Řadič svazku IBM SAN - IBM SAN Volume Controller

Tento článek má několik problémů. Prosím pomozte vylepši to nebo diskutovat o těchto problémech na internetu diskusní stránka. (Zjistěte, jak a kdy tyto zprávy ze šablony odebrat) Tento článek je hlavní část není adekvátně shrnout klíčové body jeho obsahu. Zvažte prosím rozšíření potenciálního zákazníka na poskytnout přístupný přehled všech důležitých aspektů článku. (Červen 2020) tento článek příliš spoléhá na Reference na primární zdroje. Vylepšete to přidáním sekundární nebo terciární zdroje. (Červen 2020) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

The Řadič svazku IBM SAN (SVC) je blok virtualizace úložiště spotřebič, který patří do IBM System Storage produktová řada. SVC implementuje nepřímou nebo „virtualizační“ vrstvu do a Fibre Channel síť úložiště (SAN).

Architektura

Řadič svazku IBM 2145 SAN (SVC) je řadové virtualizační zařízení nebo zařízení „brány“. Logicky sedí mezi hostiteli a poli úložiště, prezentuje se na hostitelích jako poskytovatel úložiště (cíl) a prezentuje se na pole úložiště jako jeden velký hostitel.^[1] SVC je fyzicky připojen k jedné nebo několika SAN látkám.

Přístup virtualizace umožňuje nerušivé nahrazení jakékoli části infrastruktury úložiště, včetně samotných zařízení SVC. Zaměřuje se také na zjednodušení požadavků na kompatibilitu v silně heterogenních prostředích serverů a úložišť. Všechny pokročilé funkce jsou proto implementovány ve virtualizační vrstvě, což umožňuje přepínání dodavatelů úložných polí bez dopadu. A konečně, šíření instalace SVC na dva nebo více webů (natažené shlukování) umožňuje základní ochranu před katastrofami spárovanou s nepřetržitou dostupností.

Uzly SVC jsou vždy seskupeny, s minimálně 2 a maximálně 8 uzly a lineární škálovatelností. Uzly jsou nosič - namontovaná zařízení odvozená z IBM System x servery chráněné redundantními napájecími zdroji a integrovanými bateriemi. Dřívější modely obsahovaly externí napájecí zdroje napájené z baterie. Každý uzel má porty Fibre Channel, které se současně používají pro příchozí, odchozí a datový provoz v rámci seskupení. Hostitelé mohou být také připojeni přes porty FCoE a iSCSI Gbit Ethernet. Komunikace uvnitř clusteru zahrnuje udržování integrity mezipaměti pro čtení a zápis, sdílení informací o stavu a předávání čtení a zápisů na libovolný port. Tyto porty musí být zónovány dohromady.

Psát si mezipaměti je chráněn zrcadlením v rámci dvojice uzlů SVC, tzv I / O skupina. Virtualizované zdroje (= svazky úložiště prezentované hostitelům) jsou distribuovány napříč I / O skupinami, aby se zlepšil výkon. Svazky lze také nepřerušovaně přesouvat mezi I / O skupinami, například když se přidají nové páry uzlů nebo se odstraní starší technologie. Uzlové páry jsou vždy aktivní, což znamená, že oba členové přijímají simultánní zápisy pro každý svazek. Kromě toho všechny ostatní uzly clusteru přijímají a předávají požadavky na čtení a zápis, které interně zpracovává příslušná skupina I / O. Poruchy cesty nebo desky jsou kompenzovány nerušivostí převzetí služeb při selhání uvnitř každé I / O skupiny nebo volitelně napříč rozptýlenými I / O skupinami. Hostitelé musí mít vícecestný nainstalované ovladače, například Ovladač zařízení subsystému IBM (SD D)^[2] nebo standardní MPIO Řidiči.

SVC je založen na úložném systému COMmodity PArts (Kompas) architektura vyvinutá v IBM Výzkumné centrum Almaden.^[2] Většina softwaru byla vyvinuta v laboratořích IBM Hursley Labs ve Velké Británii.

Terminologie

• Uzel - jeden 1U nebo 2U stroj.

• I / O skupina - pár uzlů, které navzájem duplikují příkazy pro zápis
• Klastr - skupina 1 až 4 I / O skupin spravovaných jako jedna entita.
  • Stretched cluster - konfigurace ochrany webu s 1 až 4 I / O skupinami, z nichž každá se táhla přes dva weby, plus místo svědka
  • Clusterová IP adresa - jediná IP adresa klastru, který poskytuje administrativní rozhraní prostřednictvím (SSH a HTTPS )
  • Servisní IP adresa - IP adresa používaná pro obsluhu jednotlivého uzlu. Každý uzel může mít nakonfigurovanou IP služby.
  • Konfigurační uzel - jeden uzel, který uchovává konfiguraci clusteru a má přidělenou IP adresu clusteru.
• Master Console (nebo SSPC) - grafické uživatelské rozhraní pro správu pro SVC do verze 5.1, založené na WebSphere Application Server; není nainstalován na žádném uzlu SVC, ale na samostatném počítači^[2]
  • Od verze SVC verze 6.1 se hlavní konzole (SSPC) již nepoužívá. Webová správa se provádí přímo v konfiguračním uzlu pomocí a HTML5 GUI.
• Virtuální disk (VDisk ) - jednotka úložiště předložená hostiteli. Vydání 6 GUI označuje VDisk jako svazek.
• Managed Disk (MDisk) - jednotka úložiště (a LUN ) ze skutečného, ​​externího diskové pole, virtualizované SVC. MDisk je základna pro vytvoření obrazového režimu VDisk.
• Managed Disk Group - (MDisk Group) skupina jednoho nebo více Mdisků. Rozsahy MDisk ve skupině MDisk jsou základem pro vytvoření pruhovaného nebo sekvenčního režimu VDisk. Vydání 6 GUI označuje skupinu spravovaných disků jako fond.
• Rozsah - samostatná jednotka úložiště; MDisk je rozdělen na rozsahy; VDisk je vytvořen ze sady rozsahů.

Časová osa

Časová osa pro řadič svazku IBM SAN do srpna 2019

Různé modely SAN Volume Controller byly k dispozici ke koupi krátce po zmíněném dni oznámení. Světle zelené pruhy ukazují časové období, kdy bylo možné objednat každý model, zatímco světle modré pruhy ukazují, jak dlouho pokračovala standardní služba po stažení z marketingu. Zobrazené informace jsou aktuální v srpnu 2019. Existují rozdíly v podmínkách služby mezi 2145 a 2147, ale ne v hardwaru.

Výkon

Vydání 4.3 SVC obsahovalo Rada pro výkon úložiště (SPC) světový rekord v měřítcích výkonu SPC-1, návrat téměř 275 000 (274 997,58) IOPS. V té době (říjen 2008) neexistoval žádný rychlejší subsystém úložiště srovnávaný s SPC.^[3] Benchmark SPC-2 také vrátil přední světové měření propustnosti přes 7 GB / s.

Vydání 5.1 dosáhlo nových rekordů s benchmarkem 4 uzlů a 6 uzlů s DS8700 jako zálohovaným úložným zařízením. SVC překonal svůj vlastní rekord 274 997,58 IOPS SPC-1 v březnu 2010, přičemž 315 043,59 pro klastr se 4 uzly a 380 489,30 s klastrem se 6 uzly, což byly záznamy, které platily do října 2011.

Vydání 6.2 SVC obsahovalo Rada pro výkon úložiště (SPC) světový rekord v benchmarcích výkonu SPC-1, návrat přes 500 tis. (520 043,99) IOPS (I / O za sekundu) s použitím 8 uzlů SVC a Storwize V7000 jako backendového disku. V té době (leden 2012) neexistoval žádný rychlejší subsystém úložiště srovnávaný s SPC.^[4] Úplné výsledky a shrnutí lze zkontrolovat na výše uvedené webové stránce SPC.^{[poznámka 1]}

Verze 7.x poskytuje několik vylepšení včetně podpory dalších procesorů, mezipaměti a adaptérů. Zjednodušená mezipaměť pracuje při propadnutí latence 100 µs^[5] a 60 µs latence zásahu do mezipaměti, což umožňuje SVC jako front-end IBM FlashSystem úložiště v pevné fázi bez významného trestu za výkon. Viz také: FlashSystem V9000

Zahrnuté funkce (7.x)

Směrování nebo mapování z virtuálního LUN na fyzický LUN

Servery přistupují k SVC, jako by to byl řadič úložiště. Viděné SCSI LUN, které představují, představují virtuální disky (svazky) přidělené v SVC z fondu úložiště vytvořeného z jednoho nebo více spravovaných disků (MDisks). Spravovaný disk je jednoduše LUN úložiště poskytovaný jedním z řadičů úložiště, který SVC virtualizuje. Virtuální kapacita může být větší než spravovaná fyzická kapacita, s aktuálním maximem 32 PB, v závislosti na granularitě správy (velikost rozsahu)

Migrace a sdružování dat

SVC může přesouvat svazky z jednoho fondu kapacity (Skupina MDisk) do jiného při zachování I / O přístupu k datům. Ukládání do mezipaměti pro zápis a čtení zůstává aktivní. Fondy lze zmenšit nebo rozšířit odebráním nebo přidáním kapacity hardwaru při zachování I / O přístupu k datům. Obě funkce lze použít pro bezproblémovou migraci hardwaru. Migrace ze starého modelu SVC na nejnovější model je také bezproblémová a neznamená žádné kopírování dat.

Import a export stávajících logických jednotek pomocí režimu obrazu

„Režim obrazu“ je nevirtualizovaná předávací reprezentace MDisk (spravovaná LUN), která obsahuje existující klientská data; takový MDisk lze bezproblémově importovat do nebo odebrat z klastru SVC.

Mezipaměť pro rychlý zápis

Zápisy z hostitelů jsou potvrzeny, jakmile byly potvrzeny do zrcadlené mezipaměti SVC, ale před tím, než budou zničeny základním řadičům úložiště. Data jsou chráněna replikací do partnerského uzlu ve skupině I / O (pár uzlu klastru). Velikost mezipaměti závisí na hardwarovém modelu SVC a nainstalovaných volbách. Mezipaměť s rychlým zápisem je zvláště užitečná ke zvýšení výkonu v konfiguracích středního úložiště.

Automatické vrstvení (snadná úroveň)

SVC automaticky vybere nejlepší úložný hardware pro každou část dat podle svých přístupových vzorů. Nepřátelská „horká“ data mezipaměti se dynamicky přesouvají na disky SSD SSD, zatímco data přátelská k mezipaměti i „studená“ data se přesouvají na ekonomické rotující disky. Easy Tier také sleduje a optimalizuje pracovní zatížení pouze vřetena, pokud není připojeno žádné úložiště v pevné fázi. Idem, Easy Tier automaticky optimalizuje polovodičová pracovní vytížení mezi médii Flash Enterprise a Read Intensive.

Funkce jednotky SSD (SSD)

SVC může používat jakékoli podporované externí úložné zařízení SSD nebo poskytovat své vlastní interní sloty SSD, až 32 na klastr. Tyto lze použít ke zvýšení stárnoucích fondů rotujících disků: Snadné vrstvení je automaticky aktivní v hybridních fondech kapacity smíšených médií.

Tenké zajišťování

Kapacita LUN se používá pouze tehdy, když se do LUN zapisují nová data. Datové bloky rovné nule nejsou fyzicky alokovány, pokud neexistují předchozí data nerovná nula. Během importu nebo během interních migrací jsou datové bloky rovné nule zahozeny (Silná migrace).

Kromě toho je tenké zajišťování integrováno do níže popsaných funkcí FlashCopy, které poskytují snímky efektivní z hlediska prostoru

Zrcadlení virtuálního disku

Poskytuje schopnost udržovat dvě redundantní kopie logické jednotky, implicitně na různých řadičích úložiště

Ochrana stránek pomocí Protáhlý shluk

Geograficky distribuované, vysoce dostupné seskupené úložiště s využitím funkce zrcadlení virtuálního disku napříč datovými centry do vzdálenosti 300 km. Roztažené klastry mohou zahrnovat 2, 3 nebo 4 datová centra (řetězová nebo kruhová topologie, klastr se 4 weby vyžadující 8 uzlů klastru). Klastrová konzistence je zajištěna většinovou hlasovací sadou.

Ze dvou úložných zařízení ve dvou datových centrech představuje SVC jednu společnou logickou instanci. Na úrovni logické instance se používají operace na straně uživatele, jako je Snapshot nebo LUN Resizing. Hardwarově orientované operace, jako je komprese v reálném čase nebo živá migrace hardwaru, probíhají na úrovni fyzické instance.

Na rozdíl od klasického zrcadlení jsou logické logické jednotky čitelné a zapisovatelné na obou stranách (tandem) současně, odstranění potřeby převzetí služeb při selhání, přepínač rolínebo přepnout web jak je uvedeno v produktech pro správu Site Recovery. Tuto funkci lze kombinovat s Živá mobilita oddílů nebo VMotion vyhnout se hromadnému přenosu dat během pohybu virtuálního serveru na metro.

Geografický crossover přístup

Všechny uzly clusteru SVC v roztaženém klastru mají přístup pro čtení / zápis k úložnému hardwaru v umístění zrcadlení, což odstraňuje potřebu opětovné synchronizace webu v případě selhání jednoho uzlu. Tato funkce se vzájemně vylučuje Vylepšený roztažený klastra je doporučeno pouze pro jednotlivé protažené páry uzlů.

Uzly pohotovostního režimu

Napájené uzly, které ve velmi krátkém čase mohou převzít roli neúspěšných uzlů v roztaženém nebo místním klastru.

Vylepšený roztažený klastr

Funkce optimalizující datové cesty v napjatém klastru v metru nebo geografické vzdálenosti (viz výše), která je užitečná, když je šířka pásma mezi weby omezená a provoz mezi weby musí být minimalizován. SVC se pokusí použít nejkratší cestu pro čtení a zápis. Například zápis do mezipaměti pro ukládání do úložných zařízení je vždy prováděn kopií mezipaměti, která je nejblíže, pokud není vypnutá její kopie mezipaměti. Doporučené minimum pro Enhanced Stretched Cluster jsou dva páry uzlů.

Roztažená skupina se zlatou kopií (DR se třemi stránkami)

Roztažený klastr, který udržuje další synchronní nebo asynchronní kopii dat na nezávislém roztaženém klastru nebo zařízení SVC nebo Storwize v geografických vzdálenostech. The Zlatá kopie představuje ochranu před katastrofami před výpadky metra, které mají dopad na napjatý klastr jako celek. Spoléhá se na licencované funkce Metro- nebo Global Mirror.

Hyperswap

Schopnost bezproblémového selhání při přístupu k datům mezi geograficky rozptýlenými IO skupinami nebo klastry. Stejně jako u Protáhlý shluk, obě strany přijímají simultánní zápisy, ale data mezipaměti pro zápis se zrcadlí lokálně na obou webech, protože skupiny IO jsou drženy pohromadě. Hyperswap lze kombinovat s Živá mobilita oddílů nebo VMotion pro maximální dostupnost aplikace. Na straně serveru funguje Hyperswap s většinou nativních vícecestných ovladačů ALUA Podpěra, podpora. Hyperswap spoléhá na funkčnost Metro Mirror a vyžaduje licenci Metro Mirror, stejně jako minimálně dva páry uzlů.

Transparentní cloudové vrstvení

Datová úložiště objektů kompatibilních s Swift a S3 lze použít jako studenou vrstvu pro přírůstkové snímky svazků a archivy svazků bez živého produkčního přístupu. To umožňuje udržovat každou hodinu Stroj času kopíruje nebo archivuje obrazy virtuálních počítačů včetně připojených svazků v cenovém bodě poněkud bližším páskovým médiím. Místní podpora datového úložiště je poskytována prostřednictvím OpenStack Swift. Off-premise podporu datového úložiště poskytuje Amazon S3 nebo Softlayer. Off-premise Transparent Cloud Tiering ve výchozím nastavení používá šifrování AES, což je licencovaná funkce.

Volitelné funkce

Existují některé volitelné funkce, samostatně licencované, např. za TB:^[2]

Komprese v reálném čase

Tato technologie redukce dat za letu nabízí zmenšení stopy o 50% (zaručeno) nebo až o 80% (nalezeno v databázích Oracle). Díky využití vyhrazeného kompresního hardwaru nemá obecně žádný dopad na výkon a je použitelný pro databáze s vysokou zátěží. The časová lokalita algoritmu může dokonce zvýšit výkon čtení na odpovídajících datových vzorcích, jako jsou databáze SQL uložené na rotujících discích. Účinnost komprese se rovná „zipu“ (Lempel – Ziv – Welch ) s velmi velkým slovníkem a lze jej přesně předvídat napříč petabajty pomocí Vykladač nářadí.

Kompresi v reálném čase lze kombinovat s Easy Tiering, Thin Provisioning a Virtual Disk Mirroring. Původně jej vynalezl získaný startup Storwize Inc.,^[6] který také sloužil jako nový název pro rodinu úložných systémů IBM odvozených od SVC.

FlashCopy (Momentka)

To se používá k vytvoření snímek disku pro zálohování / vrácení zpět nebo testování aplikací jednoho svazku. Snímky vyžadují pouze kapacitu „delta“, pokud nejsou vytvořeny s plně zajištěnými cílovými svazky. FlashCopy se dodává ve třech variantách: Snapshot, Backup volume a Clone, který je automaticky odpojen od zdroje. Všechny jsou založeny na optimalizovaných copy-on-write technologie.

Jeden zdrojový svazek může mít až 256 současných cílů. Cíle mohou být vytvořeny přírůstkově a mohou být vytvořeny kaskádové stromové struktury závislostí. Cíle lze znovu použít na jejich zdroj nebo jakýkoli jiný vhodný svazek, také různé velikosti (např. Resetování jakýchkoli změn z příkazu změny velikosti).

Copy-on-write je založen na a bitmapa s konfigurovatelným obilí velikost, na rozdíl od a časopis.^[2]

FlashCopy rollback (Stroj času)

Poskytuje schopnost vrácení času inspirovanou strojem pomocí selektivně granulovaných bodů konzistence. Mechanismus konzistence může pokrýt mnoho logických jednotek najednou. Rollback vyžaduje licenci FlashCopy a software Spectrum Control Snapshot.

Zrcadlo metra synchronní vzdálená replikace -

To umožňuje dálkové ovládání zotavení po havárii místo na vzdálenost až asi 300 km^[7]

Globální zrcadlo - asynchronní vzdálená replikace

To umožňuje vzdálené zotavení po havárii na vzdálenost tisíců kilometrů. Každý vztah Global Mirror lze konfigurovat pro vysokou latenci / nízkou šířku pásma nebo pro připojení s vysokou latencí / vysokou šířkou pásma, což umožňuje konzistentní cíl bodu obnovení RPO pod 1 s

Globální zrcadlo přes IP - vzdálená replikace přes internet

používá SANslide technologie integrovaná do firmwaru SVC pro odesílání zrcadleného datového provozu přes TCP / IP spojení, při maximalizaci efektivity šířky pásma tohoto odkazu. To může mít za následek 100násobné zrychlení přenosu dat na velké vzdálenosti.^[8]

Šifrování dat v klidu

SVC a další Spectrum VirtualizeZařízení na bázi mohou transparentně šifrovat data na jakémkoli místním médiu, virtualizovaném připojeném úložišti nebo cloudové úrovni (podle výchozího nastavení). Šifrovací mechanismus je 256bitový AES-XTS. Klíče jsou generovány lokálně a uloženy na vyměnitelných jednotkách typu palec nebo jsou získány z klíčové služby pro správu životního cyklu. Obě možnosti se vzájemně vylučují.

Ostatní produkty s kódem SVC

Dne 7. Října 2010 společnost IBM oznámila IBM Storwize V7000, první člen Storwize rodina.^[9] Storwize používá kódovou základnu SAN Volume Controller s interním úložištěm k poskytnutí subsystému úložiště za nízkou cenu.^[10] IBM Storwize V5000, V3700 a V3500 jsou zmenšené kompatibilní modely s menším počtem mezipaměti / CPU / adaptérů a sníženou sadou funkcí.

IBM FlashSystem V9000 využívá firmware SVC integrovaný s IBM FlashSystem polovodičové zásuvky.

V roce 2015 IBM znovu označila virtualizační funkce za Spectrum Virtualize, aby bylo možné jej sladit s konvencemi pojmenování úložišť softwarově definovaného softwaru IBM a zdůraznit aspekt interoperability.

Produkty jiných společností než IBM se spuštěným kódem SVC

The Actifio Zařízení PAS (Protection and Availability Storage) zahrnuje prvky kódu SVC k dosažení široké interoperability.^[11] Platforma PAS zahrnuje mimo jiné funkce zálohování, zotavení po katastrofě a obchodní kontinuitu.

Viz také

• Ovladač zařízení subsystému IBM (SDD), ovladač s více cestami pro IBM System Storage, původně používaný serverem IBM Enterprise Storage Server
• EMC VPLEX, konkurenční řešení
• Rodina IBM Storwize

Poznámky pod čarou

Reference

externí odkazy

• Odkazy na červené knihy SVC, informace, aktualizace
• Oficiální stránka IBM Storage Virtualization
• Oficiální stránka IBM SAN
• Oficiální stránka Redbooků IBM pro SVC
• Oficiální stránka IBM Redbooks pro Storwize V7000