Dell EMC PowerStore: Kurzbeschreibung unserer neuesten Unternehmens-Speicherlösung

Vor Kurzem hat unser Unternehmen ein neues Produkt vorgestellt – Dell EMC PowerStore. Dies ist eine universelle Plattform mit leistungsorientiertem Design, die multidimensionales Skalieren, kontinuierliche Reduzierung der Daten (Komprimierung und Deduplizierung) und Unterstützung für neue Speichermedien ermöglicht. PowerStore verwendet eine Mikroservice-Architektur, modernste Speichertechnologien und integriertes maschinelles Lernen.

Genau über dieses Gerät möchten wir Ihnen ausführlich berichten – bisher gibt es noch wenig Informationen, und wir hoffen, dass es nicht nur angenehm, sondern auch nützlich sein wird, diese aus erster Hand zu erhalten. In diesem Beitrag gehen wir auf die wichtigsten Eigenschaften und Besonderheiten der Lösung ein, und in den nächsten Beiträgen vertiefen wir uns in technische Details und Entwicklungsfragen.

Vorteile neuer Speichersysteme:

• Moderne Mikroservice-Architektur. Das System basiert auf einer containerbasierten Architektur, bei der einzelne Betriebssystemkomponenten in separate Mikroservices unterteilt werden. Die Mikroservice-Architektur ermöglicht die Portabilität von Funktionen und eine schnelle Einführung neuer Funktionalitäten. Diese Architektur ermöglicht es, zuvor geschriebene Funktionen schnell auf die neue Plattform zu übertragen, da die Mikroservices autark sind und sich nicht gegenseitig beeinflussen. Die Mikroservice-Architektur gewährleistet eine höhere Zuverlässigkeit des gesamten Systems im Vergleich zur monolithischen Architektur. Beispielsweise betrifft das Update von Firmware häufig nur einzelne Module und nicht das gesamte System (oder dessen Kern), was zu einem reibungsloseren Ablauf führt.
• Verwendung modernster Datenspeichertechnologien. Die Unterstützung von Storage Class Memory (SCM) Intel Optane und NVMe All-Flash beseitigt Engpässe im System und erhöht erheblich die Leistung sowie verkürzt die Reaktionszeit des Systems.
• Kontinuierliche Datenreduzierung im laufenden Betrieb. Immer aktive Mechanismen zur Datenkomprimierung und Deduplizierung ermöglichen es, die von den Daten im System belegten Volumen zu reduzieren und die Speicherung zu optimieren. Dies trägt dazu bei, die Kosten für Anschaffung und Betrieb des Systems zu senken und die Effizienz zu steigern.
• Flexible Skalierbarkeit der Lösung. Die Architektur der Dell EMC PowerStore-Lösungen unterstützt sowohl vertikale als auch horizontale Skalierung, sodass Sie Ihre Infrastruktur effizient planen können, indem Sie die Kapazität oder die Rechenressourcen unabhängig voneinander erweitern.
• Eingebaute Datensicherungsmechanismen. Die PowerStore-Systeme verfügen über eine breite Palette integrierter Datensicherungsmechanismen – von Sofortsnapshots und Replikation bis hin zur Datenverschlüsselung und Integration mit Antivirenprogrammen. Das System lässt sich auch umfassend in externe Lösungen integrieren, sowohl von Dell Technologies als auch von anderen Herstellern.
• AppsON. Dank des in das System integrierten VMware ESX Hypervisors können Kunden benutzerdefinierte virtuelle Maschinen direkt im System ausführen.
• Integration mit VMware. PowerStore ist für eine tiefe Integration mit VMware vSphere konzipiert. Die Integration umfasst die Unterstützung von VAAI und VASA, Ereignisbenachrichtigungen, Snapshot-Management, vVols sowie die Erkennung und Überwachung virtueller Maschinen im PowerStore Manager.
• Vereinheitlichter Datenzugriff. PowerStore ermöglicht die Speicherung von Anwendungsdaten in verschiedenen Formaten, von physischen und virtuellen Volumes bis hin zu Containern und herkömmlichen Dateien, dank der Fähigkeit, über verschiedene Protokolle – Block-, Datei- und VMware vSphere Virtual Volumes (vVols) – zu arbeiten. Diese Fähigkeit bietet der System hohe Flexibilität und ermöglicht es IT-Abteilungen, die Infrastruktur zu vereinfachen und zu konsolidieren.
• Einfache, moderne Verwaltungsoberfläche. Die Managementoberfläche des Systems – PowerStore Manager – wurde basierend auf den Anforderungen unserer Kunden hinsichtlich der Einfachheit in der Systemverwaltung entwickelt. Es handelt sich um eine Web-Oberfläche, die auf den Controllern des PowerStore-Systems ausgeführt wird. Sie ist über das HTML5-Protokoll verfügbar und erfordert keine Installation zusätzlicher Plugins.
• Programmierbare Infrastruktur. Vereinfacht die Anwendungsentwicklung und verkürzt die Bereitstellungszeiten von mehreren Tagen auf wenige Sekunden durch die Integration mit VMware und die Unterstützung führender Management- und Orchestrierungsumgebungen, einschließlich Kubernetes, Ansible und VMware vRealize Orchestrator.
• Intelligente Automatisierung. Eingebaute Machine-Learning-Algorithmen automatisieren arbeitsintensive Prozesse wie die anfängliche Planung und Platzierung von Volumes, Datenmigration, Lastenausgleich und Problemlösung.
• Analytische Informationen zur Infrastruktur. Die Software Dell EMC CloudIQ zur Überwachung und Analyse von Speichersystemen kombiniert die Vorteile von maschinellem Lernen und menschlicher Intelligenz zur Echtzeitanalyse der Systeme hinsichtlich Leistung und Kapazität sowie zur Speicherung historischer Daten, um eine einheitliche Sicht auf die Dell EMC Infrastruktur zu erhalten. Das Unternehmen Dell Technologies plant, CloudIQ mit seinem vollständigen Portfolio an Lösungen zu integrieren, um eine noch tiefere Analyse zu ermöglichen.

Die Plattform wird durch zwei Systemtypen repräsentiert:

1. PowerStore T – fungiert als klassisches Speichersystem.
2. PowerStore X – fungiert als hyperkonvergente Lösung, die den Betrieb virtueller Maschinen des Kunden mit einem dedizierten, klassischen Speichersystem kombiniert.

Dank der integrierten Möglichkeiten von VMware ESXi bieten die Modelle PowerStore X die Möglichkeit, I/O-intensive Anwendungen direkt innerhalb des PowerStore-Systems zu hosten. Durch die Nutzung der integrierten VMware-Mechanismen (vMotion) wird die Möglichkeit geschaffen, Anwendungen zwischen dem PowerStore-Speichersystem und externen Lösungen zu verschieben. Der integrierte Hypervisor VMware ESXi betreibt die Kundenanwendungen zusammen mit dem Betriebssystem PowerStore in Form von VMware-VMs. Dieses innovative Design ist ideal für speicherintensive Anwendungen und bietet zusätzliche Rechenkapazitäten und leistungsstarke Speichermöglichkeiten für bestehende Umgebungen oder jeden Anwendungsfall, bei dem Dichte, Leistung und Verfügbarkeit entscheidende Faktoren sind.

Eindeutige Beispiele, bei denen AppsON die Bedürfnisse unserer Kunden optimal erfüllt, sind:

• Dedizierte Infrastruktur für eine Anwendung. Zum Beispiel für eine Datenbank, die einen eigenen Server, ein Speichersystem sowie zusätzliche Anbindungen wie ein Backup-System benötigt. In diesem Fall können Sie ein einziges PowerStore-System erwerben, das alle Anforderungen abdeckt, da die Anwendung und der Backup-Server innerhalb des PowerStore-Knotens ohne zusätzliche Infrastruktur bereitgestellt werden können.
• ROBO (remotebüros und -standorte). Viele Kunden stehen vor der Herausforderung, die Infrastruktur des Hauptrechenzentrums in irgendeiner Form an die Peripherie zu replizieren, um den Betrieb von entfernten Standorten ihrer Unternehmen zu gewährleisten. Früher mussten dazu separate Server, Speicherlösungen und Switches für deren Verbindung angeschafft werden, und es gab viele Überlegungen, wie die Infrastruktur und – noch wichtiger – die Daten geschützt werden können. Wir empfehlen, wie im vorherigen Beispiel, den Weg der Konsolidierung der Infrastruktur innerhalb einer Lösung – Dell EMC PowerStore – zu gehen. Sie erhalten eine vollständig integrierte Infrastruktur in einem 2U-Chassis, bestehend aus zwei hochverfügbaren Servern, die mit einer Hochgeschwindigkeits-Speicherlösung verbunden sind.

Beide Systemtypen werden in Form einer Modellreihe mit unterschiedlichen technischen Eigenschaften angeboten:

Ein wichtiges Merkmal der PowerStore-Systeme ist die Möglichkeit, ein bereits erworbenes System in Zukunft zu modernisieren. So kann dies erreicht werden.

• Traditionelles Upgrade von kleineren Modellen auf größere vermeidet zusätzliche Investitionen in der Beschaffungsphase: Es ist nicht erforderlich, sofort eine teure Lösung zu kaufen, deren Potenzial erst in einigen Jahren vollständig ausgeschöpft wird. Der Upgrade-Prozess ist ein regulärer Austausch von Controllern, der ohne Unterbrechung des Datenzugriffs erfolgt.
• Dank der richtig gewählten Architektur kann das System auf die nächste Generation aktualisiert werden, was es ermöglicht, es aktuell zu halten und die Lebensdauer zu verlängern.
• Es gibt die Möglichkeit, die Möglichkeit zur Systemmodernisierung bereits beim Kauf festzulegen. Dafür gibt es eine spezielle Option Anytime Upgrade, die es ermöglicht, entweder das System durch ein Upgrade auf die nächste Generation zu aktualisieren oder das System auf ein leistungsstärkeres Modell zu upgraden.

Lizenzierung

Dell EMC PowerStore wird nach dem "Alles inklusive"-Modell lizenziert. Alle verfügbaren Funktionen stehen dem Kunden zusammen mit dem System ohne zusätzliche Investitionen zur Verfügung. Mit dem Erscheinen neuer Funktionen des Arrays werden diese ebenfalls den Kunden nach dem Upgrade der Firmware zur Verfügung stehen.

Optimierung des physischen Datenvolumens

Dell EMC PowerStore umfasst mehrere Methoden zur Steigerung der Effizienz der Datenspeicherung durch Verringerung des verwendeten physischen Datenvolumens:

• feine Raum выделение;
• Kompression – hat eine hardwareseitige Umsetzung und erfolgt durch einen separaten physischen Chip, wodurch der Prozess die Systemleistung nicht beeinträchtigt;
• Deduplizierung von Daten – ermöglicht die Speicherung nur einzigartiger Daten, ohne Wiederholungen.

Dynamische Pools

Dell EMC PowerStore ist mit einem RAID-System auf Basis von Extents ausgestattet, um Laufwerksausfälle zu verarbeiten. Eine große Anzahl von RAID-Elementen stellt einen einheitlichen logischen Raum dar, der einen Pool bildet, mit dem der Endbenutzer arbeitet.

Die Architektur des dynamischen RAID bietet 5 wesentliche Vorteile:

• Reduzierung der Wiederherstellungszeit nach einem Laufwerksausfall durch parallele Wiederherstellung von mehreren Laufwerken;
• gleichmäßige Verteilung der Schreibanfragen auf alle Laufwerke;
• Möglichkeit, Laufwerke unterschiedlicher Kapazität in einem Pool zu mischen;
• Möglichkeit zur Erweiterung der Systemkapazität durch Hinzufügen von Laufwerken einzeln oder in Gruppen;
• Die Möglichkeit, auf einen physisch zugewiesenen Hot-Spare-Laufwerk zu verzichten, ermöglicht es dem System, Datenblöcke unter Verwendung aller funktionsfähigen Laufwerke neu zu strukturieren.

Hohe Verfügbarkeit

Speichersystem Dell EMC PowerStore vollständig gegen Ausfälle geschützt und umfasst eine Reihe von Methoden zur Gewährleistung der hohen Verfügbarkeit. Diese Methoden sind darauf ausgelegt, Ausfällen von Komponenten sowohl im System selbst als auch in der externen Infrastruktur, wie z. B. Netzwerkausfällen oder Stromausfällen, entgegenzuwirken. Im Falle eines Ausfalls einer einzelnen Komponente gewährleistet das Speichersystem weiterhin die Datenverfügbarkeit. Das System kann auch mehreren Ausfällen standhalten, wenn diese in separaten Komponentensätzen auftreten. Sobald der Administrator über den Ausfall benachrichtigt wird, kann er eine Ersatzkomponente anfordern und installieren, ohne Folgen zu befürchten.

NVMe SCM

Speichermedien der Klasse SCM (Storage Class Memory) sind leistungsstarke, energieunabhängige Speicher, die auf Intel Optane-Technologie basieren. NVMe SCM-Speicher bieten im Vergleich zu anderen SSDs eine geringere Latenz und verbesserte Leistung. NVMe ist ein Protokoll, das den direkten Zugriff über den PCIe-Bus ermöglicht. NVMe wurde mit Blick auf die geringe Latenz leistungsstarker Speicher entwickelt. NVMe SCM-Speicher dienen als Speicherebene für PowerStore und werden für Benutzerdaten oder Metadaten verwendet. Derzeit sind Kapazitäten von 375 und 750 GB verfügbar.

NVMe NVRAM

NVMe NVRAM sind hochleistungsfähige Speicher, die zur Verbesserung des Caching-Systems von PowerStore eingesetzt werden. Sie sind von beiden Controllern des Systems aus zugänglich und ermöglichen es dem System, eingehende Einträge problemlos zwischenzuspeichern. Die Speicher arbeiten mit DRAM-Geschwindigkeiten über PCIe und bieten außergewöhnliche Leistung. Ihr Design ermöglicht es ihnen, als energieunabhängige Speicher zu fungieren, und PowerStore kann eingehende Einträge schnell speichern und Operationsbestätigungen an den Host senden, ohne den zweiten Controller zu benachrichtigen. Die Datenspeicher werden paarweise installiert, um die Daten gegenseitig im Falle eines Hardwareausfalls zu spiegeln.

Dieser Ansatz hat die Leistung des Datenspeichers erheblich verbessert:

• Erstens müssen die Controller ihre CPU-Takte nicht für die Synchronisierung der Cache-Daten untereinander aufwenden;
• Zweitens erfolgt die gesamte Schreiboperation auf die Speicher in Blöcken von 2 MB, da das System diesen Datenumfang anhäuft, bevor es die Daten auf die Festplatten schreibt. Dadurch wird der Schreibvorgang von zufällig zu sequenziell. Wie Sie selbst verstehen können, verringert dieser Ansatz die Belastung der Datenspeicher und der Controller erheblich.

Clusterbildung

Jedes Dell EMC PowerStore-Gerät wird als einer der Knoten eines Clusters bereitgestellt, da die Clusterbildung Teil der Architektur dieser Plattform ist. Momentan können nicht mehr als vier PowerStore-Knoten zu einem Cluster zusammengefasst werden. Bei der Bereitstellung eines Clusters mit mehreren Geräten kann diese Aufgabe während des Einstellungsprozesses durchgeführt oder zukünftig Geräte zu einem bereits bestehenden Cluster hinzugefügt werden. Der PowerStore-Cluster kann verringert werden, indem Geräte aus dem bestehenden Cluster entfernt werden, wodurch ein großer Cluster in zwei kleinere unterteilt wird.

Die Clusterbildung von Dell EMC PowerStore-Geräten bietet viele Vorteile.

• Scale-Out-Skalierung zur Erhöhung der Systemressourcen durch Hinzufügen zusätzlicher Rechenknoten – Prozessor, Speicher, Kapazität und Verbindungsinterfaces zu Hosts.
• Unabhängige Erhöhung von Speicher- oder Rechenressourcen.
• Zentralisierte Verwaltung eines Multi-Knoten-Clusters.
• Automatische Lastverteilung zwischen den Knoten des Clusters.
• Erhöhte Zuverlässigkeit und Fehlertoleranz.

PowerStore Manager

Der PowerStore Manager bietet Administratoren eine einfache und intuitive Benutzeroberfläche zur Konfiguration und Verwaltung des Clusters. Er basiert auf HTML5, erfordert keine Installation zusätzlicher Software auf dem Client und hilft bei den folgenden Aufgaben:

• Erstkonfiguration eines neuen PowerStore-Knotens.
• Hinzufügen oder Entfernen von Knoten aus einem bestehenden Cluster.
• Verwaltung der Cluster-Ressourcen.

Die Kapazität des Clusters ist die Aggregation der Kapazitäten der einzelnen Clusterknoten. Statistiken zur Einsparung sind für den gesamten Cluster verfügbar.

Für die Lastverteilung zwischen den Knoten des Clusters gibt es einen Lastverteiler, dessen Aufgabe es ist, die Auslastung der einzelnen Komponenten des Clusters zu überwachen und bei der automatischen oder manuellen Migration von Daten zwischen den Knoten des Clusters zu helfen. Der Migrationsprozess ist für die Server transparent und erfolgt hardwareseitig, ohne die Ressourcen des Servers zu beanspruchen.

Zum Abschluss

Hier ist eine kurze Übersicht über Dell EMC PowerStore Wir schließen ab. In diesem Artikel haben wir die wichtigsten Punkte zur Technik und Wirtschaftlichkeit behandelt, die man beim Planen des Kaufs von PowerStore-Systemen verstehen sollte – von der Clusterbildung über die Lizenzierung bis hin zur Planung zukünftiger Upgrades. Viele technische Aspekte blieben unerwähnt, und wir erzählen Ihnen gerne mehr darüber, entweder in den kommenden Artikeln oder im Gespräch mit unseren Vertriebsmitarbeitern.

Abschließend möchte ich hervorheben, dass die ersten verkauften Systeme bereits in den Rechenzentren unserer Kunden bereitgestellt wurden, die Distributoren und Partner haben Demoversionen gekauft und sind bereit, sie Ihnen zu präsentieren. Wenn das System Ihr Interesse geweckt hat, wenden Sie sich gerne an unsere Partner und Vertreter, um Ihre Projekte zu besprechen.

Quelle: habr.com