту платформу для хранения видео файлов с последующей видеоаналитикой в решении Milestone XProtect.

Поддержка HPE Alletra 5000 

Сегодня бесперебойная работа приложений важнее, чем когда-либо. Потерять доступ к данным — значит потерять время и деньги. Жизненно необходимо иметь систему хранения данных высокого уровня доступности, которая обеспечит бесперебойную работу критически важных бизнес-приложений и такую, которая помогала бы исключить непредвиденные проблемы. Компания HPE предоставляет гарантию доступности 99,9999% на это решение. С недавних пор уровни поддержки на модельный ряд систем хранения HPE Alletra 5000 выровнялись и теперь аналогичны, тем, что есть у серверов НРЕ: уровни Basic, Essentials и Critical и носит общее название HPE Tech Care Service.

Если говорить просто, то HPE Tech Care Service — это услуга оперативной поддержки продуктов HPE. Данная услуга уже давно вышла за рамки традиционной поддержки, предоставляя доступ: к экспертам по конкретным продуктам, цифровому опыту на основе искусственного интеллекта и общим техническим рекомендациям, чтобы не только снизить риски, но и постоянно искать способы улучшить ситуацию. Служба HPE Tech Care Service обеспечивает обслуживание клиентов на основе искусственного интеллекта HPE InfoSight.  

Поддержка HPE Tech Care имеет три различных уровня: 

  • Basic, который обеспечивает доступность в рабочие часы 9x5 и время ответа в течение 2 часов. 
  • Essential, который обеспечивает 15-минутное круглосуточное реагирование для клиентов корпоративного уровня. 
  • Critical, который включает в себя 6-часовое обязательство по ремонту, если это возможно, и реагирование на управление сбоями в случае инцидентов уровня 1, почти мгновенно. 

Итоги

Облачные и флеш-технологии, неудержимый рост данных и чрезмерная сложность ИТ-инфраструктуры могут отрицательно сказаться на инвестициях в системы хранения данных. Организации, находящиеся на пути к цифровой трансформации, нуждаются в простых, гибких и быстрых решениях, а также расширенных моделях потребления. Эти модели выходят за пределы традиционного подхода, при котором приобретаемая система хранения данных устаревает в течение от трёх до пяти лет, а также отличаются от лизинга, при котором оплата распределяется на весь жизненный цикл продукта. Сейчас все чаще требуется облачная подписка и оплата по мере использования. Главная задача таких систем — изменить услуги для ИТ-отделов по управлению и защите данных, предоставив надежные, гибкие подобно облаку, простые и удобные в использовании решения, а также массивы на твердотельных накопителях и адаптивных гибридных вариантах (SDD+HDD) в нужное время. 

Автор статьи - Михаил Федосеев, архитектор инфраструктурных решений Lantec.