Open Storage Cómo resolver las necesidades de almacenamiento con las ventajas económicas del mundo open (LOW COST TECHNOLOGY)

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José Miguel Roldán Benítez
hace 6 años
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1 Open Storage Cómo resolver las necesidades de almacenamiento con las ventajas económicas del mundo open (LOW COST TECHNOLOGY) Ivan Ricondo

2 Objetivos Introducción a tecnologías de almacenamiento y conceptos relacionados. Revisar las diferentes soluciones disponibles en Open Storage Demo de solución elegida. 2

Evolución Almacenamiento Direct Attached Storage (DAS) Almacenamiento directamente conectado al servidor Almacenamiento disperso Tecnologías SCSI, FC, IDE, SATA, SAS Network Attached Storage (NAS)

3 Evolución Almacenamiento Direct Attached Storage (DAS) Almacenamiento directamente conectado al servidor Almacenamiento disperso Tecnologías SCSI, FC, IDE, SATA, SAS Network Attached Storage (NAS) Almacenamiento conectado a la LAN Centraliza almacenamiento Protocolos NFS, CIFS, FTP Servidor NAS utiliza almacenamiento DAS o SAN Storage Area Network (SAN) Almacenamiento conectado a red de alta velocidad dedicada Protocolos FC, iscsi Muchas mas funcionalidades Reduce TCO 3

4 NAS SAN NAS vs SAN Tradicionalmente más económicas que SAN Suelen ser más pequeñas Rendimiento menor que SAN No vale para ciertos servicios Tradicionalmente más caras que NAS Tradicionalmente suelen ser para instalaciones grandes (por los costes) Valen para todos los servicios (hasta grandes servidores de BBDD) 4

5 Por qué centralizar almacenamiento Rendimiento Mayor velocidad de acceso a datos Repartir operaciones de IO por muchos discos Caching Disponibilidad Redundancia en discos (RAID-1, RAID-5 ) Posibilidad de tener caminos redundantes para acceso a discos Tiempos de recuperación ante desastres menores Gestión Gestión centralizada e independiente de la plataforma Dar a cada máquina lo que necesita con total flexibilidad (ej. Disco de 20GB) Adaptación a requerimientos del cliente (ej. crecimiento disco) Funcionalidades Réplicas Snapshots Acceso de varias máquinas a mismo disco (Clusters) 5

6 Funcionamiento discos RAID Objetivo: para entender por qué aumenta rendimiento, entender los diferentes tipos de RAID y saber cuando se usan RAID 0 o Striping No tiene redundancia de datos Se usa para aumentar rendimiento RAID 1 o Mirroring: Tiene redundancia Cada disco tiene una copia Pierde mucho espacio Buen rendimiento RAID 5 Tiene redundancia Mínimo 3 discos Soporta el fallo de 1 disco Pierde capacidad de 1 disco por RAID Rendimiento peor que RAID-1 Otros RAID RAID 6: igual que RAID5 pero con 2 discos de redundancia (mínimo 5 discos) RAID combinados (RAID-10, RAID- 50 ) 6

7 Ejemplo RAID-0 o Striping 7

8 RAID-1 o Mirroring Tiene redundancia, se pierde 50% almacenamiento 8

9 Ejemplo RAID-5 (con 3 discos) Tiene redundancia, se pierde 9 33% almacenamiento

10 10 RAID-10 / RAID-50

11 Cabina Almacenamiento SAN No DAS, sino compartido Cada máquina recibe el almacenamiento que necesita. Flexibilidad de cambios Rendimiento mejorado Más funcionalidades Discos spare 11

12 Almacenamiento Lógico De forma lógica se ve un volumen sobre el que se crean discos Cada máquina recibe el disco que necesita Flexibilidad para crecer o decrecer Rendimiento discos repartido 12

13 Funcionalidades (I) Snapshot Copia de un disco en un momento dado Se hace de forma inmediata No ocupa todo el espacio, sólo las diferencias Se puede montar un snapshot (normalmente sólo lectura) Se puede devolver un disco al estado de su snapshot Algunas utilidades típicas: backup, puestas producción Clone Copia de un disco completa El clon ocupa tanto como ocupaba el disco original Normalmente tarda en hacerse (por la copia de los sectores) Se puede montar en lectura y escritura Es disco independiente que se puede montar en lectura y escritura Utilidad típica: entornos de preproducción 13

14 Funcionalidades (II) Deduplicación Información que sea igual en lugar de almacenarse varias veces, se almacena sólo una. Juntándolo con clones puede hacer que se hagan de forma inmediata y no ocupen casi espacio. Para no disminuir rendimiento en acceso a disco requiere mucha memoria o determinados tipos de discos. Discos Casi cualquier cabina SAN permite hacer todo tipo de RAID (0,1, 5, 6, 10, 50 ) y utilizar spares Cabinas gamas alta permite acelerar acceso a disco poniendo discos Flash con configuración especial: Discos de log para acelerar escritura Discos de cache para acelerar lectura 14

15 Funcionalidades (III) Thin provisioning Capacidad de asignar espacio a máquinas y aprovisionarlo cuando se necesite Replicación Posibilidad de tener la información redundada en varias cabinas Replicaciones síncronas/asíncronas Cluster Para dar alta disponibilidad posibilidad de crear dos cabinas que funcionen como una 15

16 Funcionalidades (IV) Clusters Necesidad de acceso de dos máquinas a mismos ficheros Ejemplo: Microsoft Cluster, o VMWare Multipathing Tener varios caminos para llegar al disco Para dar redundancia en el acceso a los discos 16

Conexión a cabina SAN Fibre Channel (FC) Velocidad 8Gpbs Más cara que iscsi Más rendimiento que iscsi Capacidad de asignar espacio a máquinas y aprovisionarlo cuando

17 Conexión a cabina SAN Fibre Channel (FC) Velocidad 8Gpbs Más cara que iscsi Más rendimiento que iscsi Capacidad de asignar espacio a máquinas y aprovisionarlo cuando se necesite iscsi Velocidad conexión máxima 10Gbps Utiliza Ethernet para la conexión (encapsula protocolo SCSI sobre IP) Más barato que FC Menor rendimiento que FC 17

18 Open Storage Open Storage rompe mucho de los paradigmas clásicos Pueden crearse cabinas a precio reducido y sin tener que pagar un canon por cada funcionalidad que se necesite Es Software que se instala sobre en hardware estándar (más económico que hardware propietario de almacenamiento). Al instalar una cabina basada Open no te casas con proveedor para siempre (como con cabinas propietarias) Compra de discos se hacen a precio de mercado 18

19 Soluciones Open Storage Desde el Laboratorio de Strelia se han analizado las siguientes soluciones: Linux con LVM2/DRBD Linux OpenFiler 2.3 Linux Open-E FreeNAS OpenSolaris 9.6 Otras soluciones (Gluster, webdav, ) NexentaStor

20 Qué se buscaba Crear SAN en entorno empresarial Acceso a SAN mediante iscsi Ver posibilidades de crear dos cabinas replicadas Una vez decidida solución se ha medido el rendimiento 20

21 Linux con LVM2/DRBD Se ha instalado una máquina Debian, configurando LVM2, DRBD, MDADM, iscsi Acceso desde máquina con Windows 7 por iscsi. Configuración de funcionalidades básicas y replicación síncrona de complejidad media. Administración compleja (todo es demasiado manual) Instalar máquinas en cluster es complicado (instalar Hearbeat y hacer muchas pruebas) Todo el software necesario es gratuito, salvo si se quisiera hacer replica asíncrona. 21

22 OpenFiler OpenFiler es directamente una distribución con instalación sencilla (CD y sencillo Wizard). La configuración se realiza desde entorno Web. Parece ser la distribución más utilizada en entornos no empresariales. Se puede configurar dos máquinas para tener replicación de datos, o incluso alta disponibilidad, pero de forma complicada desde el entorno de líneas de comando (documentada en un libro de documentación que es necesario comprar). Se puede instalar de forma gratuita y después si se quiere contratar el soporte y los manuales con la documentación. 22

23 Linux Open-E Igual que el anterior es una distribución directamente. No se ha llegado a probar por que no tiene alta disponibilidad y por que parece tener muchos menos clientes que OpenFiler. La nombramos por tener la referencia completa. 23

24 OpenSolaris Se ha instalado sobre una máquina con 36discos de 2T y se han creado varios discos ZFS, compartidos por iscsi. A esta máquina se ha accedido desde un ordenador con Windows 7. A nivel de complejidad es parecida que la solución con Linux LVM2/DRBD Lo bueno, el File System ZFS. Lo malo, es que esta solución NO va a tener continuidad. 24

No tiene el número de usuarios que OpenFiler No tiene posibilidad

25 FreeNAS Esta distribución está basada en BSD. Tiene soporte nativo para ZFS y va a tener continuidad. No tiene el número de usuarios que OpenFiler No tiene posibilidad de configurar alta disponibilidad. Precio es gratuito. La nombramos por tener la referencia completa. 25

26 Otras soluciones Gluster Es una solución de almacenamiento DISTRIBUIDA Información se divide entre varios equipos que tienen su almacenamiento DAS Es un FileSystem no un NAS/SAN Sobre él se puede montar NAS/SAN Almacenamiento Cloud Dentro de proyectos de Cloud sobre linux, se han creado otros FS, por ejemplo: Dentro de Eucalyptus el EBS (Elastic block store) Dentro de OpenStack el OpenStack Object Storage 26

27 Nexenta Tiene posibilidad de TODAS las funcionalidades descritas Dispone de dos versiones: Community y Enterprise Cabina es NAS y SAN Community no tiene soporte, tiene límite de 18TB y no se pueden poner plugins de pago Enterprise es de pago (se paga por TB) Funcionalidades de Replicación, Cluster y conexión FC son de pago. Basado en sistema de ficheros abierto (ZFS). 27

28 Sobre ZFS Creado por Sun Microsystems a finales del Posibilidad de almacenar gran cantidad de datos (ZetaByte). Velocidad de acceso muy rápida. Posibilidad de hacer deduplicación. Chequeo de todo los sectores leídos/escritos y reparación automática de errores. Posibilidad de hacer snapshots ilimitados sin pérdida de rendimiento. 28

29 Instalación y configuración Instalación mediante CD que instala appliance (sistema operativo y Nexenta). Gestión mediante sencillo entorno web 29

30 Experiencia En Strelia hay cabina Nexenta en producción desde hace 9 meses Montado sobre máquina de 36 discos (Supermicro) con 72TB de información Rendimiento muy bueno Precio por GB muy barato 30

31 DEMO

32 Conclusiones Desde Strelia se cree que la solución más empresarial y seria es la de Nexenta. Nexenta es Open Storage (que no Free) Por defecto trae la mayoría de las funcionalidades habituales (resto de funcionalidades de pago) Hardware para montar cabinas muy grandes es complicado de conseguir Pero en cabinas medianas es una alternativa Puede poner al alcance de Pymes (o delegaciones de grandes empresas) funcionalidades que normalmente sólo contratan grandes empresas por su precio 32

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