Rozwiązania macierzowe Huawei

Huawei jest jednym z wiodących producentów rozwiązań macierzowych, który oferuje między innymi:

- macierze hybrydowe łączące zalety dysków SSD oraz tradycyjnych dysków twardych

- macierze All-Flash zoptymalizowane dla pracy tylko z dyskami SSD

- przełączniki Fibre Channel umożliwiające tworzenie sieci SAN (Storage Area Network)

 

Gartner w swoje analizie macierzy dyskowych ogólnego przeznaczenia umieścił rozwiązania Huawei w obszarze liderów rynku razem z największymi producentami storage.

Źródło: https://www.gartner.com/doc/reprints?id=1-4LQD6C0&ct=171207&st=sb

 

W odróżnieniu od wielu innych producentów Huawei posiada jedną rodzinę macierzy OceanStor. Każda z macierzy zbudowana jest w oparciu o ten sam system operacyjny i posiada tą samą funkcjonalność. Poszczególne modele różnią się pomiędzy sobą wydajnością oraz możliwościami rozbudowy.

 

Rodzina macierzy OceanStor podzielona jest na kilka serii:

  • Seria 2000. Entry-level storage. Model 2600

  • Seria 5000. Mid-range storage. Modele 5300, 5500, 5600, 5800

  • Seria 6800. Mission-Critical. Model 6800

  • Seria 18000. Mission-Critical. Model 18000

  • Seria Dorado. All Flash

 

Budowa macierzy OceanStor

Każda macierz składa się z minimum 2 kontrolerów z możliwością rozbudowy do 8. Kontrolery pracują w trybie active-active i w razie awarii jednego, drugi przejmuje kontrolę nad udostępnionymi zasobami. Wraz z rozbudową macierzy o dodatkowe kontrolery uzyskujemy większą wydajność. Dzięki takiej budowie możemy zacząć z 2 kontrolerami i wraz ze zwiększeniem zapotrzebowania na wydajność dokładać parami kolejne.

Większość kontrolerów macierzy składa się z :

- portów wbudowanych front-end służących do udostępniania zasobów dyskowych (FC, Ethernet/iSCSI)

- portów wbudowane back-end SAS 12 Gb/s służące do podłączenia dodatkowych półek dyskowych

- interfejsów zarządzających (www, ssh, serial, snmp, REST API)

- kilku slotów na karty rozszerzeń SMART I/O. Każda taka karta pozwala na obsadzenie dodatkowymi portami np. 4 FC 16 Gb/s, 4 Ethernet 10Gb/s. Ilość slotów na karty Smart I/O zależy od modelu macierzy. Model 2600/5300/5500 posiadają po 2 sloty, modele 5600/5800 po 8.

 

Przykład budowy macierzy OcenStor 5500 v5

2 kontrolery, a w każdym: 4 wbudowane porty FC 16 Gb/s, w dodatkowym slocie Smart I/O 4 porty 10Gb/s Ethernet BaseT. Jeden slot Smart I/O wolny. Wbudowane porty back-end SAS 12 Gb/s oraz management.

 

Przykład budowy macierzy OcenStor 5600 v5

2 kontrolery a każdym: 4 porty FC 16 Gb/s w pierwszym slocie Smart I/O, 4 porty SAS 12 Gb/s jako back-end w drugim slocie Smart I/O. Wbudowane porty management. 7 slotów smart I/O wolnych.

 

 

RAID 2.0+

Huawei wykorzystuje własną technologię RAID 2.0+, która w uproszczeniu polega na podziale każdego dysku na bloki (tzw. chunk o rozmiarze 64MB), a następnie na bazie takich bloków budowane są grupy RAID (0,1,10,5,6).

Dzięki tej technologii wszystkie dyski będące w jednej domenie biorą udział w zapisach i odczytach pozwalając na uzyskanie większej wydajności. W tradycyjnych rozwiązaniach RAID operacje odczytu i zapisu wykonywane są tylko na dyskach będących w danej grupie RAID.

Porównanie pracy dla tradycyjnego RAID vs RAID 2.0+

W RAID 2.0+ część bloków na każdym dysku przeznaczona jest jako przestrzeń zapasowa (spare) na wypadek awarii. Dzięki temu nie musimy definiować oddzielnych dysków spare, które nie biorą udziału w zapisach i odczytach tylko „czekają na awarię”. W przypadku awarii jednego z dysków bloki, które na nim się znajdują za pomocą mechanizmów RAID zostają przeniesione na wszystkie pozostałe dyski. Uzyskujemy w ten sposób bardzo szybki czas odbudowy grupy RAID. W tradycyjnym podejściu wąskim gardłem jest pojedynczy dysk, na który musimy odzyskać dane (dysk spare), tutaj wszystkie dyski biorą udział w odtwarzaniu i zapisywaniu bloków.

Odbudowa grup RAID w tradycyjnych rozwiązaniach vs RAID 2.0+

Czas odbudowy podany w godzinach na TB przy tradycyjnych grupach RAID oraz RAID 2.0+

W związku pojawianiem się dysków o coraz większej pojemności czasy odbudowy tradycyjnych grup RAID znacząco rośnie (do wielu godzin). W przypadku awarii kolejnych dysków w czasie długiej odbudowy grupy RAID oznacza to utratę danych. W RAID 2.0+ czas odbudowy jest znacznie skrócony co zapewnia większy poziom bezpieczeństwa.

Skrócony opis funkcjonalności

Wszystkie poniżej opisane funkcjonalności dostępne są dla całej rodziny macierzy Huawei OceanStor. W celu uruchomienie danej funkcji konieczne jest przypisanie jej licencji.

  • SmartITer – zgodnie z zadanym harmonogram (np. w godzinach pracy) system analizuje, które bloki macierzy są najczęściej wykorzystywane a następnie bloki takie relokowany są na szybsze lub wolniejsze dyski. Tier1 to dyski SSD (hot), tier2 to dyski SAS (warm), tier3 to dyski NL-SAS (cold).

  • SmartCache – rozbudowa pamięci cache macierzy (RAM) o dyski SSD jako read cache.

  • HyperCopy –LUN copy, kopiowanie LUN do na tą samą lub inną macierz. Zadanie wykonywane raz w momencie wywołania.

  • HyperMirror – wykonywania jest kopia LUN a później synchronizowane są zmiany na zreplikowany LUN. Macierz tworzy MetaLUN, który „pod spodem” ma 2 LUNy cały czas replikujące się i przedstawia się jako 1.

  • HyperClone – to taki „HyperMirror”, który możesz rozpiąć (split) i uzyskać 2 LUNy np. dla środowiska produkcyjnego i testowego. Funkcjonalności to „ synchronizacja, rozdzielenie (split) i odwrotna synchronizacja (reverse synchronization).

  • SmartParition – przypisanie na sztywno pamięci cache do LUN (np. dla priorytetowego systemu)

  • SmartQoS – przydzielanie IOPS do LUN (np. dla priorytetowego systemu)

  • SmartVirtualization – podłączenie macierzy innego producenta i udostępnienie jej zasób

  • SmartMigration – migracja danych (LUN) z podłączonej macierzy innego producenta (w połączeniu z SmartVirtulization).

  • SmartCompression i SmartDeduplication – kompresja i deduplikacja inline (w czasie zapisu), ustawiane per LUNy. Zalecane jest dla dysków SSD (dla SAS i NL-SAS możliwa ale nie zalecana).

  • Replikacja synchroniczna i asynchroniczna – replikacja danych pomiędzy macierzami Huawei. Wspierana jest replikacja pomiędzy różnymi modelami OceanStor. Wsparcie dla VMware SRM.

  • Pozostałe funkcje to : NDMP, SmartMulti-Tenant, WORM, HyperVault

NAS (Network Attached Storage) – wszystko modele OceanStor posiadają wbudowaną funkcję serwera NAS pozwalającą na udostępnienie zasobów za pomocą protokołu CIFS lub NFS.

Dokładny opis wszystkich funkcji można znaleźć pod adresem: http://support.huawei.com/enterprise/en/init-doc-list/oceanstor-5500-v5-pid-22462071?belongVersionId=22462075&secondType=SECONDTYPE1

 

Huawei Metro Cluster

Jest to rozwiązanie polegające na połączeniu 2 macierzy w klaster udostępniający wspólne replikowane zasoby LUN. Dzięki temu serwery korzystające z zasobów macierzy widzą jeden dysk LUN, a „pod spodem” znajdują się identyczne replikowane synchronicznie kopie na 2 macierzach.

W klasycznym połączeniu serwerów do macierzy za pomocą przełączników SAN, serwer ma dostępne 4 ścieżki do dysku LUN znajdującego się na macierzy. W przypadku klastra macierzy serwer ma dostępne 2 razy więcej ścieżek, czyli 8 do tego samego zasobu LUN. Dla serwera jest to przeźroczyste rozwiązanie dzięki temu w przypadku awarii jednej z macierz po prostu ilość ścieżek dostępu do zasobów spada o połowę ale dostęp do danych jest zachowany bez przerw w pracy.

Kolejną zaletą jest to, że serwery (systemy wirtualne) możemy przenosić w czasie pracy pomiędzy lokalizacjami np. w celu rozłożenia obciążenia serwerów czy wiemy, że nastąpi długotrwałe wyłączenie prądu w jednej lokalizacji itd.

Metro Cluster używa replikacji synchronicznej ale jest „stopień wyżej” i daje dużo więcej. Przy klasycznej replikacji pomiędzy macierzami uzyskujemy 2 środowiska i 2 niezależne klastry natomiast przy rozwiązaniach typu metro cluster uzyskujemy 1 środowisko rozciągnięte na 2 lokalizacje.

Rozwiązanie Huawei Metro Cluster pracuje w trybie active-active co oznacza, że dane mogą być zapisywane i odczytywane równocześnie z 2 macierzy.

W przypadku klastra macierzy kluczowym parametrem jest opóźnienie występujące pomiędzy macierzami. Matro Cluster można skonfigurować zarówno dla macierzy znajdujących się w tej samej serwerowni (dla zwiększenia bezpieczeństwa) jak również dla serwerowni oddalonych o kilkadziesiąt km dzięki czemu uzyskujemy środowisko Disaster Recovery z parametrami RPO=0 i RTO bliskie zeru RPO (Recovery Point Objective) - określamy możliwe do zaakceptowania straty danych spowodowane katastrofą.
RTO (Recovery Time Objective) określa maksymalny akceptowalny czas od wystąpienia katastrofy po którym usługa musi zostać uruchomiona.

Istotne jest to, że serwerom możemy wskazać ich lokalną macierz dlatego wszystkie odczyty wykonywane są z najbliższej lokalizacji, a nie z drugiej lokalizacji oddalonej np. o 30 km. Replikowane są tylko zmiany/zapisy na macierzy, odczyty są wykonywane lokalnie.

Nie ma potrzeby replikacji wszystkich zasobów LUN, możemy stworzyć klaster tylko dla wybranych LUN.

Klaster macierzy

Awaria jednej z macierzy: W przypadku awarii jednej z macierzy serwer traci ścieżki dostępu do lokalnej macierzy (ilość połączeń spada o połowę) ale dostęp do zasobów nie jest przerwany. Klient nie zauważa awarii, systemy działają dalej bez przerywania pracy.

 

Awaria całej lokalizacji (serworowni): W przypadku awarii całej lokalizacji (serwerowni) serwery znajdujące się w lokalizacji, działają w ramach jednego klastra serwerowego dlatego po awarii zostają automatycznie uruchomione na dostępnych zasobach. Za tą funkcjonalność HA odpowiada środowiska wirtualne (VMware, HyperV)

Więcej informacji na temat macierzy

http://e.huawei.com/en/products/cloud-computing-dc/storage

OceanStor 2600

http://e.huawei.com/en/products/cloud-computing-dc/storage/massive-storage/oceanstor-2600-v3

Porównanie serii OceanStor 5000

http://e.huawei.com/en/products/cloud-computing-dc/storage/massive-storage/5300-5500-5600-5800-v5

 

Model OceanStor 2600 ma parametry oraz wydajność bardzo podobną do modelu 5300. Różnicą jest ilość pamięci cache, która w model 2600 jest dostępna od 32GB do 64GB na kontroler.