NetApp Tech OnTap Логотип компании NetApp
NetApp Tech OnTap
     
Виртуализация критически важных для бизнеса приложений с помощью ONTAP 8 Cluster-Mode
Вон Стюарт (Vaughn Stewart)
Директор направления и пропагандист виртуализации

Много информации можно получить, отслеживая тенденции по клиентской базе NetApp. За последние 18 месяцев мы наблюдали значительный рост числа инициатив в сфере виртуализации критически важных для бизнеса приложений. Основной целью этих инициатив является применение к подобным приложениям всех преимуществ частного облака для повышения гибкости бизнеса и доступности приложений. Часто ключевым аспектом общего успеха этих стремлений является выбор, сделанный на уровне инфраструктуры.

Одним из самых упускаемых из вида преимуществ виртуальной инфраструктуры является свойственная ей возможность стандартизации операций центров обработки данных. Устранение привязки потребления вычислительных ресурсов к аппаратному уровню позволяет получить центр обработки данных, движущим фактором которого является программное обеспечение. Появляется возможность динамического назначения дополнительных вычислительных ресурсов критически важным для бизнеса приложениям в часы пиковой нагрузки, а также возможность автоматизации рабочих процессов и координации инфраструктуры.

Традиционные инфраструктуры хранения неспособны обеспечить подобный уровень гибкости ресурсов. Благодаря созданию архитектуры Data ONTAP® 8, работающей в режиме Cluster-Mode, компания NetApp добилась значительных успехов в реализации инфраструктуры хранения на уровне программного обеспечения. Это позволяет стандартизировать серверные операции и операции хранения и динамически выделять ресурсы. Подобные возможности пойдут на пользу виртуализированным критически важным для бизнеса приложениям.

Что такое «критически важное для бизнеса приложение»?

Итак, что собой представляет критически важное для бизнеса приложение? Скорее всего, многие компании включат сюда известные приложения: Microsoft® Exchange, Microsoft SQL® Server, Microsoft SharePoint®, базы данных Oracle®, приложения Oracle и SAP®. В более широком определении говорится, что критически важное для бизнеса приложение — это любое приложение, невозможность работы в котором приведет к количественно выражаемому воздействию на производительность, удовлетворенность клиентов и получение прибыли. Таким образом, очень многое программное обеспечение подпадает под определение критически важных для бизнеса приложений. Многие приложения являются узконаправленными, собственными разработками, другие распространены и широко известны. Некоторые приложения являются многоуровневыми, некоторые используются только в определенных отраслях или сегментах рынка, многие приложения прошли значительную доработку.

Мы не можем отслеживать скорость виртуализации критически важных для бизнеса приложений, но располагаем некоторыми данными о некоторых широко используемых корпоративных приложениях.

Процент экземпляров критически важных для бизнеса приложений, уже работающих в среде VMware® (источник: опрос клиентов VMware, январь 2010 г. и июнь 2011 г.).

Рис. 1. Процент экземпляров критически важных для бизнеса приложений, уже работающих в среде VMware® (источник: опрос клиентов VMware, январь 2010 г. и июнь 2011 г.).

Требования к критически важным для бизнеса приложениям

При виртуализации критически важных для бизнеса приложений речь идет о трех базовых составляющих.

  • Доступность должна быть равной или превышать доступность этого же приложения, работающего в физической среде.
  • Производительность также должна превышать или быть равной производительности в физической среде. Существуют опасения, что уровень виртуализации задействует дополнительные ресурсы, что сказывается на производительности. В этом случае следует знать, как компенсировать подобную потерю ресурсов.
  • Управляемость функциями оперативного управления, например резервным копированием и восстановлением приложений, восстановлением при сбоях, миграцией данных и т. д., должна быть доступна для работы с большими объемами данных.

Эти требования равнозначно применимы как к серверам, так и к СХД. В настоящее время платформы-гипервизоры полностью соответствуют требованиям к ресурсам, которые возникают при самых высоких рабочих нагрузках. Они также обеспечивают высокую доступность приложений, которая не может быть предоставлена на адекватном уровне физическими ресурсами.

Кроме того, гипервизоры предоставляют механизмы управления данными для миграции наборов данных без каких-либо сбоев в случае ограниченных ресурсов или обновления инфраструктуры, однако этот подход к управлению данными служит по сути для исправления уже возникших неполадок. При нарушении оптимального состояния, например при падении производительности СХД, может понадобиться, как говорится, «пережить трудные времена», пока не завершится миграция данных и ресурсы не станут вновь доступными для обработки изменений при рабочей нагрузке. Эти изменения также могут вызывать ряд других проблем, затрагивающих такие важные области, как репликацию, восстановление данных, экономия дискового пространства СХД и др.

Cluster-Mode позволяет решать потребности критически важных для бизнеса приложений

Выпустив Data ONTAP 8 Cluster-Mode, NetApp представила революционную платформу хранения, которая поддерживает требования любых рабочих нагрузок среды виртуализации в частном облаке. Cluster-Mode преобразует традиционный двухузловой кластер NetApp в колоссальную 24-узловую инфраструктуру хранения. Эти новые возможности кластеризации обеспечивают единую точку управления СХД, предоставляя при этом возможности массового расширения емкостей хранения и масштабирования производительности.

Data ONTAP — это первая платформа хранения, в которой возможности доступа к данным и управления полностью отделены от оборудования. В результате получается платформа хранения с возможностями гипервизора, которой можно управлять через программные интерфейсы без каких-либо сбоев. В технологиях NetApp это достигается через механизм профиля хранения, который называется Vserver. Это позволяет динамически назначать ресурсы хранения по требованию без простоев, повторной конфигурации и прочего отрицательного воздействия, которое возникает если полагаться на механизм "грубой силы" при копировании механизмов управления.

Технология Cluster-Mode вобрала в себя все те характеристики, которые свойственны продуктам NetApp: информированность о состоянии приложения; резервное копирование и создание реплик на основе мгновенных снимков; наличие самого большого в отрасли набора эффективных технологий хранения, в том числе дедупликация, гибкое выделение ресурсов, компрессия и эффективные клоны; а также хорошо зарекомендовавшие себя доступность и надежность. Все это позволяет компании по-новому подойти к предоставлению услуг хранения.

Благодаря Cluster-Mode инфраструктура хранения обретает следующие характеристики:

  • Неуязвимость инфрастуктуры. Данные всегда доступны, даже в случае проблем на уровне оборудования, таких как проведение обслуживания, миграции данных, обновлений и модернизации технологий.
  • Бесконечная масштабируемость. Ресурсы кластерной СХД можно масштабировать с нескольких терабайтов до 50 петабайтов и с тысяч до более миллиона операций ввода и вывода в секунду. Эта возможность может быть реализована с использованием нескольких пространств имен или единого логического пространства имен.
  • Интеллектуальность. Расширенное управление данными, предназначенное специально для управления данными с учетом масштабирования, позволяет использовать ряд новых возможностей, упрощающих операции без воздействия на работоспособность.

Эти возможности в совокупности с возможностями передовых гипервизоров позволяют эффективно виртуализировать критически важные для бизнеса приложения.

Практически вечная инфраструктура

Как правило, критически важные для бизнеса приложения должны быть доступны в режиме 24/7. Все упомянутые выше готовые приложения включают встроенные возможности и механизмы обеспечения высокой доступности. Основной причиной для этого является отсутствие возможностей высокой доступности в инфраструктуре, где работают эти приложения. В рамках создания первой линии обороны от простоев следует изучить, приемлемо ли развертывание этих встроенных возможностей и экономически эффективно ли их использование.

Кроме того, высокой доступностью должна отличаться и инфраструктура. Для системы хранения данных это означает создание избыточных путей ввода и вывода, а также внедрение избыточных аппаратных компонентов. NetApp предоставляет ряд ключевых технологий, которые поддерживают и расширяют доступность. Основанные на хорошо зарекомендовавших себя HA парах NetApp® и технологии RAID-DP® эти технологии защищают данные и позволяют поддерживать важные наборы данных в оперативном режиме практически вечно.

Непрерывность операций. Так как кластер хранения состоит из нескольких узлов, а точкой доступа является профиль программного обеспечения, можно без малейших простоев переносить объемные оперативные нагрузки множества виртуальных машин между контроллерами хранения и типами дисков в рамках одного кластера. Это означает устранение простоев, связанных с обслуживанием оборудования, списанием активов, модернизации оборудования и т. д.

Репликация, интегрированная с критически важными для бизнеса приложениями. Технология репликации NetApp обеспечивает полноценную репликацию с Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle и SAP, так что данные, реплицируемые на резервную площадку, остаются целостными, позволяя в кратчайшие сроки обеспечить их полную доступность.

Неограниченная емкость и производительность

Потребности критически важных для бизнеса приложений в емкостях хранения могут значительно вырасти, а требования к производительности могут значительно различаться в периоды пиковой и не пиковой нагрузки. Cluster-Mode позволяет использовать инструменты, необходимые для удовлетворения требований к емкости и производительности без лишнего расхода ресурсов или простоя дорогостоящего оборудования.

Динамическое масштабирование. Вследствие гибкости, связанной с отделением профиля хранения, можно динамически назначать ресурсы для удовлетворения потребностей при каждой определенной рабочей нагрузке с последующим перераспределением ресурсов, которые больше не нужны.

Возможность динамического регулирования ресурсов хранения (емкости и операций ввода/вывода в секунду), выделенных для критически важных приложений, упрощает развитие того или иного приложения в рамках своего жизненного цикла. Приложение может перемещаться с этапа разработки и тестирования в производственную среду, проходить пиковые периоды своего использования, а затем прекращать свое существование.

Возможность выделения ресурсов хранения по требованию позволяет задействовать новые методы работы. Возможность одновременного переназначения ресурсов вычисления и хранения без необходимости настройки всей среды приводит к созданию более динамичной и более эффективной облачной инфраструктуры.

Мгновенная адаптация к изменениям рабочих нагрузок. Облачные среды должны адаптироваться к непредсказуемым изменениям в рабочих нагрузках приложений. Компания NetApp разработала уровень виртуального хранения для обеспечения улучшенной динамической реакции на подобные события. Flash Cache — это модульный расширяемый кэш контроллера для быстрого, случайного чтения данных. Flash Pool объединяет диски SSD и шпиндельные диски, что приводит к гибридному массиву FAS, который лучше всего подходит для случайного чтения и записи. Flash Accel расширяет возможности уровня виртуального хранения на гипервизоре vSphere® для предоставления наибольшего количества операций ввода/вывода в секунду приложениям, при работе с которыми важно отсутствие задержек.

Вместе эти технологии создают уровень производительности «по требованию», который обеспечивает отклик критически важных для бизнеса приложений в случае непредвиденных пиков активности.

Интеллектуальное управление

Очень высокая мобильность данных, обеспечиваемая технологией Cluster-Mode, делает прозрачной всю инфраструктуру хранения данных. Данные свободно перемещаются в рамках кластера на основе пользовательских требований. Это относится как к простым, так и к критическим для бизнеса данным. По мере роста ресурсов, потребляемых приложением, масштабируются и критически важные возможности управления, такие как миграция, репликация и резервное копирование.

При миграции данных, выполняемой за счет гипервизора (без привлечения системы хранения), перемещение данных происходит на уровне сервера. Данные поблочно считываются с исходного места на сервер, а затем записываются в новое место. Напротив, перемещение данных в кластере NetApp выполняется на скоростях самой системы хранения по выделенному высокоскоростному внутреннему каналу кластера. По мере роста кластера масштабируется и доступная пропускная способность для поддержки операций по перемещению данных. Результаты говорят сами за себя.

На мероприятии VMworld 2012 основатель NetApp Дейв Хитц (Dave Hitz) выступил вместе с Люком Норрисом (Luke Norris) из PeakColo, рассказав о том, почему Cluster-Mode позволяет компаниям гибко и массово перемещать клиентские виртуальные машины. В одном случае клиент PeakColo, поддерживающий среду из 30 виртуальных машин Oracle, заподозрил снижение производительности системы хранения.

PeakColo почти мгновенно с полной прозрачностью для клиента мигрировала рабочие нагрузки с дисков SATA на SSD. В результате клиент смог определить, что проблемы с производительностью вызваны программным кодом, а не уровнем хранения данных. Возможность определения отсутствия проблем на уровне СХД в такие кратчайшие сроки позволила клиенту быстро сконцентрировать все внимание на разработке программного обеспечения.

Точки восстановления на дисках. Благодаря воздействию, который имеет массивный рост объема данных на критически важные для бизнеса приложения, простой переход на более быстрые методы передачи данных для эффективной реализации резервного копирования в заданные периоды времени уже не может рассматриваться как приемлемое решение. Суть заключается в сохранении точек восстановления локально на основном диске с последующей автоматической репликацией данных на другую целевую СХД средствами самого массива хранения данных. Cluster-Mode обеспечивает такую возможность благодаря копиям NetApp Snapshot™ и технологии репликации SnapMirror®, предоставляя интегрированный подход к защите данных, основанный на масштабировании и хорошо зарекомендовавших себя эффективных технологиях хранения. Сегодня виртуальные машины общим объемом 1 ТБ могут без труда расшириться до 10 ТБ без изменения периода резервного копирования или расширения времени, необходимого для репликации. Пакет продуктов NetApp SnapManager® объединяет в себе эти технологии, учитывая потребности Exchange, SQL Server, SharePoint, Oracle и SAP, так что резервное копирование и репликация происходят быстро и, самое главное, в соответствии с потребностями самих приложений.

Прозрачное развитие. Платформа хранения данных Cluster-Mode расширяется без малейшего воздействия на узлы путем простого включения в кластер дополнительных узлов. Для подобного расширения не требуется, чтобы новые узлы являлись той же моделью оборудования, что и уже существующие узлы. Можно задействовать новейшие платформы NetApp вместе с оборудованием, уже включенным в кластер, и списывать старые платформы, ни на секунду не нарушая доступности данных. Возможность внесения этих изменений без нарушения доступности данных встроена в технологию Cluster-Mode.

Определение и исправление неполадок, связанных с невыравненностью виртуальных машин. Распространенной проблемой, присущей всем платформам хранения, является не невыравненность разделов в виртуальных машинах. Подключаемый модуль NetApp Virtual Storage Console (VSC) для VMware vCenter™ обеспечивает возможность оптимизации и миграции, которая определяет и устраняет проблемы, связанные с невыравненностью без остановки доступа к данным

Делегирование управления владельцам приложений. Cluster-Mode предоставляет возможность делегирования владельцам приложений управления некоторыми или всеми функциями каждого профиля хранения. Владельцы приложений могут пользоваться гибкими возможностями и более качественно и быстро решать свои ежедневные потребности.

Заключение

Виртуальная инфраструктура для критически важных бизнес-приложений нуждается в высоком уровне доступности, производительности и управляемости. Сочетание современных гипервизоров и Data ONTAP 8 Cluster-Mode позволяет стандартизировать подход к операциям и создавать центры обработки данных, определяемые на программном уровне, которые характеризуются надежностью, динамическим масштабированием, простотой управления и повышенной эффективностью по сравнению с традиционной инфраструктурой. В результате виртуальная среда приложений, основанная на этой технологии, превосходит по показателям доступности физические среды, обеспечивая аналогичную или более высокую производительность (при этом ценные ресурсы не простаивают в часы наименьших нагрузок) и обеспечивает высокий уровень управления, не имеющий аналогов в невиртулизированных средах.

Революционная разработка NetApp Data ONTAP 8 Cluster-Mode предоставляет преимущества, аналогичные возможностям серверного гипервизора, которые связаны с потребностями в расширенной виртуализации и облачных вычислениях. Возможность отделения управления и доступа к данным от оборудования обеспечивает высокую производительность, емкость хранения и гибкость, так необходимую для критически важных для бизнеса приложений.

 У вас есть свое мнение о Data ONTAP 8 Cluster-Mode?

В сообществах NetApp в Интернете можно задавать вопросы, обмениваться идеями и делиться своими соображениями.

Вон Стюарт (Vaughn Stewart), директор по облачным вычислениям и пропагандист виртуализации

Вон является директором по облачным вычислениям и «поборником» виртуализации в NetApp. Он представляет NetApp в Open Virtualization Alliance, ведет блог The Virtual Storage Guy и является соавтором недавно вышедшей книги Virtualization Changes Everything. Он подал заявку на патент, признан компанией VMware как vExpert и имеет ряд отраслевых сертификатов.

Tech OnTap
Подпишитесь на наш бюллетень
Tech OnTap — это ежемесячные обзоры новейших ИТ-технологий, советы и практические рекомендации, знакомство с инструментарием, неформальные интервью с разработчиками, демонстрационные ролики, рецензии и многое другое.

Посетите Tech OnTap в Сообществе NetApp, чтобы подписаться на рассылку.

Будьте в курсе
Будьте в курсе
Virtualization Changes Everything: Storage Strategies for VMware vSphere and Cloud Computing (Виртуализация меняет все: стратегии хранения для VMware vSphere и облачных вычислений)

Эта новая книга Вона Стюарта (Vaughn Stewart) и Майка Шлизингера (Mike Slisinger) из NetApp специально написана как руководство по высокой готовности данных, эффективности, интеграции и производительности в сфере облачных СХД. Вступление написал доктор Стивен Херрод (Dr. Stephen Herrod), главный технический директор VMware, а предисловие — Данкан Эппинг (Duncan Epping) из компании YellowBricks, также имеющий хорошую репутацию в компании VMware.

Копию книги можно заказать в магазинах Amazon.com или Barnes & Noble.


Подробные сведения о Cluster-Mode

Ниже приведены некоторые дополнительные статьи Tech OnTap®, посвященные Cluster-Mode и доступные для ознакомления.

Будьте в курсе
 
TRUSTe
Свяжитесь с нами   |   Как купить   |   Обратная связь   |   Карьера в NetApp  |   Подписка   |   Политика конфиденциальности   |   © NetApp, 2012