Saat ini, flash drive semakin menempati ceruk media penyimpanan di segmen Enterprise. Ini difasilitasi oleh pengurangan yang signifikan dalam biaya dan peningkatan kapasitas drive individu. Di mana, sampai saat ini, hanya hard drive mekanis yang digunakan, SSD sekarang dieksploitasi secara aktif. Dan kita berbicara tidak hanya tentang drive internal dalam sistem klien, tetapi juga tentang subsistem disk server dan sistem penyimpanan data. Dan dalam segmen ini konfigurasi sistem penyimpanan menempati tempat yang terpisah, di mana hanya SSD yang digunakan sebagai media penyimpanan. Inilah yang disebut sistem Semua Flash.
Pertama-tama, Anda perlu memahami sendiri apa itu sistem penyimpanan All Flash. Jelas bahwa namanya menyiratkan penggunaan hanya drive Flash di dalamnya. Namun, tidak semua sistem Flash sama. Secara konvensional, mereka dapat dibagi menjadi tiga subspesies.
1. Penyimpanan tradisional menggunakan SSD
Faktanya, ini adalah jenis semua sistem penyimpanan Flash yang paling banyak. Karena bagi pabrikan tidak ada yang lebih mudah daripada melengkapi penyimpanan Anda yang ada dengan drive SSD. Tentu saja, vendor terkemuka, selain menempel kembali nameplates (All Flash storage), juga terlibat dalam optimalisasi firmware tambahan untuk kenyamanan bekerja dengan SSD serta meningkatkan kecepatan sistem secara keseluruhan. Tetapi ada beberapa yang tidak terlalu repot dan hanya menawarkan bundel yang terdiri dari penyimpanan reguler dan satu set SSD. Akibatnya, Anda dapat menemukan penawaran di pasar, mulai dari All Flash NAS Qnap (kami mengabaikan pembahasan tentang kelayakan solusi ini, tetapi, memang, All Flash tidak dapat disalahkan!) Untuk multi-player Netapp FAS yang sangat besar.
Keuntungan utama dari solusi semacam itu adalah, di atas semua, biaya yang moderat. Tentu saja, masing-masing vendor memiliki biaya tambahan sendiri untuk merek tersebut, tetapi secara umum, harga sistem All Flash (berbicara tentang "head" dengan pengontrol) tidak jauh berbeda dibandingkan dengan sistem penyimpanan klasik (dibandingkan dengan biaya SSD, itu benar-benar satu sen).
Kelemahannya adalah kinerja keseluruhan solusi yang rendah. Semua yang serupa Semua sistem Flash dengan perangkat keras modern di dalamnya menghasilkan sekitar 300K IOPS (4K, 100% acak), kami mempertimbangkan mode perekaman untuk alasan yang jauh lebih sulit untuk penyimpanan daripada membaca. Indikator membaca, tentu saja, jauh lebih tinggi ) Penyimpangan negatif yang kuat dari nilai ini lebih merupakan cacat serius pada firmware, dan indikator kinerja yang lebih tinggi menunjukkan algoritma caching dan / atau optimasi firmware yang lebih baik untuk model SSD tertentu. Bagaimanapun, "saturasi" terjadi bahkan dengan jumlah disk ~ 10-20. Oleh karena itu, penambahan disk hanya akan meningkatkan kapasitas penyimpanan yang tersedia, tetapi tidak pada kecepatan kerja.
Alasan utama untuk pembatasan kinerja ini adalah penggunaan algoritma RAID klasik. Algoritma ini dikembangkan sejak lama untuk bekerja dengan hard drive mekanis dan sama sekali tidak memperhitungkan fitur pengoperasian solid-state drive. Bagaimanapun, SSD, tidak seperti HDD, tidak bisa hanya menimpa blok data. Dia perlu menulis ulang seluruh halaman yang berisi blok untuk diubah ke lokasi baru, dan membebaskan tempat lama untuk rekaman baru berikutnya. Keadaan ini, di samping penalti RAID standar, memberikan overhead yang sangat besar untuk operasi penulisan ulang.
2. Semua array Flash dengan perangkat keras berpemilik
Untuk mengatasi kemacetan sistem penyimpanan tradisional, perlu untuk menggunakan arsitektur perangkat keras dan perangkat lunak yang sama sekali berbeda. Contoh dari solusi tersebut adalah Penyimpanan murni atau produk IBM Flash System. Mereka tidak memiliki RAID dalam arti biasa (paritas, tentu saja, ada toleransi kesalahan), atau SSD per se (mereka memiliki "drive" mereka sendiri). Hasilnya adalah kinerja yang sangat gila dan terutama tingkat latensi yang rendah. Tapi biayanya ... Memang, seperti sayap dari pesawat terbang.
3. Penyimpanan yang ditentukan perangkat lunak
Terlepas dari semua "kebun binatang" dari semua array Flash ini adalah Software Defined Storage (SDS). SDS adalah perangkat lunak yang berjalan pada perangkat keras x86 biasa dan mengemulasi sistem penyimpanan. Tidak sia-sia bahwa kita menggunakan istilah ini dalam tanda kutip, karena Saat ini, perbatasan antara pengontrol perangkat keras dan lunak sangat arbitrer, tidak seperti di masa lalu. Sistem penyimpanan modern paling sering menggunakan arsitektur x86 standar yang menjalankan sistem operasi mirip Linux. Ya, pengontrol pembongkaran tambahan dapat digunakan untuk beberapa operasi. Tetapi perbedaan utama dari SDS adalah sifat tertutup dari perangkat keras dan perangkat lunak untuk pengguna. Sebaliknya, SDS memungkinkan Anda untuk menggunakan hampir semua perangkat keras yang disarankan dan melakukan modifikasi moderat pada komponen perangkat lunak.
Namun, jika Anda menggunakan SDS tidak hanya sebagai sistem penyimpanan, tetapi sebagai array Semua Flash, maka itu tidak benar untuk memberikan pengguna kebebasan untuk memilih platform server dan melakukan instalasi perangkat lunak independen. Alasan utama adalah ketidakmampuan untuk menjamin indikator kinerja yang ditentukan (pada kenyataannya, alasan utama untuk memilih Semua Flash), serta kesulitan mendukung daftar peralatan yang luas. Oleh karena itu, alat yang disebut hadir di pasar - solusi lengkap yang terdiri dari platform server dengan perangkat lunak yang sudah diinstal dan dikonfigurasikan serta dilengkapi dengan jumlah SSD yang diperlukan, yang secara umum memberikan kinerja yang ditentukan.
Perwakilan dari jenis solusi ini (alat SDS) adalah pahlawan tinjauan kami - Semua array Flash dari AccelStor .
AccelStor - pandangan sendiri tentang karya All Flash
AccelStor didirikan sebagai startup pada tahun 2014. Investor utama (pada dasarnya pemilik proyek ini) adalah raksasa TI terkenal Toshiba. Bahkan sebelum peluncuran komersial, perusahaan menarik perhatian, menerima penghargaan tertinggi di berbagai acara yang didedikasikan untuk teknologi Flash. Salah satu penghargaan teratas dalam daftar mereka diterima di acara Flash Memory Summit (2016) yang sangat terkenal dan bergengsi.
Penghargaan AccelStor
Semua penghargaan ini diterima untuk pendekatan inovatif untuk bekerja dengan memori flash yang diterapkan dalam teknologi FlexiRemap, yang dimiliki oleh semua array AccelStor NeoSapphire .
Teknologi FlexiRemap adalah algoritme khusus untuk bekerja dengan SSD sehingga dapat menghilangkan hambatan dalam hal kinerja, serta memaksimalkan masa pakai drive. Gagasan utamanya adalah mengubah permintaan tulis acak menjadi rantai berurutan. Yaitu blok data yang diterima digabungkan menjadi rantai yang merupakan kelipatan dari "halaman", dan hanya kemudian ditulis ke SSD. Sebagai hasilnya, pendekatan ini untuk merekam data baru konsisten dari sudut pandang drive, yang pada akhirnya memungkinkan pencapaian indikator kinerja tinggi.
Dalam prosesnya, algoritma FlexiRemap melacak permintaan untuk semua blok data. Sesuai dengan frekuensi penggunaan, data secara otomatis diurutkan ketika menimpa sehingga semua "panas" data terletak sedekat mungkin satu sama lain. Kemudian, dalam proses mengubah blok, data ini juga akan dipindahkan ke "halaman" baru bersama-sama, yang lagi-lagi akan memungkinkan menggunakan mode perekaman sekuensial yang lebih produktif pada SSD dibandingkan dengan pendekatan tradisional. Mekanisme ini mirip dengan sejenis peering virtual, yang, antara lain, juga mempercepat pengumpulan sampah Pengumpul sampah juga akan melakukan tugasnya dalam mode berurutan.
Terlepas dari kenyataan bahwa RAID tidak digunakan di sini, data masih dilindungi. Untuk melakukan ini, semua SSD dibagi menjadi dua kelompok simetris. Semua I / O didistribusikan secara merata di kedua kelompok (garis). Selain data, setiap grup berisi checksum sehingga memungkinkan untuk terus bekerja jika satu drive gagal. Secara total, array dapat menahan kegagalan dua SSD, yang dibandingkan dengan RAID setara dengan tingkat RAID 50 dari dua kelompok.
Organisasi array data
Saat merekam, mekanisme round robin digunakan, berkat data yang didistribusikan secara merata di semua disk. Selain itu, setiap SSD memiliki koefisien bobotnya sendiri, yang tergantung pada sumber daya rekaman saat ini. Oleh karena itu, jika ada disk yang aus lebih dari yang lain, itu akan cenderung menerima data baru sampai indikator sumber daya sama. Dibandingkan dengan metode RAID tradisional, teknologi FlexiRemap dapat secara signifikan meningkatkan masa pakai drive karena penggunaannya yang seragam.
FlexiRemap vs RAID
Catatan khusus adalah mekanisme retensi data jika terjadi kegagalan drive. Dalam hal ini, grup yang ditolak oleh SSD secara otomatis diatur ke mode hanya-baca. Ini dilakukan untuk menyelesaikan proses rekondisi pada disk cadangan panas secepat mungkin. Setelah grup dipulihkan, ia dapat kembali berpartisipasi dalam semua jenis operasi. Selain itu, mekanisme yang dijelaskan sebelumnya untuk menyelaraskan sumber daya perekaman akan otomatis berfungsi.
Berbicara tentang alat SDS, Anda perlu memahami bahwa ini pada dasarnya adalah server dengan perangkat lunak yang sudah diinstal. Oleh karena itu, ini adalah pengendali tunggal priori, yang dinyatakan dalam sistem penyimpanan. Dan meskipun sejumlah tugas memungkinkan kita untuk tidak menggunakan pengendali sistem penyimpanan yang berlebihan, semua vendor penyimpanan telah lama mengajarkan kita bahwa sistem penyimpanan yang "benar" adalah penyimpanan dengan dua (atau bahkan lebih) pengendali. AccelStor juga memiliki jawaban sendiri untuk ini - teknologi Shared Nothing untuk dua node dalam sebuah cluster.
Model AccelStor NeoSapphire dengan dua node bisa dalam satu paket (berdasarkan server kembar), atau dalam bentuk dua server terpisah. Yang terakhir ini dapat menyebar ke jarak 100m dari satu sama lain untuk menciptakan pemulihan bencana. Dalam kasus apa pun, koneksi eksternal melalui InfiniBand 56G digunakan untuk menyinkronkan data antara node dengan pemeriksaan detak jantung tambahan melalui Ethernet.
Organisasi sinkronisasi antar node
Berbeda dengan penyimpanan dual-controller yang biasa, tidak hanya pengontrol (node) dengan ikatan wajib dalam bentuk modul pendingin dan catu daya digandakan di sini, tetapi juga data itu sendiri. Setiap node di AccelStor NeoSapphire sepenuhnya independen dan berisi salinan data lengkap berkat replikasi sinkron terus menerus. Kedua node beroperasi dalam mode Active-Active Symmetric tanpa menggunakan transfer permintaan satu sama lain (ALUA), seperti dalam sistem penyimpanan klasik. Oleh karena itu, waktu pengalihan jika terjadi kegagalan pada bagian AccelStor benar-benar cenderung nol. Dan kehadiran dua salinan data dapat secara signifikan meningkatkan keandalan sistem dibandingkan dengan arsitektur tradisional.
Melanjutkan topik keandalan, perlu dicatat bahwa array Accelstor tidak men-cache data selama operasi penulisan, karena bekerja dalam mode sinkron. Semua tindakan menengah pada algoritma FlexiRemap ini dilakukan dalam RAM pengontrol. Tetapi array akan memberikan konfirmasi kepada tuan rumah tentang keberhasilan penyelesaian operasi hanya setelah catatan fisik pada SSD. Karenanya, Accelstor All Flash array tidak memiliki baterai / kapasitor karena kurangnya kebutuhan untuk itu.
Selain teknologi All Flash yang unik, array AccelStor NeoSapphire juga memiliki fungsionalitas standar untuk pasar Enterprise : Thin Provisioning, snapshot Redirect-on-Write dengan kemampuan untuk membackup dan mengembalikannya melalui folder CIFS / NFS eksternal, replikasi, kompresi, dan deduplikasi asinkron. Secara terpisah, perlu dicatat fungsi Klon Gratis untuk membuat salinan volume yang secara fisik tidak memakan tempat, karena Mereka pada dasarnya adalah tautan ke volume sumber. Fitur ini bisa sangat berguna, misalnya di VDI.
Tentu saja, ada dukungan untuk semua sistem operasi modern dan platform virtualisasi. Ada plug-in untuk VMware vSphere Web Client dengan kemampuan untuk mengelola volume dan sepenuhnya mengimplementasikan fungsionalitas Free Clone.
Keuntungan penting dari Accelstor NeoSapphire sebagai Software Defined Storage adalah kemampuan untuk bekerja pada perangkat keras x86 biasa dengan SSD yang sepenuhnya standar. Ya, pabrikan tidak memberikan kebebasan untuk memilih platform perangkat keras: ia melakukan ini untuk Anda. Hal ini dilakukan terutama untuk menjamin kinerja solusi yang dapat diprediksi, serta untuk menghilangkan masalah kompatibilitas. Semua Accelstor Semua array Flash dirakit untuk pelanggan tertentu dalam konfigurasi yang mereka butuhkan dan menjalani pengujian ketat sebelum pengiriman. Garansi standar pada semua array adalah 3 tahun NBD dengan suku cadang pengganti canggih. Karena vendor hadir di wilayah Rusia, dukungan teknis juga tersedia dalam bahasa Rusia.
Saat memesan array All Flash Accelstor NeoSapphire, Anda dapat secara fleksibel memilih volume yang diperlukan. Selain itu, volume ini adalah apa yang benar-benar tersedia untuk host untuk bekerja, terlepas dari organisasi fisik ruang disk. Harap dicatat bahwa semua model sudah terisi penuh dengan disk. Tidak ada slot gratis - Anda tidak dapat menambahkan disk. Ini semua karena persyaratan kinerja dan keandalan yang sama yang disebutkan sebelumnya. Jika di masa mendatang Anda perlu menambah volume, ini bisa dilakukan menggunakan rak ekspansi (tersedia untuk model lama). Juga perlu untuk menentukan terlebih dahulu berapa banyak node (pengontrol) akan berada dalam array, karena Upgrade ke mode dua mode saat ini tidak disediakan.
Sebagai antarmuka untuk semua model, pilihan 10G iSCSI atau 16G Fibre Channel tersedia. Secara opsional, mungkin juga ada InfiniBand 56G. Untuk model iSCSI, selain memblokir akses, bonus adalah dukungan protokol file CIFS dan NFS. Jumlah port ditentukan oleh kinerja sistem yang diberikan sehingga mereka bukan bottleneck (biasanya 2-6 port per node).
Sebagai drive, SSD kelas enterprise standar digunakan. Paling sering dengan antarmuka SATA, seperti bekerja dengan dua pengontrol tidak diperlukan. Ada juga model array Semua Flash berdasarkan pada disk NVMe.
Menggunakan platform server standar dan SSD dapat secara signifikan mengoptimalkan biaya solusi secara keseluruhan. Pada saat yang sama, AccelStor menyediakan layanan atas namanya sendiri untuk seluruh solusi, terlepas dari komponen mana dari pabrikan yang merupakan bagian dari array.
Dan, ya, poin yang sangat penting: tidak ada lisensi berbayar! Semua fungsi segera tersedia "di luar kotak". Selain itu, jika fungsionalitas diperluas, fitur baru akan tersedia saat memperbarui firmware.
Verifikasi dalam bisnis
AccelStor memiliki beragam model dengan berbagai kinerja yang dinyatakan. NeoSapphire 3401 terkecil dengan 8 SSD dapat memberikan 300K IOPS @ 4K. Dan P710 top- end dengan 24 SSD sudah menghasilkan 700K IOPS @ 4K. Sedangkan untuk model NVMe, kinerja yang sama dari 700K IOPS @ 4K dicapai di NeoSapphire P310 dengan hanya 8 SSD! Dan perhatikan bahwa nilai kinerja yang ditunjukkan adalah catatan dalam mode mapan (membaca dan segala macam nilai puncak di atas), yaitu dalam mode operasi terberat untuk array.
Kami menguji sistem dua- NeoSapphire H710 dengan 48 SSD (24 SSD di setiap node) dengan kapasitas yang tersedia 27 TB. Accelstor menyatakan kinerja untuk model ini tidak lebih rendah dari 600K IOPS 4K, tulis acak. Pengujian dilakukan di IOmeter dari tiga server yang terhubung melalui Fibre Channel.
Dalam semua pengujian sintetik Flash, susunan ternyata lebih baik daripada yang dijanjikan dalam spesifikasi, yang, menurut pendapat kami, hanya merupakan nilai tambah di segmen pasar, di mana indikator apa pun dipertanyakan (terima kasih kepada pemasar yang terenggut dari kenyataan untuk ini!).
Penting untuk dicatat bahwa salah satu keuntungan utama dari algoritma FlexiRemap adalah kinerjanya yang tinggi dalam mode perekaman tanpa degradasi dari waktu ke waktu. Yaitu indikator yang dicapai dalam mode yang ditetapkan akan sama setelah 10 menit / jam / ... operasi berkelanjutan. Untuk mengkonfirmasi fakta ini, kami menjalankan tes IOmeter (4K, penulisan acak 100%) selama beberapa jam (satu host digunakan). Ya, ini benar: kinerja hampir tidak berubah dari waktu ke waktu.
Putusan
Saat memilih array Semua Flash, secara default, sebagian besar pengguna lebih suka mempertimbangkan sistem penyimpanan tradisional yang dilengkapi dengan SSD sebagai kandidat. Dan jika kinerja ~ 280K IOPS (4K, tulis acak) cocok untuk Anda, maka Anda berpikir ke arah yang benar. Berikut ini hanya tugas-tugas bisnis yang semakin mengharuskan peralatan bekerja 146%. Dan dengan sistem penyimpanan konvensional, sayangnya, mereka tidak akan melompati kepala mereka, dan beberapa IBM Flash System harganya sangat mahal. Dan di sini semua array Flash AccelStor akan sangat disambut. Performa yang layak, keandalan yang tinggi, pilihan konfigurasi yang fleksibel, dan dukungan teknis yang memadai - ini bukan daftar lengkap keunggulan array ini. Tambahkan ke sini tidak adanya biaya tersembunyi untuk lisensi dan penggunaan SSD yang lebih lama - dan Anda tidak hanya akan mendapatkan produk yang menarik, tetapi juga alat yang layak dalam bisnis Anda.
Jadi, AccelStor sudah terjadi di bawah matahari di pasar array ultra cepat pasti akan berkembang. Dan, siapa tahu puncak apa yang bisa mereka raih.