Armazenamento QSAN como concorrente das marcas de Nível 1

A infraestrutura de TI moderna agora é impensável sem o uso de sistemas de virtualização. E a virtualização revela totalmente seus recursos no caso de usar um sistema de armazenamento de dados centralizado. Além dessa importante função, há outras tarefas em que o armazenamento pode ser necessário: projetos de vigilância por vídeo em grande escala, armazenamento de grandes quantidades de dados, trabalho com mídia e muito mais.

Entre os sistemas de armazenamento atualmente disponíveis no mercado, queremos chamar sua atenção para os sistemas de armazenamento da série Qsan Technology XCubeSAN do fabricante taiwanês.

A QSAN como uma empresa independente apareceu em 2008. Inicialmente, a equipe da QSAN estava envolvida no desenvolvimento e produção OEM de controladores RAID para vários fabricantes de armazenamento. Um pouco mais tarde, tendo garantido o suporte de gigantes entre fabricantes de ODMs como Compal e Gigabyte (sim, a Gigabyte não apenas produz placas-mãe e placas de vídeo conhecidas por todos, mas também muitas coisas do setor Enterprise), mudou para a produção de seus próprios sistemas de armazenamento. O fabricante está presente na Rússia quase desde a sua fundação (ou seja, há quase 9 anos) e percorreu um longo caminho desde um fornecedor desconhecido até um fornecedor de soluções que podem competir com sucesso com as chamadas marcas de Nível 1.

Portanto, o QSAN XCubeSAN é a última geração de armazenamento, combinando o número máximo possível de tecnologias. O lema principal do fabricante é disponibilizar a funcionalidade Enterprise para pequenas e médias empresas. A principal coisa que você deve prestar atenção imediatamente é o suporte totalmente oficial do fornecedor para unidades de terceiros. Portanto, ninguém amarra suas mãos (e torce os bolsos em busca de notas) ao escolher um subsistema de disco. Obviamente, você deve fazer imediatamente uma reserva de que a aderência à folha de compatibilidade no segmento Enterprise é o que é chamado de obrigatório, caso contrário, você poderá encontrar problemas muito desagradáveis ​​durante a operação.

Separadamente, vale a pena notar que, no contexto do uso de discos de terceiros, a construção de armazenamento baseado em SSD (e mesmo o All Flash Storage) está se tornando cada vez mais popular. Se os preços de alguns tipos de discos rígidos de marca ainda estão perto de "comprados na loja", então para SSDs, mesmo com grandes descontos em projetos, não é realista aproximar-se mais, por exemplo, de HGST ou Intel. Isso significa que o All Flash baseado no QSAN simplesmente não será acessível quando comparado às marcas de nível 1.

Componentes de hardware de armazenamento

A linha QSAN XCubeSAN consiste em três séries com índices para os modelos XS1200 , XS3200 e XS5200 . Eles diferem no tipo de processador (Pentium / Xeon, 2-4-8 núcleos), que por sua vez afeta o desempenho máximo. Caso contrário, o hardware e o software são completamente idênticos. Portanto, na revisão, não focaremos em um modelo específico, porque a informação é essencialmente aplicável a todos (é claro, com algumas alterações).

4 tipos de casos estão disponíveis:

• 2U 12 baias LFF
• Baia 3U 16 LFF
• 4U 24 bay LFF
• 2U 26 bay SFF

Todos os modelos com discos LFF (3,5 ") suportam, incluindo a instalação de discos / fator de forma SSD SFF (2,5") sem opções adicionais.

26 discos em um gabinete de 2U

Os três primeiros tipos de edifícios provavelmente não surpreenderão ninguém. Mas o caso 2U26 é atualmente um fator de forma muito interessante. Uma densidade tão alta de discos é alcançada devido ao afinamento da lâmina para discos, bem como a um arranjo especial de reforços do corpo do sistema de armazenamento. No momento, nenhum dos fabricantes possui essas soluções: um número típico de compartimentos para 2U é de 24 a 25. Além disso, os compartimentos de unidade extras ou dois não são supérfluos, pois permitem abordar de maneira mais flexível a questão da criação de grupos RAID e não economizar no hot spare.

Patim universal com disco

Além disso - componentes internos: fontes de alimentação, módulos de refrigeração, controladores. Todos são duplicados para tolerância a falhas. E, é claro, eles suportam uma troca a quente. Não, é claro, você pode solicitar armazenamento com um controlador. Mas todo o mundo progressista chegou à conclusão de que pagar em excesso por um segundo controlador é a tranqüilidade do cliente e o acesso contínuo aos serviços localizados no sistema de armazenamento.

Painel traseiro

O controlador é baseado no processador Intel Xeon / Pentium D-1500, projetado especificamente para uso em soluções incorporadas. Como RAM, é utilizada a memória DDR4 com suporte ECC obrigatório. Existem 4 conectores na placa para isso (2 para o modelo mais novo). O modo de canal duplo é suportado com uma capacidade máxima de até 128 GB (32 GB para o modelo mais novo). Há um módulo DOM SATA no qual o sistema operacional está instalado.

Controlador, vista superior

Para comunicação com o mundo exterior, existem duas portas 10GbE iSCSI RJ-45 (compatível com versões anteriores com 1GbE), uma porta de controle dedicada e duas portas miniSAS HD para conectar prateleiras de expansão através da interface SAS 12G. Além disso, existem conectores para conectar o console e o no-break via portas COM ou USB.

Controlador, vista traseira

Além da interface interna, existem dois slots para placas de expansão: PCI-E x8 Gen3 e PCI-E x4 Gen2. Uma variedade de opções de conectores de host são suportadas:

• 4x 16Gb FC (SFP +)
• 2x 16Gb FC (SFP +)
• 2x iSCSI de 10 Gb (10 GBASE-T)
• 4x iSCSI de 10 Gb (SFP +)
• 4x iSCSI de 1Gb (1GBASE-T)

Cartões de expansão

Você pode combinar interfaces de qualquer maneira, incluindo a combinação de Fibre Channel e iSCSI no mesmo sistema. A única limitação é que a configuração da porta nos dois controladores deve ser a mesma. Na configuração máxima, em um sistema de armazenamento com dois controladores, pode haver até 16 portas FC 16G ou até 20 portas 10G iSCSI. Obviamente, medir os valores máximos é uma tarefa ingrata, mas, do ponto de vista da prática, ter um grande número de interfaces não só melhora o desempenho em vários cenários, mas também permite que você abandone o uso de dispendiosos switches Fibre Channel ou Ethernet de 10 Gb em 6 a 10 servidores.

Para proteger o cache do controlador contra uma queda repentina de energia, é usado um módulo de cache para flash, composto por uma bateria ou capacitor e um SSD com interface PCI-E M.2. O uso de uma unidade tão rápida é necessário para ter tempo de copiar o conteúdo do cache enquanto a bateria suporta o controlador. Toda a operação não leva mais de 2 minutos, mesmo que o tamanho do cache seja máximo - 128 GB. Ao mesmo tempo, a capacidade da bateria é suficiente para 3-4 desses ciclos, ou seja, você pode ficar calmo mesmo com repetidas falhas de energia. Também queremos observar que, para manter o módulo Ca-to-Flash, você não precisa remover a fonte de alimentação e muito menos o controlador. O módulo possui uma função de troca a quente e pode ser acessado no painel traseiro.

Para expandir a capacidade do disco, você pode conectar as prateleiras do XCubeDAS, disponíveis nos mesmos casos que os próprios sistemas de armazenamento: 2U12, 3U16, 4U24, 2U26. Além disso, não há restrições na configuração da "cabeça" e prateleiras, você pode combiná-las em qualquer combinação. No entanto, o número máximo de prateleiras não pode exceder 10, o que na maioria dos casos é mais do que suficiente, pois o número de discos em um único sistema pode chegar a 286.

A propósito, no próprio esquema de conexão das prateleiras de expansão aos sistemas de armazenamento, a QSAN possui seu próprio conhecimento relacionado à garantia de tolerância a falhas. Fisicamente, a prateleira está conectada à "cabeça" com dois cabos SAS, como todos os outros fornecedores. Mas logicamente, cada controlador de armazenamento vê os dois controladores de prateleira, inclusive através de um vizinho, através do barramento interno. Como resultado, no caso de uma falha do controlador de armazenamento e do controlador JBOD, o sistema continuará operando (aqui, é claro, uma observação importante é que, nessa situação, ninguém puxou os cabos entre os componentes).

Concordamos que a ocorrência de um incidente desse tipo é improvável, mas se houver proteção adicional (para a qual ninguém está pedindo dinheiro), então trabalhar com essa solução é mais calmo.

Como abordamos o assunto do know-how, não será impróprio mencionar o suporte à tecnologia Wake-on-SAS, graças ao qual é possível controlar o poder das prateleiras de expansão via cabos SAS. Pode ser necessário ligar / desligar as prateleiras de expansão junto com o “cabeçote” na ordem correta no modo automático. Obviamente, desligar o armazenamento não é muito comum. Mas quando esse momento chegar, não será supérfluo controlar as ações do administrador por parte da automação do sistema. De fato, por exemplo, desconectar uma prateleira antes da "cabeça" pode levar ao colapso de um grupo RAID se esse grupo estiver "espalhado" por várias unidades.

Resumindo, podemos concluir que o componente de hardware do QSAN XCubeSAN tem a capacidade de criar soluções completamente diferentes (das mais simples e mais orçamentárias às mais avançadas), pode integrar-se a qualquer rede SAN (inclusive heterogênea) e também permite usar discos rígidos e SSDs de terceiros.

Recursos do componente de software de armazenamento

A base é um sistema operacional semelhante ao Linux, com design próprio - o SANOS já é a quarta versão. O gerenciamento é via navegador. A interface é apresentada em vários idiomas, incluindo o russo. Os protocolos http e https padrão são suportados com a capacidade de alterar os números de porta para aumentar a segurança. A interface não requer a instalação de Java, Flash e outras ferramentas de terceiros. Você também pode controlar através do protocolo ssh (embora com uma funcionalidade ligeiramente truncada).

A interface é um menu vertical de funções básicas e uma área de visualização que ocupa a parte principal da tela. Acostumar-se à navegação e controle é uma questão de vários minutos, pois tudo é intuitivamente claro. Se você já trabalhou com um sistema de armazenamento de qualquer fornecedor, pode descobrir isso sem problemas. Na interface, se houver, existem dicas explicativas sobre determinados valores de parâmetros. A documentação, é claro, está presente e é necessária para você se familiarizar antes de operar.

Interface de gerenciamento. Também disponível para revisão.

Um recurso importante do conceito de gerenciamento de armazenamento QSAN XCubeSAN são as restrições mínimas nas configurações usadas e as configurações máximas para elas. Aqui ninguém irá impor, por exemplo, configurações de disco predefinidas para você. Para a maioria das funções principais, há amplas oportunidades de personalização e não apenas liga / desliga. Portanto, a limitação na construção de configurações será seu senso comum e não software.

A manutenção do sistema durante a operação envolve notificar o administrador sobre quaisquer problemas com os sistemas de armazenamento. QSAN O XCubeSAN pode enviar essas informações por email, enviar mensagens para o servidor syslog e emitir interceptação SNMP. Além disso, o status atual pode ser encontrado no WebGUI: monitoramento detalhado de sensores de hardware, desempenho atual de todo o sistema, discos individuais, volumes e portas de E / S.

Monitoramento

Separadamente, queremos observar a função de integrar sistemas de armazenamento a fontes de alimentação ininterruptas. Ele suporta a comunicação com o no-break via portas COM e USB, bem como via Ethernet. O resultado dessa conexão é a capacidade de desligar o armazenamento sob comando do no-break. Na maioria das vezes, no caso de uma queda repentina de energia, basta desligar corretamente os servidores e o sistema de armazenamento pode ser simplesmente desconectado da fonte de alimentação. Mas se você organizar o processo de desligamento de emergência de acordo com todas as regras, essa integração de armazenamento e UPS será muito útil, porque permitirá que você desligue corretamente toda a infraestrutura, incluindo o sistema de armazenamento.

Como estamos falando de possíveis incidentes com equipamentos, é impossível não observar a tendência atual da maioria dos fornecedores de introduzir um sistema automático para enviar informações sobre o status do equipamento aos serviços em nuvem, a fim de analisar essas informações no Big Data e prever possíveis falhas. O serviço é certamente útil, mas em nosso país enfrenta forte resistência de usuários que não desejam compartilhar esses dados com alguém de fora. Isso pode ser devido a vários motivos: políticas de segurança no local de operação, receio de que informações confidenciais sejam enviadas ou a taxa por esse serviço. Em parte por esse motivo, a QSAN não fornece um serviço para coletar dados automaticamente sobre o estado de seus sistemas de armazenamento. Em vez disso, para um diagnóstico eficaz dos sistemas de armazenamento, ele possui um modo de registro avançado para todos os processos internos. Portanto, basta que o administrador envie um arquivo de informações de depuração para o suporte técnico, para que os engenheiros possam determinar a origem do problema com a maior precisão possível.

A atualização do firmware é realizada "on the go" sem interromper o sistema. Para sistemas de armazenamento modernos, esse já é o padrão de fato, mas não pode ser ignorado.

O espaço de armazenamento no QSAN XCubeSAN é baseado no agora popular conceito de pool. Os discos físicos são combinados em grupos RAID, que, por sua vez, formam pools. A popularidade dos pools deve-se ao fato de que, diferentemente dos grupos RAID clássicos, eles são um tipo de complemento na forma de virtualização de espaço em disco e permitem que você execute várias operações de maneira mais simples em relação aos dados. E, antes de tudo, é uma rotina como expandir o espaço de armazenamento. A adição de novos discos a um grupo RAID sempre foi uma operação muito arriscada, pois durante a reconstrução do RAID, nenhum algoritmo RAID fornece proteção de dados. Além disso, o processo de reconstrução é muito lento (dependendo do volume e do tipo de disco que pode atingir vários dias ou até semanas); neste momento, os discos estão sob carga aumentada, o que só pode acelerar a falha de um deles. Portanto, se um disco falhar, todos os dados localizados no grupo entrarão no esquecimento. Restaurar a partir de uma cópia de backup e reabastecer de alguma forma os dados alterados a partir do momento da criação do backup não adicionará entusiasmo aos administradores na execução de operações para expandir a matriz.

Ao usar piscinas, pelo contrário, tudo é bastante simples. O comando de expansão do conjunto é criar um ou mais grupos RAID e juntá-los a grupos existentes. Como resultado, o administrador terá acesso ao espaço comum como um todo, apesar de consistir em várias partes. É recomendável expandir o pool existente com grupos no mesmo nível que o original para obter o máximo desempenho. Mas, se necessário, você pode "colar" em um pool, por exemplo, grupos RAID5 e RAID6. Lembre-se de que, nesse caso, o desempenho será limitado ao link mais lento.

Dentro de um único pool, você pode combinar não apenas grupos com diferentes níveis de RAID, mas também diferentes tipos de discos. Além disso, o sistema de armazenamento pode mover dados automaticamente entre discos, de acordo com a demanda por esses dados. Essa funcionalidade para mover dados é chamada em camadas . Pode haver até três níveis em uma piscina lacrimejante:

1. SSDs - o nível mais alto, mais rápido, os dados mais usados ​​("quentes")
2. Drives rápidos SAS 10K e 15K - Intermediário
3. Unidades de 7.2K lentas e com capacidade - dados de nível inferior, menos usados ​​("frios")

Para um pool lacrimejante, você pode definir de forma flexível uma programação para quando e com que prioridade migrar dados (pelo menos a cada hora). Mas um valor razoável está se movendo 1-2 vezes ao dia, para que não tenha um forte impacto nas tarefas atuais e, ao mesmo tempo, seja eficaz do ponto de vista da produtividade final. É importante que todas essas configurações possam ser alteradas rapidamente.

Para volumes criados no pool lacrimal, você pode especificar a posição inicial, bem como em qual direção mover os dados. Estatísticas detalhadas estão disponíveis para todos os volumes: o que foi movido para e para onde.

Além de rasgar, outra maneira de melhorar o desempenho é o cache do SSD . Nesse caso, geralmente os dados solicitados são copiados para SSDs dedicados. Queremos chamar imediatamente a atenção para o fato de que, no cache de armazenamento QSAN SSD, funciona não apenas para operações de leitura, mas também para operações de gravação. O cache em si está fisicamente localizado em SSDs dedicados que não estão disponíveis para armazenamento de dados. Pode haver vários SSDs no cache (incluindo tamanhos diferentes), todos eles usados ​​juntos. Se um cache de gravação for usado, o número de SSDs deverá ser um múltiplo de dois. Isso é necessário para proteger os dados (espelhamento), porque no caso de falha de um dos SSDs, é importante não perder o conteúdo do cache, que ainda não foi gravado em discos. Se o cache somente leitura for usado, não há necessidade de protegê-lo, porque Ele contém apenas uma cópia dos dados localizados nos discos.

Estatísticas de desempenho do cache

Diferentemente dos produtos de outros fornecedores, nos quais a função de cache SSD possui apenas uma configuração de "ativar / desativar", no QSAN XCubeSAN, essa funcionalidade não representa de modo algum uma "caixa preta". Para todos os volumes que precisam ser armazenados em cache, um "perfil de comportamento" é selecionado, de acordo com o qual os dados são armazenados em cache. Existem vários perfis predefinidos (banco de dados, servidor de arquivos, servidor da Web), bem como a capacidade de criar um novo especificamente para suas tarefas. Para isso, é necessário especificar quais blocos armazenar em cache e também especificar o número de solicitações de leitura / gravação, após as quais o bloco será copiado para o cache. Devido a essa flexibilidade nas configurações desta opção, os sistemas de armazenamento QSAN XCubeSAN podem mostrar melhores resultados em termos de desempenho em várias tarefas do usuário do que os sistemas de armazenamento de outros fabricantes.

Configurações de cache SSD

, , . QSAN , , . copy-on-write. 15 . Microsoft VSS . .

, . – . , – , – . . – 15 . . , QSAN. iSCSI. , . / . , traffic shaping. : , --, --. , (disaster recovery) .

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XCubeSAN – QSAN, . , , QoS, VMware SRM. . XCubeSAN , IT .

QSAN XCubeSAN, .

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, ( 1.5 ), latency ( , ). , 200K IOPS latency.

. : , , .. Enterprise , , Tier 1, .

Qsan 9x5 NBD 3- . . . , , 5 .

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Resumindo nossa análise dos sistemas de armazenamento Qsan XCubeSAN, gostaria de observar que o produto se mostrou muito interessante, com os componentes de hardware e software necessários em uso real. O desempenho está em um nível bastante alto. E o suporte técnico atende às expectativas de trabalhar com produtos Enterprise.