NetApp Tech OnTap Логотип компании NetApp
NetApp Tech OnTap
     
Практический пример: PeakColo ускоряет переход к облачным средам с помощью Data ONTAP 8 Cluster-Mode
Люк Норрис (Luke Norris)
Основатель, генеральный директор и главный архитектор PeakColo

Компания PeakColo специализируется на полностью готовых решениях для облачных инфраструктур, разработанных специально для реселлеров (VAR) и поставщиков управляемых услуг (MSP), среди которых такие лидеры отрасли, как Sayers, BitRefinery, Data Fortress, Parsec Data Management и Lewan.

Наше главное предложение — предоставление инфраструктуры WhiteCloud как услуги (IaaS) — дает реселлерам и поставщикам услуг возможность за несколько часов стать официальным поставщиком услуг VMware vCloud® без предварительного вложения капитала, которое потребовалось бы в любом другом случае.

В течение последних трех лет оборот нашей компании ежегодно увеличивался на 100%. Секретом этого роста, а также привлекательности наших услуг для заказчиков являются очень высокая производительность, доступность и набор функций, которые мы предоставляем.

Благодаря тому, что наша инфраструктура создана на основе системы NetApp® Data ONTAP® 8 Cluster-Mode, мы можем:

  • обеспечить уровень производительности, измеряемый тысячами операций ввода-вывода в секунду, вне зависимости от необходимой вам емкости — будь то 1 ТБ или 1 ПБ;
  • достичь выполнения соглашений об уровне обслуживания на 100%;
  • предоставить расширенные возможности — дедупликация, компрессия, гибкое выделение ресурсов и репликация;
  • создать безопасную многопользовательскую среду.

В этой статье я расскажу, как мы создали гибкую и динамичную ИТ-инфраструктуру (с вычислительными сетевыми ресурсами и ресурсами хранения), которая соответствует именно нашим потребностям, и объясню, почему эта инфраструктура приносит исключительные преимущества нашим заказчикам и нам самим. Я также расскажу немного о новых технологиях — Flash Pool, Infinite Volume и параллельной сетевой файловой системе (pNFS) — развертывания которых в ближайшем будущем мы с нетерпением ждем. Я считаю, что и вы можете извлечь пользу из этих технологий, внедрив их в свои центры обработки данных или получив их по договору в составе облачной среды.

Задачи и проблемы инфраструктуры

В обычной ИТ-инфраструктуре планирование простоев для обслуживания оборудования может оказаться невероятно сложной задачей; а если в одной и той же инфраструктуре работают сотни пользователей, задача становится и вовсе невыполнимой. В первых двух реализациях нашей инфраструктуры — еще до того, как мы открыли для себя NetApp и в особенности Data ONTAP 8, — наши системы сетевого хранения состояли исключительно из физических компонентов. Даже несмотря на то, что у нас было несколько СХД, проблема, решение которой требовало окна технического обслуживания на определенной системе хранения данных, неизбежно затрагивала работу множества заказчиков. В связи с этим выполнение соглашений об уровне обслуживания на 100% не представлялось возможным.

С выделением ресурсов тоже не все было гладко: заказчик мог потребовать дополнительное место для хранения (например, 5 ПБ или 1 ПБ), и у нас не было возможности немедленно предоставить его, не прервав уже выполняющиеся операции заказчика.

Наши возможности по разделению сети хранения данных между несколькими заказчиками также были ограничены. Мы работали с протоколом iSCSI, но не могли создать безопасную многопользовательскую среду. Нам приходилось контролировать доступ к физическим серверам, что ограничивало диапазон наших услуг и уменьшало число преимуществ, которые мы могли предложить нашим партнерам-реселлерам. Им самим необходимо было поддерживать многопользовательскую среду для своих заказчиков и следить за соблюдением предписаний (например, HIPAA) и стандартов (например, PCI).

Наконец, это природа нашего бизнеса, мы никогда не имеем точной видимости требований различных рабочих нагрузок нашей инфраструктуры в любой конкретный момент времени. Нам немедленно требовалась гибкая инфраструктура, способная адаптироваться к резким скачкам рабочих нагрузок — например, к массовым загрузкам в инфраструктуре виртуальных десктопов (VDI) — и одновременно позволяющая распределять нагрузку для соответствия долгосрочным тенденциям.

Разработка нашей облачной архитектуры

В настоящее время у нас пять центров обработки данных класса Type-II SSAE 16/SOC 1: четыре в США и один в Великобритании. При разработке архитектуры нашей облачной среды первостепенное значение придавалось пропускной способности и резервированию. Основные компоненты:

  • Смешанные подключения к Интернету для обеспечения производительности и надежности
  • Компоненты сети Brocade CER и VDX операторского класса
  • Серверы на основе платформы Open Compute
  • Системы хранения NetApp серии FAS3200 под управлением Data ONTAP 8.1.1 в режиме Cluster-Mode

Общие сведения об архитектуре PeakColo.

Рисунок 1. Общие сведения об архитектуре PeakColo.

Сетевые технологии

Все наши ЦОД используют подключение к Интернету смешанного типа. Мы распределяем нагрузку между 16 ведущими интернет-провайдерами, благодаря чему удается повысить гибкость, снизить затраты и обеспечить заказчикам максимальную производительность и надежность. На континентальной части США латентность наших систем составляет 40 миллисекунд и менее.

Для создания сетей мы используем компоненты Brocade VDX и CER операторского класса.

  • Маршрутизаторы Brocade CER 1U позволяют распределять нагрузку доступа в Интернет между тремя или четырьмя операторами.
  • С помощью коммутаторов Brocade VDX можно постоянно расширять сети, не беспокоясь об ограничениях устаревших протоколов Spanning Tree.

Потребности поставщика облачных услуг, как правило, превосходят ограничения оборудования корпоративного класса. Мы выбрали оборудование компании Brocade, так как ее решения обеспечивают высокую модульность и масштабируемость и позволяют уверенно смотреть в будущее.

Недавнее приобретение компании Nicira компанией VMware подчеркивает возрастающую важность сетей с опорой на ПО (SDN). Brocade использует протокол OpenFlow, поэтому мы можем быть уверены, что по мере развития стандартов сумеем в полной мере воспользоваться преимуществами сетей SDN.

В том, что касается SDN, компания PeakColo пошла еще дальше — мы используем специальную процедуру Layer 2 (сейчас рассматривается заявка на патент) для перекрестного соединения Layer 2 ресурсов заказчиков в нашей облачной среде. Такая схема применяется при развертывании гибридных облачных сред, когда организация хочет сохранить существующий брандмауэр, сервер AS400, устаревшую СХД и ленточные накопители или другие физические ресурсы, но при этом эффективно использовать компоненты облачной среды и услуги PeakColo.

Более подробный рассказ о наших сетевых технологиях можно найти в моем недавнем интервью.

Серверы

Наша серверная часть состоит из наших собственных серверов на основе платформы Open Compute, каждый из которых оснащен двумя сетевыми интерфейсными платами (NIC) 10 Gigabit Ethernet (10GbE). Сетевые интерфейсные платы имеют конфигурацию «активный-активный» и используются для работы с трафиком пользователей и данных. Мы объединяем все каналы в одну матрицу (LAG), чтобы равномерно распределить нагрузку и свести к минимуму появление одиночных точек отказов. Сейчас в наших пяти ЦОД расположено в общей сложности около 2 500 таких серверов.

Нашим выбором стала платформа Open Compute, так как с ней мы можем заказывать серверы у разных организаций, ускоряя процесс приобретения оборудования, и не зависеть от одного поставщика. Мы можем приобретать серверы с одним и тем же определенным набором компонентов и драйверов и получать их с предустановленной системой VMware®. Компания VMware и все остальные разработчики поддерживают платформу Open Compute, поэтому мы знаем, что при запуске новые серверы будут работать так же, как и старые, и неприятных сюрпризов не предвидится.

СХД

В качестве СХД компания PeakColo использует исключительно системы NetApp FAS3240 и NetApp FAS3270. Они состоят из кластеров по четыре узла и работают под управлением Data ONTAP 8 Cluster-Mode. В настоящее время мы используем два кластера NetApp и вскоре планируем развернуть еще два. Если вы не слышали о режиме Cluster-Mode, можете прочитать о нем статью в прошлом выпуске Tech OnTap®. Нужную информацию можно также найти в материале этого выпуска о блочном доступе в Cluster-Mode и в недавно вышедшей статье о производительности и масштабировании NAS в режиме Cluster-Mode.

Мы выбрали Data ONTAP 8 Cluster-Mode, так как ни одна другая технология хранения не может обеспечить нам масштабируемость, гибкость, производительность и функциональность такого же уровня. Компания NetApp позиционирует свою архитектуру как интеллектуальную, «вечную» и бесконечно масштабируемую. Эти заявления кажутся довольно смелыми, но они себя оправдывают. Решения NetApp интеллектуальны в том, что касается эффективности хранения, и практически не имеют ограничений при масштабировании. Возможность бесперебойной работы позволяет нам выполнять соглашения об уровне обслуживания на 100%, и мы считаем, что и в будущем сможем более эффективно использовать каждую новую СХД благодаря непрерывности ее функционирования. Мы вернемся к этой теме немного позже.

Система каждого из наших заказчиков связана с отдельным виртуальным сервером на кластере хранения; это основной принцип нашей многопользовательской среды, благодаря которому мы можем предоставлять заказчикам основные возможности. V-server (виртуальный сервер) — это защищенный виртуализированный контейнер с собственной системой администрирования и безопасности, IP-адресами и пространством имен. Виртуальный сервер, не связанный с конкретным узлом, может включать в себя тома на разных узлах кластера. При выполнении технического обслуживания или перераспределении нагрузки виртуальные серверы можно перемещать без прерывания рабочих процессов.

Общие сведения об архитектуре PeakColo.

Рисунок 2. Виртуальные серверы в Data ONTAP 8 Cluster-Mode — это основа многопользовательской среды и бесперебойной работы (NDO).

Каждый из наших кластеров состоит из дисков SSD, SAS и SATA, и все узлы оснащены модулем Flash Cache. Наши заказчики заключают договор об объемах и типах СХД, которые они хотят получить на каждом уровне. Шесть соединений 10GbE в каждой СХД (включая резервные внутрикластерные соединения) обеспечивают требуемую скорость подключения и пропускную способность.

Общие сведения об архитектуре PeakColo.

Рисунок 3. Подключение компонентов NetApp в архитектуре PeakColo с помощью шести соединений 10GbE в каждой СХД.

Виртуализация

VMware в рамках своей кампании vCloud запустила программу для поставщиков услуг VMware Service Provider Program (VSPP), которая предоставляет компаниям-поставщикам возможность использовать и предлагать решения для виртуализации VMware в соответствии со своей бизнес-моделью. Мы являемся ведущим партнером программы VSPP.

Благодаря нашей услуге WhiteCloud мы можем предоставлять заказчикам качественные специализированные решения на основе vCloud Director. Мы также можем предложить им платформы виртуализации (например, Hyper-V™ и Citrix XenServer) или решения, состоящие из физических и виртуальных серверов. Мы можем создавать такие системы, так как все серверы (физические и виртуальные) подключаются к виртуальному серверу и к специализированной виртуальной локальной сети в кластере NetApp, создавая необходимую многопользовательскую среду. Благодаря высокому уровню производительности наших решений многие из наших заказчиков используют их для поддержки сред VDI, например XenDesktop.

Эксплуатационные преимущества архитектуры PeakColo

Использование Data ONTAP 8 Cluster-Mode в качестве основы архитектуры компании помогло нам решить проблемы инфраструктуры и предоставило значительные эксплуатационные преимущества.

Непрерывность операций

Возможность выполнять важные операции в кластерах NetApp без прерывания работы пользователей — это обязательное условие для выполнения соглашений с заказчиками об уровне обслуживания на 100%. Техническое обслуживание (например, обновление прошивки и ПО или обновление и замена аппаратного оборудования) можно выполнять, предварительно переместив активные виртуальные серверы на другой узел, чтобы не прерывать операции пользователей. Если требуется обновить все узлы, активные серверы можно перемещать циклически. Выделение ресурсов СХД также упростилось — мы можем выделить дополнительное дисковое пространство в режиме онлайн, не нарушая работу, и незаметно переместить туда данные пользователя.

Возможность перемещения активных виртуальных серверов — это удобный способ распределения нагрузки. Программное обеспечение OnCommand® System Manager позволяет администраторам следить за процессами на всех виртуальных серверах, чтобы при необходимости быстро перераспределить нагрузку.

Многопользовательская среда, передача управления и делегирование полномочий

Система Cluster-Mode создает многопользовательскую среду с помощью виртуальных серверов, и это упрощает нашу задачу — разделить инфраструктуру между заказчиками, чтобы повысить эффективность ее работы, и при этом изолировать всех заказчиков друг от друга. Кроме того, мы можем передать заказчику (если он этого хочет) управление виртуальным сервером и контроль над всеми функциями NetApp — включая дедупликацию, компрессию, гибкое выделение ресурсов, резервное копирование и многое другое.

Поскольку наши заказчики сами являются поставщиками услуг, это важное преимущество. Мы действительно можем предоставить им инфраструктуру как услугу — полностью передать контроль над инфраструктурой, а не просто предложить полностью настроенное решение, где будем контролировать практически каждый их шаг.

Многие из наших заказчиков сами сотрудничают с NetApp как реселлеры, поэтому они уже знают, как управлять СХД NetApp и осознают, насколько ценна функциональность этих систем. Новым заказчикам мы предлагаем интенсивные программы обучения, чтобы они поняли, как и когда нужно использовать преимущества функций решений NetApp. На всех томах NetApp включена функция дедупликации (кроме нескольких томов с геопространственными данными, где целесообразнее использовать компрессию), которая в целом позволяет сэкономить около 70% пространства. Экономия пространства означает значительную экономию средств компании PeakColo и наших заказчиков.

Сохранение существующих инвестиций

В большинстве горизонтально масштабируемых СХД используются специальные структурные блоки. Еще одно важное преимущество системы Cluster-Mode в том, что для нее используются те же структурные блоки, что и для систем Data ONTAP 7 и Data ONTAP 8 в режиме 7-Mode. У нас уже были системы, работающие под управлением 7-Mode, и мы могли использовать их повторно для создания кластеров Cluster-Mode. Мы переместили данные из систем 7-Mode на существующий кластер с помощью таких инструментов, как VMware Storage Motion, а затем подключили оборудование к этому кластеру. Это значит, что если вы пока не готовы к кластерам NetApp, вы можете начать с системы NetApp 7-Mode и при необходимости преобразовать ее в Cluster-Mode.

Увеличение срока эксплуатации оборудования

Как и все поставщики услуг, мы хотим, чтобы наши инвестиции в инфраструктуру были максимально долгосрочными и эффективными. Требования заказчиков к производительности, наоборот, создают довольно быстрый цикл обновления, вследствие чего каждые 2-3 года СХД приходится менять.

Cluster-Mode позволяет работать с одним и тем же оборудованием для хранения данных дольше. Кластеры NetApp необязательно должны состоять из одинаковых структурных блоков; узлы кластеров могут быть неоднородными. Это значит, что по мере необходимости к уже существующим кластерам можно добавлять новейшие узлы хранения. После этого можно переместить виртуальные серверы с самыми высокими требованиями к производительности на новые узлы, сохранив прежнее оборудование в кластере в качестве дополнительного уровня хранения, который можно предложить заказчику. Мы рассчитываем использовать наши системы хранения в течение 5-7 лет.

Преимущества для заказчиков PeakColo

С помощью облачной инфраструктуры компания PeakColo может создать полностью готовое решение vCloud Director с виртуальной сетью хранения данных и объемом СХД от 10 до 500 ТБ всего за 4-8 часов. Мы полагаем, что в этом случае заказчик получает максимум рыночной стоимости за минимальный промежуток времени. Некоторые из наших заказчиков — реселлеров и поставщиков управляемых услуг — заключают договор на предоставление одного виртуального сервера, ресурсы которого они распределяют между собственными заказчиками. Другие, чьим заказчикам необходимо, к примеру, соблюдать положения HIPAA или PCI, могут предоставлять каждому заказчику отдельный виртуальный сервер. Поставщики, которые предоставляют услуги аварийного восстановления, заключают договоренности на использование виртуальных серверов в нескольких центрах обработки данных PeakColo.

Возможно, главное преимущество, которое получают наши заказчики, — это производительность кластера NetApp и фунциональность решений NetApp. Даже в том случае, если у заказчика скромные требования (скажем, СХД на 10 ТБ), мы можем предложить ему исключительную производительность операций ввода-вывода, а также возможность использовать дедупликацию и другие эффективные технологии хранения, которые значительно сокращают объем дискового пространства, за который ему приходится платить. Заказчики также получают в свое распоряжение все преимущества технологии NetApp Snapshot™ и всех остальных функций управления и защиты данных NetApp. Это практически то же самое, если бы они приобрели собственный кластер NetApp из нескольких узлов.

Возможность предоставлять высокую производительность операций ввода-вывода — это наше ключевое преимущество. Мы никогда не потеряем перспективного заказчика после того, как он сам убедился в эффективности нашего подхода — никто не может устоять перед очевидным преимуществом производительности наших решений.

Внедрение новых технологий

Data ONTAP 8.1.1 включает в себя несколько новых технологий, которые мы с интересом изучаем и планируем использовать в ближайшем будущем.

Infinite Volume и pNFS

Технология NetApp Infinite Volume позволяет использовать составной том, в котором данные распределены по нескольким томам-компонентам во всех узлах кластера. Это значительно повышает пропускную способность, которую может предоставить пространство одного тома. Мы считаем, что объединение функциональности Cluster-Mode с возможностями pNFS протокола NFS 4.1 может совершить переворот на рынке, позволив нам на порядок повысить скорость и удобство использования по сравнению со специализированными распараллеленными файловыми системами, например GPFS и Lustre. Мы сможем предоставить эти преимущества и нашим реселлерам и поставщикам управляемых услуг, которые работают в сфере науки, технологий и других отраслей с большими объемами данных, например таких, как платформа Hadoop. Перечисляем преимущества, которыми обладает это решение.

  • Упрощенная инфраструктура. Общая организация структуры pNFS проще, чем у параллельных файловых систем, для работы которых помимо СХД требуется множество специальных серверов.
  • Управляемость. Как правило, pNFS состоит из нескольких файловых серверов, которыми приходится управлять по отдельности. Cluster-Mode позволит нам управлять всеми компонентами как одним целым.
  • Непрерывность операций. Экземпляр pNFS в кластере NetApp сможет использовать преимущество непрерывности операций во время технического обслуживания и распределения нагрузки так же, как и любая другая рабочая нагрузка.

Мы уже используем pNFS в работе с одним из заказчиков и ищем способы совместить этот протокол с технологией Infinite Volume, чтобы иметь возможность предоставлять новые высокоэффективные услуги.

Flash Pool

Как и любой другой поставщик услуг, мы практически не можем контролировать рабочие процессы, протекающие в нашей инфраструктуре. Различные проблемы, например, невыровненные данные томов или виртуальных машин, массовые загрузки и входы в систему, а также другие похожие ситуации, возникают без предупреждения, поэтому мы рады любой технологии, которая позволит нашей инфраструктуре лучше адаптироваться к подобным неожиданностям.

Технология NetApp Flash Pool видится нам потенциально важным инструментом для решения неожиданно возникающих проблем и дополнительным преимуществом, благодаря которому мы сможем создавать и предлагать заказчикам новые уровни хранения. Flash Pool является частью технологии яруса виртуального накопителя NetApp (VST), которая автоматически определяет «горячие» блоки данных и помещает их на высокопроизводительные носители. Такая система позволяет создавать дисковые агрегаты NetApp, в которые будут входить обычные диски и твердотельные накопители. Для повышения производительности случайные операции записи и чтения автоматически кэшируются на твердотельных дисках.

В настоящее время мы тестируем производительность систем Flash Pool, состоящих из дисков SATA большого объема и твердотельных накопителей, и надеемся в ближайшем будущем предложить заказчикам такое решение в качестве нового уровня хранения данных.

Заключение

Для компании PeakColo непрерывный рост означает возможность постоянно предоставлять заказчикам-реселлерам или поставщикам управляемых услуг производительные, масштабируемые и функциональные решения. Мы уверены, что выбрали лучших технологических партнеров для поддержания развития компании и для работы с важными тенденциями отрасли — СХД на основе высокопроизводительных накопителей, созданием сетей на основе ПО и крупными объемами данных. Система NetApp Data ONTAP 8 Cluster-Mode предлагает все необходимые нам функции, чтобы достичь успеха сегодня и справиться с новыми трудностями завтра. Гибкость Cluster-Mode — это бесценное качество для нас, как для поставщика облачных услуг, так как благодаря ей наши решения смогут максимально динамично отвечать потребностям в отличии от решений конкурентов.

Если вы хотите узнать еще что-нибудь о подходе PeakColo к ИТ-инфраструктуре, вас заинтересует техническая дискуссия, записанная на недавно прошедшей конференции Wikibon Peer Incite (посмотреть или послушать).

 Хотите высказать свое мнение о примере внедрения решения в PeakColo?

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

Люк Норрис, генеральный директор, основатель и главный архитектор PeakColo

Люк основал компанию PeakColo в 2006 году и сейчас отвечает за стратегию развития и управление компанией. До этого он работал менеджером центра интегрированных операций в SunGard Availability, где отвечал за непрерывную работу и управление центрами обработки данных по всему миру, общая площадь которых составляла 5 млн квадратных футов. Люк — соавтор двух запатентованных технологий, и еще несколько его изобретений, разработанных в период сотрудничества с PeakColo, сейчас находятся в процессе патентования.

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
О компании PeakColo

PeakColo — это частная компания-поставщик облачных сервисов в Денвере (штат Колорадо), основанная в 2006 году. Она специализируется на облачных вычислениях IaaS (инфраструктура как услуга) и предоставляет общедоступные, частные, гибридные, отказоустойчивые и индивидуальные решения. Полномасштабные облачные системы PeakColo корпоративного уровня развернуты в четырех ЦОД: в Денвере (Колорадо), Фениксе (Аризона), Лондоне (Англия) и Сиэтле (Вашингтон).



PeakColo и NetApp на VMworld

Собираетесь на VMworld 2012 в Сан-Франциско (26-30 августа)? Не пропустите следующие события.

Более подробную информацию о планах NetApp на время работы VMworld можно найти на странице мероприятий NetApp на выставке VMworld.



Три фундаментальных концепции гибкой и динамичной инфраструктуры хранения данных

Data ONTAP 8 Cluster-Mode придает системам хранения данных NetApp следующие качества.

  • Интеллектуальность. Возможность достичь больше без дополнительных сотрудников:
    • Управление OnCommand
    • Эффективность хранения данных
    • Ярус виртуального накопителя
  • «Вечность» данных. Постоянный доступ к данным во время переносов, обновлений и модернизации оборудования:
    • Непрерывность операций
    • Встроенная защита данных
    • Интегрированная защита данных
  • Бесконечная масштабируемость. Масштабирование СХД от нескольких ТБ до 50 ПБ:
    • Унифицированная архитектура
    • Безопасная многопользовательская среда
    • Кластер с горизонтальным масштабированием
    • Infinite Volume
Будьте в курсе
 
TRUSTe
Свяжитесь с нами   |   Как купить   |   Обратная связь   |   Карьера в NetApp  |   Подписка   |   Политика конфиденциальности   |   © NetApp, 2012