Warum OceanStor Dorado V6 das schnellste und zuverlässigsten SAN ist.

Bitte ziehen Sie keine voreiligen Schlüsse aufgrund der Überschrift! Wir haben gewaltige Argumente, die dies untermauern, und wir haben sie so kompakt wie möglich verpackt. Wir präsentieren Ihnen einen Beitrag über das Konzept und die Prinzipien unseres neuen Datenspeichersystems, dessen Veröffentlichung im Januar 2020 stattfand.

Nach unserer Überzeugung ist das Hauptkonkurrenzmerkmal der Familie Dorado V6 genau die in der Überschrift erwähnte Leistung und Zuverlässigkeit. Ja, so einfach ist es, und wie wir dieses ‚einfach‘ erreicht haben, werden wir heute besprechen.

Um das Potenzial der neuen Systemgeneration besser auszuschöpfen, werden wir die höher positionierten Modelle (Modelle 8000, 18000) vorstellen. Sofern nicht anders angegeben, sind genau diese gemeint.

Ein paar Worte zum Markt

Um den Platz der Huawei-Lösungen auf dem Markt besser zu verstehen, wenden wir uns einem bewährten Maßstab zu – den „magischen Quadranten“ von Gartner. Vor zwei Jahren gehörte unser Unternehmen im Bereich der allgemein einsetzbaren Speicherarrays sicher zu den Marktführern, nur hinter NetApp und Hewlett Packard Enterprise. Die Position von Huawei auf dem Markt für Flash-Speicherlösungen im Jahr 2018 war durch den Status „Herausforderer“ gekennzeichnet, allerdings fehlte es uns zu diesem Zeitpunkt noch an etwas, um eine Führungsposition zu erreichen.

Im Jahr 2019 hat Gartner in seiner Studie beide oben genannten Sektoren in einen einzigen – „Primärspeicher“ – zusammengefasst. Infolgedessen fand sich Huawei erneut im Quadranten der Führer, neben Anbietern wie IBM, Hitachi Vantara und Infinidat.

Um das Gesamtbild zu vervollständigen, sei erwähnt, dass Gartner 80 % der Daten für seine Analysen auf dem amerikanischen Markt erhebt, was zu einer spürbaren Verzerrung zugunsten der Unternehmen führt, die speziell in den USA gut vertreten sind. Zwischenzeitlich befinden sich Anbieter, die auf die europäischen und asiatischen Märkte ausgerichtet sind, in einer nachweislich weniger vorteilhaften Position. Dennoch nahm die Produktpalette von Huawei im letzten Jahr einen respektablen Platz im oberen rechten Quadranten ein und wurde von Gartner mit dem Urteil „kann zur Verwendung empfohlen werden“ bewertet.

Was gibt es Neues bei Dorado V6

Die Produktreihe Dorado V6 wird unter anderem von den Einstiegssystemen der Serie 3000 repräsentiert. Ursprünglich mit zwei Controllern ausgestattet, können sie horizontal auf bis zu 16 Controller, 1200 Festplatten und 192 GB Cache erweitert werden. Außerdem wird das System über externe Fiber Channel-Ports (8 / 16 / 32 Gbit/s) und Ethernet (1 / 10 / 25 / 40 / 100 Gbit/s) verfügen.

Es sei darauf hingewiesen, dass derzeit die Verwendung von Protokollen eingestellt wird, die keinen kommerziellen Erfolg haben. Daher haben wir uns zu Beginn entschieden, die Unterstützung für Fibre Channel over Ethernet (FCoE) und Infiniband (IB) nicht zu implementieren. Diese werden in späteren Firmware-Versionen hinzugefügt. Die Unterstützung für NVMe over Fabric (NVMe-oF) ist „out of the box“ über Fibre Channel verfügbar. In der nächsten Firmware-Version, die für Juni geplant ist, wird die Unterstützung für den NVMe over Ethernet-Modus erwartet. Unserer Ansicht nach wird die oben genannte Reihe die Bedürfnisse der meisten Huawei-Kunden vollständig abdecken.

Dateizugriff ist in der aktuellen Firmware-Version nicht verfügbar und wird in einem der nächsten Updates gegen Ende des Jahres verfügbar sein. Die Implementierung wird auf nativer Ebene, direkt durch die Controller mit Ethernet-Ports, ohne den Einsatz zusätzlicher Hardware, erfolgen.

Der Hauptunterschied zwischen dem Dorado V6 Modell der Serie 3000 und den älteren Modellen besteht darin, dass es im Backend nur ein Protokoll – SAS 3.0 – unterstützt. Dementsprechend können auch nur Laufwerke mit diesem Schnittstellenstandard verwendet werden. Aus unserer Sicht reicht die dabei gewährte Leistung für ein Gerät dieser Art völlig aus.

Die Dorado-Systeme der Serien V6 5000 und 6000 gehören zur Mittelklasse. Sie sind ebenfalls im 2U-Formfaktor ausgeführt und mit zwei Controllern ausgestattet. Sie unterscheiden sich in der Leistung, der Anzahl der Prozessoren, der maximalen Anzahl an Festplatten und dem Cache-Volumen. Dennoch sind die architektonischen und ingenieurtechnischen Konzepte der Dorado V6 5000 und 6000 identisch und sehen gleich aus.

Zu der High-End-Klasse zählen die Dorado V6 Systeme der Serien 8000 und 18000. Diese sind im 4U-Format ausgeführt und verfügen standardmäßig über eine getrennte Architektur, in der Controller und Speicher getrennt sind. In der Grundausstattung können sie ebenfalls nur mit zwei Controllern ausgestattet werden, obwohl die Kunden in der Regel um die Installation von vier oder mehr bitten.

Dorado V6 8000 kann horizontal auf bis zu 16 Controller skaliert werden, während Dorado V6 18000 auf bis zu 32 skalierbar ist. In diesen Systemen sind verschiedene Prozessoren mit unterschiedlicher Kernanzahl und Cache-Größe installiert. Die Identität der Engineering-Lösungen bleibt jedoch wie bei den Modellen der Mid-End-Klasse erhalten.

Die 2U-Regale mit Speicher werden über RDMA mit einer Bandbreite von 100 Gbit/s angeschlossen. Das Backend der älteren Dorado V6-Serien unterstützt ebenfalls SAS 3.0, hauptsächlich für den Fall, dass SSD-Speicher mit diesem Interface stark im Preis fallen. Dann wäre ihre Nutzung auch bei niedrigerer Leistung wirtschaftlich sinnvoll. Momentan ist der Preisunterschied zwischen SSDs mit SAS- und NVMe-Interfaces jedoch so gering, dass wir ein solches Setup nicht empfehlen können.

Innerhalb des Controllers

Die Dorado V6-Controller basieren auf unserer eigenen Bauteilbasis. Keine Intel-Prozessoren, keine ASICs von Broadcom. Somit sind alle Komponenten der Hauptplatine, ebenso wie sie selbst, vollständig von den Risiken betroffen, die mit dem Sanktionsdruck amerikanischer Unternehmen verbunden sind. Diejenigen, die unsere Hardware mit eigenen Augen gesehen haben, haben sicherlich die Schilder mit einem roten Streifen unter dem Logo bemerkt. Dies bedeutet, dass im Produkt keine amerikanischen Komponenten vorhanden sind. Dies ist die offizielle Linie von Huawei — der Übergang zu Komponenten aus eigener Produktion oder zumindest zu denen, die in Ländern gefertigt werden, die nicht der Politik der USA folgen.

Das kann man auf der Controller-Platine sehen.

• Universelles Netzwerkinterface (Hisilicon 1822 Chip), das für die Verbindung zu Fibre Channel oder Ethernet verantwortlich ist.
• Der BMC-Chip, nämlich Hisilicon 1710, der den Fernzugriff auf das System ermöglicht und vollständige Fernsteuerung und -überwachung der Systemfunktionen gewährleistet. Ähnliche Chips werden auch in unseren Servern und anderen Lösungen verwendet.
• Der zentrale Prozessor, der auf der ARM-Architektur basiert, ist der Kunpeng 920 Chip von Huawei. Er ist in dem obigen Diagramm dargestellt, obwohl in anderen Controllern Modelle mit unterschiedlicher Kernanzahl, anderer Taktrate usw. installiert sein können. Von Modell zu Modell variiert auch die Anzahl der Prozessoren in einem Controller. Beispielsweise haben die älteren Serien von Dorado V6 vier Prozessoren auf einer Platine.
• Der SSD-Controller (Chip Hisilicon 1812e) unterstützt sowohl SAS- als auch NVMe-Speichergeräte. Außerdem stellt Huawei eigene SSDs her, produziert jedoch nicht die NAND-Zellen selbst, sondern bezieht diese von vier der größten Hersteller der Welt in Form von ungeschnittenen Siliziumwafern. Die Zerkleinerung, das Testen und das Verpacken in Chips erfolgt durch Huawei, das sie dann unter eigener Marke vertreibt.
• Der KI-Chip ist der Ascend 310. Standardmäßig ist er im Controller nicht vorhanden und wird über eine separate Karte installiert, die einen der für Netzwerkadapter vorgesehenen Slots einnimmt. Der Chip wird verwendet, um intelligentes Cache-Verhalten zu gewährleisten, die Leistung oder die Prozesse der Deduplikation und Kompression zu steuern. All diese Aufgaben können auch vom Zentralprozessor erledigt werden, aber der KI-Chip ermöglicht es, dies wesentlich effizienter zu tun.

Einzelheiten zu den Kunpeng-Prozessoren

Der Kunpeng-Prozessor ist ein System-on-a-Chip (SoC), das außer der Recheneinheit auch Hardwaremodule enthält, die verschiedene Prozesse wie die Berechnung von Prüfziffern oder die Ausführung von Erasure Coding beschleunigen. Er unterstützt auch SAS, Ethernet, DDR4 (von sechs bis acht Kanälen) und mehr. All dies ermöglicht es Huawei, Speichercontroller zu schaffen, die in der Leistung klassischen Intel-Lösungen in nichts nachstehen.

Darüber hinaus ermöglichen die eigenen Lösungen auf Basis der ARM-Architektur Huawei, vollständige Serverlösungen zu entwickeln und diese seinen Kunden als Alternative zu x86 anzubieten.

Die neue Architektur Dorado V6…

Die interne Architektur der Dorado V6-Speichersysteme der oberen Serie besteht aus vier Hauptsubdomänen (Fabriken).

Die erste Fabrik ist das gemeinsame Frontend (Netzwerkschnittstellen, die für die Kommunikation mit der SAN-Fabrik oder Hosts zuständig sind).

Die zweite besteht aus einer Reihe von Controllern, von denen jeder über das RDMA-Protokoll sowohl auf jede Netzwerkkarte des Frontends als auch auf den benachbarten 'Engine' zugreifen kann, der aus einer Box mit vier Controllern sowie gemeinsamen Spannungs- und Kühlmodulen besteht. Derzeit können Hi-End-Modelle der Dorado V6 mit zwei solchen 'Engines' (insgesamt acht Controllern) ausgestattet werden.

Die dritte Fabrik ist für das Backend zuständig und besteht aus RDMA 100G Netzwerkkarten.

Schließlich wird die vierte Fabrik «in der Hardware» durch steckbare intelligente Regale mit Speicherlösungen repräsentiert.

Eine solche symmetrische Struktur entfaltet das gesamte Potenzial der NVMe-Technologie und garantiert hohe Leistung und Zuverlässigkeit. Der Eintritts- und Ausgabeverkehr wird maximal parallelisiert über Prozessoren und Kerne, was gleichzeitige Lese- und Schreibvorgänge in vielen Strömen ermöglicht.

…und was es uns gegeben hat

Die maximale Leistung der Dorado V6 Lösungen übertrifft die Werte von Systemen der vorherigen Generation (derselben Klasse) um das Dreifache und kann bis zu 20 Millionen IOPS erreichen.

Dies liegt daran, dass im letzten Generation von Geräten die NVMe-Unterstützung nur auf die Anbauregale mit Speicherlösungen beschränkt war. Jetzt ist sie in allen Phasen vorhanden, vom Host bis zu SSDs. Das Backend-Netzwerk hat ebenfalls Veränderungen erfahren: SAS/PCIe wurde durch RoCEv2 mit einer Bandbreite von 100 Gbit/s ersetzt.

Auch der Formfaktor der SSDs hat sich geändert. Früher gab es auf einem 2U-Regal 25 Speicherlösungen, jetzt sind es 36 Festplatten im physischen Format „palm-sized“. Zudem sind die Regale „intelligenter“ geworden. Jedes von ihnen verfügt nun über ein ausfallsicheres System, das aus zwei Controllern auf Basis von ARM-Chips besteht, die ähnlich denen in den zentralen Controllern sind.

Derzeit kümmern sie sich nur um die Datenumorganisation, aber mit der Veröffentlichung neuer Firmware werden auch Kompression und Erasure Coding hinzukommen, was die Belastung der Hauptcontroller von 15 % auf 5 % senkt. Die Verlagerung einiger Aufgaben auf das Regal schafft zudem Bandbreite für das interne Netzwerk. All dies erhöht das Skalierungspotenzial des Systems erheblich.

Die Kompression und Deduplizierung in der vorherigen Generation von SAN wurden mit Blöcken fester Länge durchgeführt. Jetzt wurde ein Modus mit variablen Blocklängen hinzugefügt, der vorerst manuell aktiviert werden muss. Zukünftige Firmware-Versionen könnten dies ändern.

Auch kurz zur Fehlertoleranz: Dorado V3 blieb betriebsfähig, wenn ein Controller von zwei ausfiel. Dorado V6 gewährleistet die Verfügbarkeit von Daten, auch wenn nacheinander sieben von acht Controllern oder gleichzeitig vier eines einzelnen „Motors“ ausfallen.

Zuverlässigkeit aus wirtschaftlicher Sicht

Vor kurzem wurde unter den Kunden von Huawei eine Umfrage durchgeführt, welche einfachen Elemente der IT-Infrastruktur das Unternehmen für akzeptabel hält. Im Großen und Ganzen nahmen die Befragten eine hypothetische Situation, in der eine Anwendung mehrere hundert Sekunden lang nicht reagiert, gelassen hin. Für das Betriebssystem oder den Host-Adapter des Busses stellte sich eine kritische Ausfallzeit von mehreren zehn Sekunden (im Grunde die Zeit für einen Neustart) heraus. Noch höhere Anforderungen stellen die Kunden an das Netzwerk: Die Bandbreite sollte nicht länger als 10–20 Sekunden wegfallen. Wie nicht anders zu erwarten, hielten die Befragten Systemausfälle bei Speicherlösungen für die kritischsten Probleme. Aus Sicht der Geschäftsvertreter sollte die Ausfallzeit einer Speicherlösung nicht über… einige Sekunden im Jahr hinausgehen!

Mit anderen Worten, wenn die Clientanwendung einer Bank 100 Sekunden lang nicht reagiert, wird dies wahrscheinlich keine katastrophalen Folgen haben. Wenn hingegen dasselbe für eine Speicherlösung gilt, kann es zu einem Stillstand des Geschäfts und erheblichen finanziellen Verlusten kommen.

In der obigen Grafik sind die Kosten pro Betriebsstunde für zehn der größten Banken (Daten von Forbes aus dem Jahr 2017) aufgeführt. Sie werden zustimmen, dass es für Ihr Unternehmen nicht allzu schwer sein wird, die Notwendigkeit des Erwerbs einer Speicherlösung für mehrere Millionen Dollar zu rechtfertigen, wenn es in der Größe chinesischen Banken nahekommt. Das Gegenteil ist ebenfalls richtig: Wenn ein Unternehmen bei Ausfallzeiten keine nennenswerten Verluste erleidet, wird es kaum eine High-End-Speicherlösung anschaffen. In jedem Fall ist es wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, welcher Betrag in Ihrer Geldbörse droht, während der Systemadministrator mit einer ausgefallenen Speicherlösung beschäftigt ist.

Sekunde für den Notumschaltung

In Lösung A auf der obigen Abbildung können Sie unser Vorgängermodell Dorado V3 sehen. Vier ihrer Controller arbeiten paarweise, und Kopien des Cache befinden sich nur in zwei Controllern. Die Controller innerhalb des Paares können die Last neu verteilen. Gleichzeitig sehen Sie, dass es hier keine "Fabriken" für Frontend und Backend gibt, sodass jede der Speicherregale mit einem bestimmten Controller-Paar verbunden ist.

Auf dem Diagramm Solution B ist die derzeit auf dem Markt erhältliche Lösung eines anderen Anbieters dargestellt (haben Sie es erkannt?). Hier gibt es sowohl Frontend- als auch Backend-Fabriken, und die Speichergeräte sind direkt an vier Controller angeschlossen. Allerdings gibt es in der Arbeitsweise der internen Algorithmen des Systems einige nicht sofort offensichtliche Nuancen.

Rechts ist unsere aktuelle Architektur des Speicher-Arrays Dorado V6 mit dem gesamten Set an internen Komponenten dargestellt. Lassen Sie uns betrachten, wie diese Systeme eine typische Situation überstehen — den Ausfall eines Controllers.

In klassischen Systemen, zu denen auch Dorado V3 gehört, beträgt die Zeit, die für die Lastverteilung bei einem Ausfall benötigt wird, bis zu vier Sekunden. Während dieser Zeit wird der Ein- und Ausgang vollständig gestoppt. In der Lösung Solution B von unseren Kollegen beträgt die Ausfallzeit trotz der moderneren Architektur sogar sechs Sekunden.

Das Speicher-Array Dorado V6 stellt seinen Betrieb nur eine Sekunde nach einem Ausfall wieder her. Dieses Ergebnis wird durch eine einheitliche interne RDMA-Umgebung erreicht, die es dem Controller ermöglicht, auf „fremden“ Speicher zuzugreifen. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Existenz der Frontend-Fabrik, die sicherstellt, dass der Pfad für den Host unverändert bleibt. Der Port bleibt derselbe, und die Last wird einfach über Multipassing-Treiber an die funktionsfähigen Controller gesendet.

Der Ausfall des zweiten Controllers in Dorado V6 wird in einer Sekunde nach demselben Schema bearbeitet. Bei Dorado V3 dauert dies etwa sechs Sekunden, und bei der Lösung eines anderen Anbieters neun. Für viele DBMS sind solche Zeitintervalle bereits nicht mehr akzeptabel, da das System in den Standby-Modus übergeht und nicht mehr funktioniert. Dies gilt insbesondere für DBMS, die aus vielen Partitionen bestehen.

Der Ausfall des dritten Controllers kann Solution A nicht bewältigen. Einfach, weil der Zugriff auf einen Teil der Datenträger mit Daten verloren geht. Im Gegensatz dazu stellt Solution B in einer solchen Situation die Funktionsfähigkeit wieder her, wofür, wie im vorherigen Fall, neun Sekunden erforderlich sind.

Und was ist bei Dorado V6? Eine Sekunde.

Was kann man in einer Sekunde schaffen?

Fast nichts, aber das brauchen wir auch nicht. Noch einmal: In Dorado V6 der Hi-End-Klasse ist die Frontend-Fabrik von der Controller-Fabrik getrennt. Das bedeutet, dass es keine fest zugewiesenen Ports gibt, die einem bestimmten Controller gehören. Bei einem Ausfall ist keine Suche nach alternativen Wegen oder eine erneute Initialisierung des Multicast erforderlich. Das System arbeitet weiter, wie es gearbeitet hat.

Widerstandsfähigkeit gegenüber zahlreichen Ausfällen

Die größeren Modelle Dorado V6 überstehen problemlos den gleichzeitigen Ausfall von zwei beliebigen (!) Controllern aus der Gruppe beliebiger „Engines“. Dies wurde möglich, weil die Lösung nun drei Kopien des Caches speichert. Daher gibt es selbst bei einem doppelten Ausfall immer eine intakte Kopie.

Ein synchroner Ausfall aller vier Controller in einer der „Engines“ wird ebenfalls keine fatalen Folgen haben, da alle drei Kopien des Caches jederzeit zwischen den „Engines“ verteilt sind. Das System selbst überwacht die Einhaltung dieser Arbeitslogik.

Schließlich ist das Szenario eines sequenziellen Ausfalls von sieben Controllern aus acht sehr unwahrscheinlich. Der minimale zulässige Abstand zwischen den einzelnen Ausfällen, um die Betriebsfähigkeit aufrechtzuerhalten, beträgt 15 Minuten. In dieser Zeit hat das Speichersystem Zeit, die erforderlichen Operationen zur Cache-Migration durchzuführen.

Der letzte verbleibende Controller sorgt für den Betrieb des Datenspeichers und hält den Cache für fünf Tage (Standardwert, der leicht in den Einstellungen geändert werden kann). Nach diesem Zeitraum wird der Cache deaktiviert, aber der Betrieb des Speichersystems wird fortgesetzt.

Unbemerkt bleibende Updates

Das neue Betriebssystem Dorado V6 ermöglicht die Aktualisierung der Firmware des Speichersystems, ohne die Controller neu starten zu müssen.

Das Betriebssystem basiert, wie auch bei früheren Lösungen, auf Linux, jedoch wurden viele Betriebsvorgänge vom Kernel in den Benutzermodus verschoben. Die meisten Funktionen, z.B. die für Deduplikation und Kompression, sind jetzt gewöhnliche, im Hintergrund arbeitende Daemons. Dadurch ist es nicht erforderlich, das gesamte Betriebssystem zur Aktualisierung einzelner Module zu ändern. Für die Unterstützung eines neuen Protokolls muss lediglich das entsprechende Softwaremodul deaktiviert und ein neues gestartet werden.

Es ist klar, dass die Fragen zur Aktualisierung des Systems insgesamt bleiben, denn selbst im Kern können Elemente vorhanden sein, die ein Update benötigen. Nach unseren Beobachtungen sind dies jedoch weniger als 6 % der Gesamtzahl. Das ermöglicht es, die Controller deutlich seltener neu zu starten als zuvor.

Katastrophenschutzlösungen und Lösungen mit hoher Verfügbarkeit (HA/DR)

Dorado V6 ist "out of the box" bereit für die Integration in geo-distributed Lösungen, städtische Cluster (Metro) und "Triple" Rechenzentren.

Links in der obigen Abbildung — der vielen bereits bekannte Metro-Cluster. Zwei Speicherlösungen arbeiten im aktiven/aktiven Modus in einem Abstand von bis zu 100 km zueinander. Eine solche Infrastruktur kann mit Lösungen verschiedener Unternehmen unterstützt werden, einschließlich unseres Cloud-Betriebssystems FusionSphere, das die nötige Flexibilität bietet. In solchen Projekten gewinnen die Eigenschaften des Kanals zwischen den Standorten an Bedeutung, während alle anderen Aufgaben in diesem Fall von der Funktion HyperMetro übernommen werden, die wiederum "out of the box" verfügbar ist. Eine Integration über Fibre Channel sowie über iSCSI in IP-Netzen ist möglich, wenn dies erforderlich ist. Eine zwingende Notwendigkeit für dedizierte "dunkle" Optik gibt es nicht mehr, da das System in der Lage ist, über bestehende Kanäle zu kommunizieren.

Beim Aufbau solcher Systeme ist die einzige Hardware-Anforderung an die Speicherlösung die Zuweisung von Ports für die Replikation. Es reicht aus, eine Lizenz zu erwerben, die Quorum-Server — physische oder virtuelle — zu starten und die IP-Konnektivität zu den Controllern sicherzustellen (10 Mbit/s, 50 ms).

Diese Architektur lässt sich leicht auf ein System mit drei Rechenzentren übertragen (siehe den rechten Teil der Abbildung). Zum Beispiel, wenn zwei Rechenzentren im Metro-Cluster-Modus arbeiten und der dritte Standort, der mehr als 100 km entfernt ist, die asynchrone Replikation nutzt.

Das System unterstützt technologisch verschiedene Geschäftsszenarien, die im Falle eines umfangreichen Vorfalls umgesetzt werden.

Überlebensfähigkeit des Metro-Clusters bei mehreren Ausfällen

Oben und unten ist ebenfalls ein klassischer Metro-Cluster dargestellt, der aus zwei Speicherlösungen und einem Quorum-Server besteht. Wie Sie sehen, bleibt unsere Infrastruktur in sechs von neun möglichen Ausfallszenarien funktionsfähig.

Zum Beispiel bleibt im zweiten Szenario, bei einem Ausfall des quorum-fähigen Servers und der Synchronisation zwischen den Standorten, das System produktiv, da der zweite Standort die Arbeit einstellt. Ein solches Verhalten ist bereits in die eingebauten Algorithmen integriert.

Selbst nach drei Ausfällen kann der Zugang zu Informationen erhalten bleiben, wenn das Intervall zwischen diesen mindestens 15 Sekunden beträgt.

Der gewohnte Trumpf im Ärmel

Wir erinnern daran, dass Huawei nicht nur Speicherlösungen, sondern auch ein vollständiges Spektrum an Netzwerkgeräte produziert. Egal welchen Anbieter von Speicherlösungen Sie wählen, wenn zwischen den Standorten ein WDM-Netzwerk verwendet wird, wird es in 90 % der Fälle auf Lösungen unseres Unternehmens basieren. Dies wirft die berechtigte Frage auf: Warum ein Zoo von Systemen zusammenstellen, wenn alles garantiert kompatible „Eisen“ von einem Anbieter bezogen werden kann?

Zur Frage der Leistung

Wahrscheinlich muss niemand mehr überzeugt werden, dass der Wechsel zu All-Flash-Speicherlösungen die Kosten für die Aufrechterhaltung der Infrastruktur erheblich senkt, da alle Routineoperationen um ein Vielfaches schneller ausgeführt werden. Alle Anbieter solcher Geräte bezeugen dies. Unterdessen beginnen viele Anbieter zu tricksen, wenn es um den Leistungsabfall bei der Aktivierung verschiedener Betriebsarten der Speicherlösungen geht.

In unserer Branche ist es weit verbreitet, Speicherlösungen für ein oder zwei Tage in den Testbetrieb zu geben. Der Anbieter führt einen 20-minütigen Test auf einem leeren System durch und erhält dabei beeindruckende Leistungskennzahlen. In der realen Nutzung treten jedoch schnell die „Unterwasserfallen“ zutage. Bereits nach einem Tag sinken die schönen IOPS-Werte um das Zwei- bis Dreifache, und wenn das Speichergerät zu 80 % gefüllt ist, sinken sie noch weiter. Bei Aktivierung von RAID 5 anstelle von RAID 10 gehen weitere 10-15 % verloren, und im Metro-Cluster-Modus halbiert sich die Leistung zusätzlich.

Alles, was oben aufgelistet ist, gilt nicht für Dorado V6. Unsere Kunden haben die Möglichkeit, einen Leistungstest über das Wochenende oder zumindest über Nacht durchzuführen. Dann zeigt sich das Garbage Collection und es wird klar, wie die Aktivierung verschiedener Optionen – wie Snapshots und Replikation – die erzielten IOPS-Werte beeinflusst.

Bei Dorado V6 haben Snapshots und RAID mit Parität praktisch keinen Einfluss auf die Leistung (3–5 % statt 10–15 %). Die Garbage Collection (das Füllen der Speichermodule mit Nullen), Kompression und Deduplication auf einem zu 80 % gefüllten Speicher werden sich immer auf die allgemeine Geschwindigkeit der Anfragebearbeitung auswirken. Doch gerade das Besondere an Dorado V6 ist, dass unabhängig von den aktivierten Funktionen und Schutzmechanismen die endgültige Leistung des Speichersystems nicht unter 80 % des Wertes fällt, der ohne Last erreicht wurde.

Lastenausgleich

Die hohe Leistung von Dorado V6 wird durch die Balance in jeder Phase erreicht, nämlich durch:

• Multipassierung;
• die Nutzung mehrerer Verbindungen von einem Host;
• das Vorhandensein einer Frontend-Fabrik;
• die Parallelisierung der Arbeit der Controller des Speichersystems;
• die Verteilung der Last über alle Speicher auf RAID-Ebene 2.0+.

Im Grunde genommen ist dies eine gängige Praxis. Heutzutage verwahrt kaum jemand alle Daten auf einem einzigen LUN: Alle bemühen sich, dass es vielleicht acht, vielleicht vierzig oder sogar noch mehr sind. Dies ist ein offensichtlicher und richtiger Ansatz, den wir unterstützen. Aber wenn Ihre Aufgabe nur einen einzigen LUN erfordert, der einfacher zu warten ist, ermöglichen es unsere architektonischen Lösungen, auf diesem eine Leistung von 80 % der verfügbaren Leistung beim Einsatz mehrerer LUN zu erreichen.

Dynamische Planung der Lastverteilung der Prozessoren.

Die Lastverteilung auf die Prozessoren bei Verwendung eines einzigen LUN wird bei uns wie folgt umgesetzt: Die Aufgaben werden bereits auf LUN-Ebene in separate kleine "Shards" aufgeteilt, von denen jeder fest einem bestimmten Controller im "Engine" zugeordnet ist. Dies geschieht, damit das System keine Leistung verliert, während es mit diesem Datenstück auf verschiedene Controller wechselt.

Ein weiterer Mechanismus zur Aufrechterhaltung der hohen Leistung ist das dynamische Scheduling, bei dem bestimmte Prozessorkerne verschiedenen Aufgabengruppen zugewiesen werden können. Beispielsweise, wenn das System gerade in der Phase der Deduplication und Kompression verharrt, können Teile der Kerne in den Prozess der Ein- und Ausgabe eingebunden werden. Oder umgekehrt. All dies geschieht automatisch und ist für den Benutzer transparent.

Die Daten über die aktuelle Auslastung jedes Kerns von Dorado V6 werden nicht im grafischen Interface angezeigt, können jedoch über die Eingabeaufforderung abgerufen werden, indem man das Betriebssystem des Controllers anruft und den üblichen Linux-Befehl nutzt. top.

NVMe- und RoCE-Unterstützung

Wie bereits erwähnt, unterstützt Dorado V6 derzeit NVMe über Fibre Channel „out of the box“ und benötigt keine Lizenzen. Mitte des Jahres wird die Unterstützung des NVMe über Ethernet-Modus hinzukommen. Für eine vollumfängliche Nutzung wird die Unterstützung von Ethernet mit Direct Memory Access (DMA) Version v2.0 sowohl von der Speichereinheit selbst als auch von den Switches und Netzwerkkarten benötigt. Zum Beispiel von Mellanox ConnectX-4 oder ConnectX-5. Auch Netzwerkkarten, die auf unseren Chips basieren, können verwendet werden. Darüber hinaus muss die Unterstützung von RoCE auf Betriebssystemebene umgesetzt werden.

Insgesamt betrachten wir Dorado V6 als ein NVMe-orientiertes System. Trotz der bestehenden Unterstützung von Fibre Channel und iSCSI planen wir langfristig den Übergang zu schnellem Ethernet mit RDMA.

Ein Hauch von Marketing

Dank der hohen Fehlertoleranz des Dorado V6-Systems, seiner guten horizontalen Skalierbarkeit und der Unterstützung verschiedener Migrationstechnologien zeigt sich der wirtschaftliche Nutzen des Kaufs erst mit Beginn der intensiven Nutzung der Speicherlösungen. Wir werden weiterhin bestrebt sein, den Besitz des Systems so rentabel wie möglich zu gestalten, auch wenn dies zu Beginn nicht sofort sichtbar ist.

Insbesondere haben wir das FLASH EVER-Programm ins Leben gerufen, das mit der Verlängerung des Lebenszyklus der Speicherungslösungen verbunden ist und darauf abzielt, den Kunden bei Upgrades bestmöglich zu entlasten.

Dieses Programm umfasst eine Reihe von Maßnahmen:

• die Möglichkeit, Controller und Plattenregale schrittweise auf neue Versionen zu ersetzen, ohne die gesamte Hardware auf einmal auszutauschen (für Dorado V6-Systeme der Hi-End-Klasse);
• die Möglichkeit der föderierten Speicherung (Kombination unterschiedlicher Versionen von Dorado innerhalb eines hybriden Clusters von Speicherlösungen);
• intelligente Virtualisierung (die Möglichkeit, Hardware von Dritten als Teil der Dorado-Lösung zu verwenden).

Es sei noch erwähnt, dass die herausfordernde weltweite Lage die kommerziellen Perspektiven des neuen Systems nur wenig beeinflusst hat. Obwohl die offizielle Einführung von Dorado V6 erst im Januar stattfand, sehen wir eine hohe Nachfrage danach in China sowie großes Interesse seitens russischer und internationaler Partner aus dem Finanzwesen und von Regierungsstellen.

Neben allem anderen ist die Frage der Bereitstellung virtueller Arbeitsplätze für Remote-Mitarbeiter, unabhängig davon, wie lange die Pandemie andauert, besonders drängend. Auch in diesem Prozess könnte Dorado V6 viele Fragen klären. Dafür setzen wir alle erforderlichen Anstrengungen ein und haben unter anderem praktisch eine Einigung über die Integration des neuen Systems in die VMware-Kompatibilitätsliste erzielt.

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Übrigens, vergessen Sie nicht unsere zahlreichen Webinare, die nicht nur im russischsprachigen Raum, sondern auch auf globaler Ebene stattfinden. Die Liste der Webinare für April finden Sie unter dem Link.

Quelle: habr.com