Системы хранения данных Hewlett-Packard 3PAR

В сентябре 2010 года компания Hewlett-Packard объявила о завершении сдел­ки по приобретению калифорнийского поставщика систем хранения данных 3PAR, и уже к новому 2011 году в линейке HP StorageWorks добавились дисковые мас­сивы 3PAR, занявшие место между модульными массивами EVA и монолитны­ми Р9500 (бывшими ХР). 3PAR – ведущий производитель виртуализованных систем хранения уровня Enterprise, а также управляющего программного обе­спечения для хранения данных. В 1999 году 3PAR основали Джеффри Прайс (Jeffrey Price), Ашок Сингал (Ashok Singhal) и Роберт Роджерс (Robert Rogers), а название компании образовано из первых букв имен тройки ее основателей (Price/Ashok/Robert).

Мощные функции виртуализации InServ, которые были изначально заложены в архитектуру еще первого поколения этих дисковых массивов, делают их идеаль­ной платформой для обслуживания облачных вычислений, для которых требу­ется обеспечить быстрое и гибкое выделение дисковой емкости для нескольких тысяч виртуальных машин. Системы улучшают эффективность хранения за счет:

1. Функции динамического выделения емкости Thin Provisioning, которая эко­номит до 50 процентов емкости.
2. Автоматического распределения данных между несколькими уровнями хра­нения с разными показателями стоимости одного гигабайта и скорости доступа.
3. Снижения расходов на энергопотребление и охлаждение систем хранения.

Сейчас модельный ряд HP 3PAR InServ состоит из четырех систем: двух моделей F серии – F200 (поддерживает до 192 дис­ков) и F400 (поддерживает до 384 дис­ков), и двух моделей T серии – T400 (под­держивает до 640 дисков) и T800 (поддер­живает до 1280 дисков). Архитектура мас­сивов имеет уникальное свойство под­ключения по топологии full-mesh. Такая архитектура обеспечивает балансиров­ку нагрузки между контроллерами и дает больше возможностей для масштабирования производительности дискового массива. Другой особенностью аппаратной части массивов HP 3PAR является использование в каждом контроллере микросхемы ASIC, которая на аппарат­ном уровне реализует дополнительную функциональность.

Применение технологии thin provisioning стало неотъемлемой частью массивов среднего и старшего уровня. Первые массивы, в которых была реализована эта технология, стали СХД 3PAR InServ. В дополнение к основному функционалу thin provisioning (динамическому выделению приложениям емкости из виртуально­го пула) в массивах реализованы механизмы Thin Conversion, Thin Persistence и Thin Copy Reclamation.

Thin Conversion служит для быстрой миграции данных с тра­диционного дискового массива на массив с thin provisioning без снижения про­изводительности. Функционал Thin Persistence для «тонких» томов позволяет находить свободные блоки на дисках и возвращать их в пул свободных ресур­сов. Thin Copy Reclamation возвращает свободное пространство после удале­ния snapshot’ов. Свободный блок – это блок, содержащий только нули, и поиск таких блоков выполняется с помощью специализированной микросхемы 3PAR ASIC Gen3. Использование этой микросхемы обеспечивает высокую скорость работы по поддержанию томов в «тонком» состоянии по мере удаления фай­лов и snapshot’ов.

В настоящее время существует необходимость оптимизированного размещения данных на дисковом массиве. Для этого на массивах HP 3PAR реализована тех­нология динамической и адаптивной оптимизаций. Динамическая оптимизация осуществляет миграцию данных в период максимальной нагрузки с «медлен­ного» RAID 6 на более «быстрый» RAID 1, тем самым увеличивая производи­тельность операции ввода/вывода в несколько раз. По данным HP 3PAR, 95% операций ввода/вывода совершаются с 3% данных, хранящихся на дисковом массиве. Поэтому эти данные можно размещать на самых быстрых твердотель­ных дисках SSD, а менее используемые данные можно располагать на небы­стрых SATA дисках. Такая технология носит название адаптивной оптимизации.

Интеграция платформы виртуализации VMware vSphere 4.1 и массивов HP 3PAR позволяет использовать технологию VMware vSphere VAAI (vStorage API for Array Integration). Эта технология предназначена для передачи некоторых операций ESX-сервера на сторону массива, тем самым уменьшая нагрузку на хост-сервер. Поэтому совместное использование HP 3PAR с продуктами VMware существенно увеличивает производительность всей системы.

Массивы HP 3PAR – это системы Mission Critical, занимающие на рынке долю корпоративного и среднего уровня. Для СХД 3PAR предусмотрен ряд сервисов: это сервисы на инсталляцию системы, а также сервисы, направленные на под­держание бесперебойной работы.

HP 3PAR, помимо RAID1 и RAID0 поддерживает уровни RAID5(7+1), RAID5(3+1), RAIDMP(6+2) и другие в том же роде. "Фишка" этих хранилок заключается в том, что все свои жёсткие диски они разбивают на сегменты объёмом 256 МБ, называемые чанклетами (chunklets). Из общего пула чанклетов создаются логические тома, на базе которых строятся виртуальные диски. Политики создания логических дисков называются CPG ("си-пи-джи", Common Provisioning Groups).

Уровни RAID, поддерживаемые 3PAR: RAID 0, RAID 10, RAID 50 и RAID 60. Используемые диски: 2 TB SATA/NL SAS 7.2k; 300 и 600 GB FC 15k; 50 GB SSD.

RAID 0. Том собирается из чанклетов, разбросанных по всем дискам массива, поэтому при создании тома ёмкостью 8 ТБ (например)) объединяется ёмкость и производительность не только 4-х дисков по 2 ТБ, а всех дисков хранилки, которых может быть от 16 и больше - десятки, сотни – до 1280 штук.

RAID 1. Каждый чанклет зеркального массива имеет свою точную копию. Кстати, он может иметь и не одну копию – глубина зеркала (Mirror depth)) может быть равна не только двум, но и больше. Чанклеты распределяются по дискам таким образом, чтобы обеспечить сохранность данных при выходе из строя не только одиночного чанклета (это очевидно), но и жёсткого диска, магазина (он объединяет 4 HDD одинаковой ёмкости), и даже целой полки.

RAID 5. Для нескольких чанклетов, объединённых в страйп, имеется ещё один, содержащий контрольную сумму. Размер страйпа определяется формулой: 2+1, 3+1, 4+1, 5+1, 6+1 или 7+1. Чанклеты с данными и чанклеты чётности распределяются по всем дискам, чтобы обеспечить оптимальную надёжность и производительность.

RAID 6. То же самое, что и для RAID5, только в страйпе не один, а два чанклета, содержащих контрольные суммы. Размер страйпа может быть 6+2 или 14+2. Очевидно, что производительность уровня с двойной чётностью (Dual-Parity) несколько ниже, чем производительность RAID5, а тем более RAID1 и RAID0.

Кстати, чем меньше страйп, тем выше производительность и выше надёжность. Большие страйпы (7+1 и 14+2), в свою очередь, имеют лучший % использования дискового пространства.

За дополнительной информацией, пожалуйста, обращайтесь в офисы ГК ТИМ в Москве и Санкт-Петербурге.