Контроллер тома IBM SAN - IBM SAN Volume Controller

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) Эта статья ведущий раздел не адекватно подвести итог ключевые моменты его содержания. Пожалуйста, подумайте о расширении интереса до предоставить доступный обзор обо всех важных аспектах статьи. (Июнь 2020 г.) Эта статья слишком полагается на Рекомендации к основные источники. Пожалуйста, улучшите это, добавив вторичные или третичные источники. (Июнь 2020 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

В Контроллер тома IBM SAN (SVC) - это блок виртуализация хранилища прибор, который принадлежит IBM System Storage Семейство продуктов. SVC реализует косвенный или «виртуальный» уровень в Fibre Channel сеть хранения данных (SAN).

Архитектура

IBM 2145 SAN Volume Controller (SVC) - это встроенное устройство виртуализации или «шлюз». Он логически располагается между хостами и массивами хранения, представляя себя хостам в качестве провайдера хранилища (цели) и представляя себя массивам хранения как один большой хост.^[1] SVC физически прикреплен к одной или нескольким сетям SAN.

Подход виртуализации позволяет без прерывания работы заменить любую часть инфраструктуры хранения, включая сами устройства SVC. Он также направлен на упрощение требований совместимости в сильно разнородных ландшафтах серверов и хранилищ. Таким образом, все расширенные функции реализованы на уровне виртуализации, что позволяет без проблем переключаться между поставщиками массивов хранения. Наконец, распространение установки SVC на два или более сайтов (растянутая кластеризация) обеспечивает базовую защиту от бедствий в сочетании с постоянной доступностью.

Узлы SVC всегда кластеризованы, минимум 2 и максимум 8 узлов и линейная масштабируемость. Узлы стойка -монтированные приборы, производные от IBM System x серверы, защищенные резервными источниками питания и встроенными батареями. В более ранних моделях использовались внешние источники питания с резервной батареей. Каждый узел имеет порты Fibre Channel, которые одновременно используются для входящего, исходящего и внутрикластерного трафика данных. Хосты также могут быть подключены через порты FCoE и iSCSI Gbit Ethernet. Внутрикластерная связь включает поддержание целостности кэша чтения / записи, совместное использование информации о состоянии и пересылку операций чтения и записи на любой порт. Эти порты должны быть зонированы вместе.

Написать тайник защищен зеркалированием в паре узлов SVC, называемых Группа ввода / вывода. Виртуализированные ресурсы (= объемы хранения, представленные хостам) распределяются по группам ввода-вывода для повышения производительности. Тома также можно перемещать между группами ввода-вывода без прерывания работы, например, при добавлении новых пар узлов или удалении старой технологии. Пары узлов всегда активны, что означает, что оба члена принимают одновременную запись для каждого тома. Кроме того, все остальные узлы кластера принимают и пересылают запросы на чтение и запись, которые внутренне обрабатываются соответствующей группой ввода-вывода. Сбои в пути или плате компенсируются неразрушающим аварийное переключение внутри каждой группы ввода-вывода или, необязательно, в рассредоточенных группах ввода-вывода. Хосты должны иметь многолучевость установленные драйверы, такие как Драйвер устройства подсистемы IBM (SDD)^[2] или стандартный MPIO драйверы.

SVC основан на системе хранения COMmodity PArts Storage (Компас) архитектура, разработанная в IBM Исследовательский центр Альмадена.^[2] Большая часть программного обеспечения была разработана в IBM Hursley Labs в Великобритании.

Терминология

• Узел - отдельная машина 1U или 2U.

• Группа ввода / вывода - пара узлов, дублирующих друг друга команды записи
• Кластер - группа от 1 до 4 групп ввода / вывода, управляемых как единое целое.
  • Растянутый кластер - конфигурация защиты сайта с 1–4 группами ввода-вывода, каждая из которых распределена между двумя сайтами, плюс сайт-свидетель
  • IP-адрес кластера - единый айпи адрес кластера, который предоставляет административные интерфейсы через (SSH и HTTPS )
  • IP-адрес службы - IP-адрес, используемый для обслуживания отдельного узла. На каждом узле может быть настроен IP-адрес службы.
  • Узел конфигурации - отдельный узел, который содержит конфигурацию кластера и имеет назначенный IP-адрес кластера.
• Master Console (или SSPC) - графический интерфейс управления для SVC до версии 5.1, основанный на Сервер приложений WebSphere; не установлен ни на одном узле SVC, а на отдельной машине^[2]
  • Начиная с версии SVC rel 6.1, главная консоль (SSPC) больше не используется. Веб-администрирование выполняется непосредственно на узле конфигурации с помощью HTML5 GUI.
• Виртуальный диск (VDisk ) - единица хранения, представленная хосту. В графическом интерфейсе версии 6 виртуальный диск называется томом.
• Управляемый диск (MDisk) - единица хранения ( LUN ) от реального, внешнего дисковый массив, виртуализированный SVC. MDisk является основой для создания виртуального диска в режиме образа.
• Группа управляемых дисков - (группа MDisk) группа из одного или нескольких дисков Mdisks. Экстенты MDisk в группе MDisk являются основой для создания VDisk с чередованием или последовательным режимом. В графическом интерфейсе версии 6 группа управляемых дисков называется пулом.
• Экстент - дискретная единица хранения; MDisk разделен на экстенты; VDisk состоит из набора экстентов.

График

Сроки выпуска IBM SAN Volume Controller до августа 2019 г.

Различные модели SAN Volume Controller были доступны для покупки вскоре после указанного дня анонса. Светло-зеленые полосы показывают период времени, в течение которого можно было заказать каждую модель, а голубые полосы показывают, как долго продолжалось стандартное обслуживание после выхода из продажи. Отображаемая информация актуальна на август 2019 года. Существуют различия в условиях эксплуатации между 2145 и 2147, но не в аппаратном обеспечении.

Спектакль

Выпуск 4.3 SVC провел Совет по производительности хранилища (SPC) мировой рекорд для тестов производительности SPC-1, вернувший почти 275 тыс. (274 997,58) IOPS. В то время (октябрь 2008 г.) SPC не тестировал более быструю подсистему хранения.^[3] Тест SPC-2 также показал лучший в мире показатель пропускной способности более 7 ГБ / с.

В выпуске 5.1 были достигнуты новые рекорды с тестированием кластера с 4 и 6 узлами с DS8700 в качестве резервного устройства хранения. SVC побила свой собственный рекорд в 274 997,58 операций ввода-вывода в секунду SPC-1 в марте 2010 года, с 315 043,59 для 4-узлового кластера и 380 489,30 для 6-узлового кластера - рекорды, которые оставались до октября 2011 года.

Выпуск 6.2 SVC провел Совет по производительности хранилища (SPC) мировой рекорд производительности SPC-1, возвращающий более 500 тыс. (520 043,99) IOPS (операций ввода-вывода в секунду) с использованием 8 узлов SVC и Storwize V7000 в качестве внутреннего диска. В то время (январь 2012 г.) SPC не тестировал более быструю подсистему хранения.^[4] С полными результатами и резюме можно ознакомиться на указанном выше веб-сайте SPC.^{[примечание 1]}

Выпуск 7.x предоставляет множество улучшений, включая поддержку дополнительных процессоров, кеша и адаптеров. Оптимизированный кеш работает с задержкой прохождения 100 мкс.^[5] и задержка попадания в кэш 60 мкс, что позволяет использовать SVC в качестве интерфейса для IBM FlashSystem твердотельное хранилище без значительного снижения производительности. См. Также: FlashSystem V9000

Включенные функции (7.x)

Косвенное обращение или отображение виртуального LUN на физический LUN

Серверы обращаются к SVC, как к контроллеру хранилища. SCSI LUN, которые они видят, представляют виртуальные диски (тома), выделенные в SVC из пула хранения, состоящего из одного или нескольких управляемых дисков (MDisks). Управляемый диск - это просто LUN хранилища, предоставляемый одним из контроллеров хранилища, виртуализируемых SVC. Виртуальная емкость может быть больше, чем управляемая физическая емкость, с текущим максимумом 32 ПБ, в зависимости от степени детализации управления (размер экстента)

Миграция и объединение данных

SVC может перемещать тома из одного пула емкости (Группа MDisk) другому при сохранении доступа ввода-вывода к данным. Кэширование записи и чтения остается активным. Пулы можно уменьшить или расширить, удалив или добавив аппаратную емкость, при этом сохраняя доступ ввода-вывода к данным. Обе функции можно использовать для беспрепятственной миграции оборудования. Миграция от старой модели SVC к самой последней модели также выполняется легко и не требует копирования данных.

Импорт и экспорт существующих LUN через режим изображения

«Режим образа» - это невиртуализированное сквозное представление MDisk (управляемого LUN), которое содержит существующие данные клиента; такой MDisk можно легко импортировать в кластер SVC или удалить из него.

Кеш с быстрой записью

Записи с хостов подтверждаются после того, как они были зафиксированы в зеркальном кэше SVC, но до того, как они будут удалены на базовые контроллеры хранилища. Данные защищены репликацией на одноранговый узел в группе ввода-вывода (пара узлов кластера). Размер кэша зависит от модели оборудования SVC и установленных опций. Кэш с быстрой записью особенно полезен для повышения производительности в конфигурациях хранилищ среднего уровня.

Автоматическое многоуровневое хранение (легкий уровень)

SVC автоматически выбирает лучшее оборудование для хранения для каждого фрагмента данных в соответствии с его шаблонами доступа. Кэширование недружелюбных «горячих» данных динамически перемещается на твердотельные накопители. SSD, тогда как данные, удобные для кеширования, а также «холодные» данные перемещаются на экономичные вращающиеся диски. Easy Tier также отслеживает и оптимизирует рабочие нагрузки, связанные только со шпинделем, если не подключено твердотельное хранилище. То же, Easy Tier автоматически оптимизирует твердотельные рабочие нагрузки между корпоративными и интенсивными флэш-носителями чтения.

Возможность твердотельного накопителя (SSD)

SVC может использовать любое поддерживаемое внешнее устройство хранения SSD или предоставить свои собственные внутренние слоты для SSD, до 32 на кластер. Их можно использовать для ускорения устаревания пулов вращающихся дисков: Easy Tiering автоматически активируется в гибридных пулах емкости со смешанной средой.

Тонкое обеспечение

Емкость LUN используется только при записи новых данных на LUN. Блоки данных, равные нулю, физически не выделяются, если только предыдущие данные не равны нулю. Во время импорта или во время внутренней миграции блоки данных, равные нулю, отбрасываются (Переход от толстого к тонкому).

Кроме того, тонкое выделение ресурсов интегрировано в функции FlashCopy, подробно описанные ниже, для создания моментальных снимков, экономящих место.

Зеркальное отображение виртуального диска

Предоставляет возможность поддерживать две резервные копии LUN неявно на разных контроллерах хранилища.

Защита сайта с помощью Растянутый кластер

Географически распределенная, высокодоступная кластерная система хранения с использованием функции зеркалирования виртуальных дисков в центрах обработки данных в пределах 300 км. Растянутые кластеры могут охватывать 2, 3 или 4 центра обработки данных (цепная или кольцевая топология, кластер с 4 сайтами требует 8 узлов кластера). Согласованность кластера обеспечивается большинством голосов.

Из двух устройств хранения в двух центрах обработки данных SVC представляет один общий логический экземпляр. Операции на стороне пользователя, такие как создание снимков или изменение размера LUN, применяются на уровне логического экземпляра. Аппаратно-ориентированные операции, такие как сжатие в реальном времени или миграция оборудования в реальном времени, происходят на уровне физического экземпляра.

В отличие от классического зеркалирования, логические LUN ​​доступны для чтения и записи с обеих сторон (тандем) в то же время, устраняя необходимость аварийное переключение, переключатель ролей, или же переключатель сайта как указано в продуктах для управления Site Recovery. Функцию можно комбинировать с Мобильность живого раздела или VMotion чтобы избежать передачи большого объема данных во время движения виртуального сервера на метро.

Географический переход

Все узлы кластера SVC в растянутом кластере имеют доступ для чтения и записи к оборудованию хранения в зеркальном расположении, что устраняет необходимость в повторной синхронизации сайта в случае сбоя одного узла. Эта функция является взаимоисключающей с Расширенный растянутый кластер, и рекомендуется только для одиночных пар растянутых узлов.

Узлы горячего резервирования

Активные узлы, которые могут взять на себя роль отказавших узлов в растянутом или локальном кластере в очень короткие сроки.

Расширенный растянутый кластер

Функциональность, оптимизирующая пути передачи данных в растянутом кластере на городском или географическом расстоянии (см. Выше), полезна, когда пропускная способность между сайтами ограничена, а межсайтовый трафик должен быть минимизирован. SVC попытается использовать кратчайший путь для чтения и записи. Например, передача записи в кэш на устройства хранения всегда выполняется ближайшей кэш-копией, если только ее одноранговая копия кэша не отключена. Для расширенного растянутого кластера рекомендуется минимум две пары узлов.

Растянутый кластер с золотой копией (трехсайтовый DR)

Растянутый кластер, который поддерживает дополнительную синхронную или асинхронную копию данных на независимом растянутом кластере, устройстве SVC или Storwize на географических расстояниях. В Золотая копия - это аварийная защита от сбоев в работе городских сетей, влияющих на растянутый кластер в целом. Он основан на лицензированных функциях Metro- или Global Mirror.

Гиперсвап

Возможность плавного переключения при отказе доступа к данным между географически разнесенными группами или кластерами ввода-вывода. Как и с Растянутый кластер, обе стороны принимают одновременные записи, но данные кэша записи зеркалируются локально на обоих сайтах, поскольку группы ввода-вывода хранятся вместе. Hyperswap можно комбинировать с Мобильность живого раздела или VMotion для максимальной доступности приложений. На стороне сервера Hyperswap работает с большинством встроенных драйверов multipath с ALUA поддерживать. Hyperswap полагается на функциональность Metro Mirror и требует лицензии Metro Mirror, а также минимум двух пар узлов.

Прозрачное многоуровневое облачное хранилище

Совместимые с Swift и S3 объектные хранилища данных могут использоваться в качестве холодного уровня для моментальных снимков инкрементных томов и архивов томов без оперативного доступа к производственной среде. Это позволяет хранить ежечасно машина времени копирует или архивирует образы виртуальных машин, включая подключенные тома, по цене, несколько близкой к ленточным носителям. Поддержка локальных хранилищ данных осуществляется через OpenStack Swift. Поддержка внешних хранилищ данных обеспечивается Amazon S3 или Softlayer. Внешнее прозрачное облачное многоуровневое управление по умолчанию использует шифрование AES, которое является лицензированной функцией.

Дополнительные особенности

Есть несколько дополнительных функций, лицензируемых отдельно, например на ТБ:^[2]

Сжатие в реальном времени

Эта технология сокращения объема данных в полете обеспечивает сокращение занимаемой площади на 50% (гарантировано) или до 80% (в базах данных Oracle). Благодаря использованию специализированного оборудования для сжатия, он, как правило, не влияет на производительность и может использоваться для тяжелых баз данных. В временная местность алгоритма может даже увеличивать скорость чтения адекватных шаблонов данных, таких как базы данных SQL, хранящиеся на вращающихся дисках. Эффективность сжатия равна "zip" (Лемпель – Зив – Велч ) с очень большим словарем, и его можно точно предсказать в петабайтах с помощью Компрессор орудие труда.

Сжатие в реальном времени можно комбинировать с Easy Tiering, Thin Provisioning и Virtual Disk Mirroring. Первоначально он был изобретен приобретенным стартапом Storwize Inc.,^[6] которое также послужило новым названием для семейства систем хранения IBM, производных от SVC.

FlashCopy (Снимок)

Это используется для создания снимок диска для резервного копирования / отката или тестирования приложений одного тома. Для моментальных снимков требуется только "дельта" емкости, если они не созданы с полностью подготовленными целевыми томами. FlashCopy бывает трех видов: моментальный снимок, резервный том и клонирование, которое автоматически отключается от источника. Все основаны на оптимизированных копирование при записи технологии.

Один исходный том может иметь до 256 одновременных целей. Цели можно сделать инкрементными, и можно построить каскадные древовидные структуры зависимостей. Цели могут быть повторно применены к их источнику или любому другому подходящему тому, также другого размера (например, сброс любых изменений из команды изменения размера).

Копирование при записи основано на битовая карта с настраиваемым зерно размер, в отличие от журнал.^[2]

Откат FlashCopy (машина времени)

Предоставляет возможность отката, основанную на машине времени, с выборочно детализированными точками согласованности. Механизм согласованности может охватывать сразу несколько LUN. Для отката требуется лицензия FlashCopy и программное обеспечение Spectrum Control Snapshot.

Метро Зеркало - синхронная удаленная репликация

Это позволяет удаленному аварийное восстановление участок на расстоянии до 300км^[7]

Глобальное зеркало - асинхронная удаленная репликация

Это позволяет создать удаленный сайт аварийного восстановления на расстоянии до тысяч километров. Каждую взаимосвязь Global Mirror можно настроить на высокую задержку / низкую пропускную способность или на подключение с высокой задержкой / высокой пропускной способностью, последнее обеспечивает согласованную цель точки восстановления. RPO менее 1 сек.

Глобальное зеркало over IP - удаленная репликация через Интернет

использует SANslide Технология, интегрированная в микропрограммное обеспечение SVC, для отправки трафика зеркальных данных по каналу TCP / IP с максимальным увеличением эффективности полосы пропускания этого канала. Это может привести к 100-кратному ускорению передачи данных на большие расстояния.^[8]

Шифрование данных в состоянии покоя

SVC и другие Spectrum Virtualizeустройства могут прозрачно шифровать данные на любом локальном носителе, виртуализированном подключенном хранилище или облачном уровне (по умолчанию). Механизм шифрования - 256-битный AES-XTS. Ключи либо генерируются локально и хранятся на съемных флэш-накопителях, либо получаются из службы управления жизненным циклом ключей. Оба варианта исключают друг друга.

Другие продукты с кодом SVC

7 октября 2010 г. IBM объявила IBM Storwize V7000, первый член Семья Сторвизе.^[9] Storwize использует кодовую базу SAN Volume Controller с внутренней памятью для создания подсистемы хранения средней ценовой категории.^[10] IBM Storwize V5000, V3700 и V3500 - это модели, совместимые с сжатием, с меньшим количеством кэш-памяти / ЦП / адаптеров и ограниченным набором функций.

IBM FlashSystem V9000 использует встроенное ПО SVC, интегрированное с IBM FlashSystem твердотельные ящики.

В 2015 году IBM переименовала функциональность виртуализации как Spectrum Virtualize, чтобы согласовать его с соглашениями IBM об именах программно-определяемых систем хранения и выделить аспект взаимодействия.

Продукты не IBM, использующие код SVC

В Actifio Устройство защиты и доступности Storage (PAS) включает элементы кода SVC для обеспечения широкой совместимости.^[11] Платформа PAS включает в себя резервное копирование, аварийное восстановление и непрерывность бизнеса среди других функций.

Смотрите также

• Драйвер устройства подсистемы IBM (SDD), драйвер с несколькими путями для IBM System Storage, первоначально использовавшийся Сервер IBM Enterprise Storage
• ЭМС VPLEX, конкурирующее решение
• Семейство IBM Storwize

Сноски

Рекомендации

внешняя ссылка

• Ссылки на SVC Redbooks, информацию, обновления
• Официальная страница IBM Storage Virtualization
• Официальная страница IBM SAN
• Официальная страница IBM Redbooks для SVC
• Официальная страница IBM Redbooks для Storwize V7000