NetApp Logo
NetApp Tech OnTap
     
pdf-icon.gif
steve-miller-frame-gray.jpg
Стивен Миллер (Steven Miller)
старший технический директор и архитектор платформ
NetApp

NetApp уже давно занимается разработкой систем хранения данных, которые позволяют своим владельцам правильно начать работу, избежать усложнения системы и обеспечить ее рациональное расширение. Если вы читали некоторые из недавних статей в Tech OnTap®, посвященных опыту внедрения, в том числе статью об опыте внедрения в компании Be the Match, вышедшую в этом месяце, и статью прошлого месяца об опыте внедрения в компании Broome-Tioga, вам наверняка стало понятно, что одной из самых любимых администраторами особенностью систем хранения данных NetApp® является возможность начать с небольшой системы, а затем расширять ее по мере необходимости, не выполняя сложного переноса данных с одной платформы на следующую.

Эта особенность закладывалась еще на первом этапе разработки новой СХД начального уровня FAS2240. Мы также планировали значительно увеличить надежность, доступность, удобство технического обслуживания и управления (все вместе обозначается аббревиатурой RASM) новой платформы, с тем чтобы поднять перечисленные характеристики до уровня, предлагаемого в сериях продуктов FAS3200 и FAS6200.

В этой статье будут описаны уникальные конструктивные возможности FAS2240, в числе которых:

  • интеграция контроллеров в дисковые полки NetApp, работающие по технологии SAS;
  • усовершенствования системы ввода-вывода и повышение производительности;
  • новые возможности с точки зрения отказоустойчивости и доступности.

Таблица 1) Ключевые характеристики FAS2240.

ХарактеристикиПреимущества
Преобразование в дисковую полкуЕсли с течением времени возможностей FAS2240 станет недостаточно, систему можно сконвертировать в дисковую полку, добавив новый дисковый контроллер, и, таким образом, избежав необходимости переноса данных.
Высокопроизводительные средства ввода-выводаИнтерфейсы 10GbE и 8Gb FC позволяют устранить возможный недостаток пропускной способности.
Двух-трехкратное увеличение производительностиУровень производительности, полностью соответствующий возможностям высокопроизводительных модулей ввода-вывода.
Формат шасси размером 2U и 4UШасси размера 2U, оптимизированное для развертывания при минимуме места и ориентированное на производительность. Шасси размера 4U, оптимизированное под максимальную емкость.
Улучшенные показатели RASMТа же система управления, базирующаяся на сервисном процессоре (SP), что используется в платформах NetApp среднего и высокого уровня.
Та же микроархитектура, что в серии FAS6200Улучшенная совместимость продуктов всей линии.

Больше полезного в меньшем корпусе

Выпуская FAS2240, мы намерены поднять ставки. Начиная с 2009 г., NetApp использует стандарт Storage Bridge Bay (SBB), благодаря которому нам удалось разместить FAS2240 в меньшем по размеру и более плотно упакованном корпусе по сравнению с прежними моделями. В то же время благодаря новому дизайну обновление FAS2240 до другой платформы не потребует никаких усилий.

Контроллеры для FAS2240 разрабатывались как SBB-контейнеры, которые вставляются непосредственно в SBB-совместимые дисковые полки DS4243 и DS2246. В результате вы получаете полную СХД высокой готовности в пространстве одной дисковой полки высотой всего 2U.

Гибкие конфигурации

Система FAS2240-2 позволяет использовать до 24 дисковых накопителей SAS малого форм-фактора, установленных в шасси 2U глубиной 19 дюймов дисковой полки DS2246. Благодаря этому система может использоваться в экстремальных условиях, а также в любом ограниченном пространстве или ситуации, когда требуется обеспечить максимальную простоту, как, например, в удаленных офисах без выделенного ИТ-персонала.

Система FAS2240-4 позволяет использовать до 24 дисковых накопителей SATA, размещенных в шасси размера 4U полки DS4243. (Диски SAS не поддерживаются в базовом шасси FAS2240-4.) Использование дисков SATA позволяет FAS2240-4 предоставить больше дискового пространства (до 72 ТБ) в стойке размера 4U.

Независимо от выбранной модели, пользователь может сконфигурировать до 120 дополнительных внешних дисков (общее количество дисковых накопителей достигает 144), используя любую подходящую технологию дисковых полок или дисковых накопителей. Если на начальном этапе использовать диски SAS, позже можно добавить к ним диски SATA (или сочетать диски обеих технологий), и наоборот. Кроме того, поддерживаются дисковые накопители Fibre Channel, а также внешние твердотельные накопители (SSD).

Рис.1) FAS2240-2 (вид сзади). Показана конфигурация высокой готовности (HA). В автономной конфигурации используется один модуль PCM.

Рис.2) FAS2240-4 (вид сзади). Показана конфигурация высокой готовности (HA). В автономной конфигурации используется один модуль PCM.

Простота обновления: перенос данных не нужен

Если с течением времени система FAS2240-2 или FAS2240-4 перестает отвечать вашим требованиям, базовое шасси можно преобразовать в стандартную дисковую полку, заменив контроллеры FAS2240 (так называемые модули контроллера процессора или модули PCM) подходящими модулями ввода-вывода (IOM). Подключите преобразованную полку к контроллеру NetApp по вашему выбору — и система снова готова к работе, при этом необходимость переноса данных отсутствует, а время простоя минимально.

Под крышкой корпуса: процессоры и система ввода-вывода

Чтобы обеспечить исключительную производительность сегодня и подготовить FAS2240 к возможности использования Data ONTAP® в отдаленном будущем, мы оснастили систему процессорами Jasper Forest компании Intel®. Эта серия процессоров, разработанная специально для встроенных приложений и приложений хранения, дает возможность использования в нашей платформе начального уровня той же 64-разрядной архитектуры, Nehalem-EP, которая используется в серии FAS6200. Выбор той же самой микроархитектуры позволяет еще более улучшить совместимость, обеспечивая работу двух платформ под управлением одного набора микрокоманд. Технология Intel Hyper-Threading Technology позволяет обрабатывать множество потоков каждым из ядер, что фактически удваивает число независимых потоков, параллельно исполняемых Data ONTAP. Благодаря процессорам Jasper Forest, установленным в FAS2240, теперь 64-разрядная архитектура предлагается NetApp во всей линии продуктов. Data ONTAP поддерживает 64-разрядное аппаратное обеспечение с 2006 г. и FAS2240 стала еще одной системой в длинном перечне полностью 64-разрядных СХД.

Установка дополнительной "мезонинной" карты устройств ввода-вывода

Новая процессорная архитектура может использоваться в связке с мезонинными картами (одна карта на PCM), что позволяет добавить интерфейсы передачи данных 10-Gigabit Ethernet или Fibre Channel 8/4/2Gbps (два порта на карту) и полностью использовать новые интервыйсы передачи данных. 10GbE может использоваться для поддержки конфигураций с кластерным режимом под управлением ONTAP 8.1 или для высокоскоростного подключения клиентов. Карта 8Gbps Fibre Channel может быть сконфигурирована либо как target, либо как initiator, и позволяет при необходимости подключаться к хостам SAN или дисковым полкам и ленточным устройствам Fibre Channel.

Встроенные модули ввода-вывода на каждом модуле PCM включают четыре порта Gigabit Ethernet для подключений локальной сети LAN и два широких 6-гигабитных порта SAS для подключения к внешним и внутренним дискам SAS и SATA или ленточным устройствам SAS. В результате пользователь получает большую пропускную способность в очень небольшом корпусе.

Рис.3) Модуль PCM со светодиодными индикаторами, стандартными портами и дополнительными портами на мезонинной карте.

Сравнение с FAS2040

В Таблице 2 показано, чем FAS2240HA отличается от системы предыдущего поколения FAS2040.

Таблица 2) Сравнение с FAS2040HA и FAS2240HA.


FAS2040HAFA2240HA
Ядра процессора4 x 32-разрядн.4 x 64-разрядн.
Центральный процессор с технологией Hyperthreading
Физическая память8 ГБ12 ГБ
Встроенные порты ввода-вывода4 x FC
8 x GbE
2 x 3Gb SAS
8 x GbE
4 x 6Gb SAS
Опция расширения порта
Дополнительные карты 10GbE или 8Gb FC
Максимальное количество шпинделей136144
Преобразование в дисковую полку
УправлениеBMCSP
Поддержка Data ONTAP7.3.2, 8.0, 8.18.1

В зависимости от приложения система FAS2240 обеспечивает двукратный или трехкратный прирост производительности по сравнению с FAS2040.

Отказоустойчивость, доступность, удобство технического обслуживания и управления

В систему FAS2240 добавлено несколько функций, позволяющих улучшить ее отказоустойчивость и доступность до уровня, сравнимого с сериями FAS3200 и FAS6200.

Сервисный процессор

Предыдущие платформы начального уровня оснащались более простым сервисным процессором, чем платформы среднего и верхнего уровней. Система FAS2240 оснащена тем же процессором, что и наши высокопроизводительные платформы. Сервисный процессор продолжает работать, даже когда остальная система хранения простаивает; он предоставляет такие возможности, как управление циклом удаленного включения-выключения и отправка уведомлений об отказе системы, и всегда доступен для использования в целях устранения неполадок. К дополнительным преимуществам можно отнести:

  • контроль состояния и учет узлов, заменяемых персоналом предприятия заказчика;

  • формирование детальных отчетов из показаний датчиков силы тока, напряжения и температуры;

  • отслеживание статуса светодиодов;

  • принудительная выгрузка дампов ядра (заменяет на контроллерах кнопку NMI).

Благодаря тому, что сервисный процессор FAS2240 поддерживает также технологию NetApp Alternate Control Path (ACP), становится возможным использование выделенного канала управления дисковыми полками NetApp SAS. ACP повышает готовность данных, позволяя дисковому контроллеру осуществлять сброс канала системы хранения без необходимости передавать управляющие данные через этот канал. Если какой-то из каналов отключился или работает неправильно, то его можно вернуть в штатный режим быстрым сбросом без вмешательства извне. Применение ACP позволяет восстанавливать штатный режим работы систем хранения без их перезагрузки, а это значительное преимущество.

ACP обеспечивает доступ к дисковым полкам «с черного хода». Канал ACP существует совершенно независимо от канала передачи данных SAS и предоставляет новые возможности возврата модуля полки в штатный режим работы без перерыва в сервисе, в том числе возможность осуществить сброс или отключение-включение питания любого из модулей ввода/вывода (IOM) или всего домена. Также предусмотрена возможность отключения-включения питания всей полки. Технология ACP улучшает способность Data ONTAP выполнять автоматический сброс неправильно функционирующих компонентов, чтобы возвращать их в штатное рабочее состояние с наименьшими потерями.

Из всех особенностей FAS6200 лично меня, как инженера, больше всего восхищает возможность инициировать сеанс связи с микроконтроллером и считывать информацию о состоянии всей системы даже в том случае, если она обесточена. Дампы и сведения, которые можно получить посредством микроконтроллера, позволяют после анализа в точности установить, что именно происходило в момент сбоя, и определить меры по исправлению ситуации. Главный процессор может быть даже проверен в пошаговом режиме с тем, чтобы точно определить причину сбоя. Хотя эти расширенные возможности пользователю могут никогда не понадобиться, они позволяют нам гораздо быстрее выявлять причины аппаратных сбоев и сократить их потенциальное воздействие. Возможности такого рода обычно отсутствуют в системах начального уровня.

Диагностика системного уровня

Мы также включили в систему средства диагностики системного уровня, используемые в FAS3200 и FAS6200; эти средства помогают выявлять проблемы аппаратного уровня. Средства диагностики системного уровня можно запускать после одного из следующих событий.

  • Первоначальная установка системы

  • Добавление или замена аппаратных компонентов системы

  • Критические ошибки системы, вызванные неизвестной причиной

  • Доступ к устройству, которое периодически отключается или недоступно

  • Время отклика системы становится слишком большим и другие меры по устранению неполадок не позволили устранить проблему

Многоканальная конфигурация с высокой готовностью (MP-HA) для внутренних дисков

Система FAS2240 может обеспечить MP-HA для всех подключенных дисков, как внутренних, так и внешних. MP-HA представляет собой возможность предоставления резервных каналов связи между дисковыми контроллерами и дисками для конфигураций с двумя контроллерами (HA) и снижает возможность возникновения ситуации со срабатыванием кластера в результате отказа одного из путей. Наличие второго канала связи с хранилищем защищает систему от разнообразных потенциальных сбоев, таких как:

  • ошибка порта;

  • сбой кабеля, соединяющего контроллер с полкой (в конфигурации с несколькими дисковыми полками);

  • сбой модуля полки;

  • сбой спаренного внутреннего кабеля полки;

  • сбой вспомогательного канала (в конфигурациях высокой готовности).

MP-HA не только увеличивает общую отказоустойчивость СХД, но и позволяет Data ONTAP выполнять техническое обслуживание, например обновлять микропрограммное обеспечение дисков без приостановки нормальной работы системы. Производительность может также повыситься благодаря тому, что MP-HA обеспечивает для хранилища удвоенную пропускную способность.

Заключение

Система FAS2240 разрабатывалась с целью предоставления пользователям большей гибкости, чем предлагавшаяся ранее платформами начального уровня, и конструировалась с уровнем отказоустойчивости и доступности, которые обычно можно найти только в высокопроизводительных системах хранения корпоративного класса. В качестве бонуса FAS2240 поддерживает, без дополнительной оплаты, все протоколы хранения: NFS, CIFS, Fibre Channel и iSCSI. Мы приложили все усилия к тому, чтобы вложить в систему начального уровня как можно больше программных возможностей.

Наш уникальный дизайн основан на стандарте Storage Bridge Bay и позволяет разместить как автономные конфигурации, так и конфигурации высокой готовности (HA) в одной дисковой полке. В результате, если ваша компания перерастает возможности FAS2240, можно просто преобразовать базовую систему в дисковую полку и подключить ее к системе хранения серии FAS3200 или FAS6200 без необходимости выполнять перенос данных. Все платформы NetApp работают с одной и той же операционной средой Data ONTAP и, поскольку в FAS2240 используется та же микроархитектура, что и в FAS6200, совместимость между платформами высока, как никогда раньше.

Наконец, мы предприняли специальные меры по адаптации FAS2240 к средам, не относящимся к ЦОД, в которых требования к пространству особено высоки. Система FAS2240-2 представляет собой полную высокопроизводительную, устойчивую к сбоям систему хранения, которая может содержать до 24 дисков технологии SAS, размещенных в шасси размера 2U глубиной всего 19 дюймов.

got-opinions-385x121.jpg

Стивен, уже более шести лет работающий в должности архитектора платформ NetApp, принимал непосредственное участие в создании серий FAS3100, FAS3200, FAS6200 и FAS2240, а также модулей Performance Acceleration Module (PAM) и Flash Cache (PAM II). Он также является техническим координатором NetApp во взаимоотношениях с Агентством национальной безопасности, Национальным агентством геопространственной разведки и Центральным разведывательным управлением США. Стивен участвует в работе нескольких групп внутри IEEE и иных отраслевых организаций. Он обладатель 26 патентов и автор 19 заявок в сфере хранения данных и высокопроизводительных вычислительных технологий.

Explore
Explore

О новейших программах и устройствах NetApp

Дополнительную информацию об аппаратных и программных платформах NetApp можно найти в следующих статьях Tech OnTap: