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

Transcripción

1 Open Storage Cómo resolver las necesidades de almacenamiento con las ventajas económicas del mundo open (DOWN 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

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 Almacenamiento varias capas/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 Posibilidad tener RAID mejorados Almacenamiento varias capas Acelerar acceso a disco poniendo discos SSD empresariales en 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

17 Conexión a cabina SAN Fibre Channel (FC) Velocidad 8Gpbs Más cara que iscsi Más rendimiento que iscsi 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. En su momento no la probamos por no tener alta disponibilidad, recientemente la hemos probado. Es una distribución orientada a mercado Empresarial. Tiene funcionalidades básicas, pero poco a poco van añadiendo más (ej. Replicación). Precio de versión ilimitada: 2.716$ 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

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). Certificado con VMWare. 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 Funcionalidades de Nexenta (I) Todo tipo de RAID Gestión centralizada y flexible Funcionalidades SAN y NAS Snapshots Clones Presentar discos a varias máquinas Multipathing 29

30 Funcionalidades de Nexenta (II) RAID mejorados RAIDZ1, RAIDZ2 y RAIDZ3 RAID sin perdida de rendimiento en escritura Almacenamiento a dos capas Caching de escritura/lectura sobre discos SSD Snapshots mejorados Clones mejorados Deduplicación Thin provisioning Posibilidad snapshots ilimitados Sin perdida de rendimiento Se realizan de forma inmediata Prácticamente no ocupan espacio Almacenar datos repetidos menos veces Nos ayuda a contener crecimiento necesidad de almacenamiento Asignación dinámica del espacio Nos ayuda a contener crecimiento necesidad de almacenamiento Fiabilidad Chequeo sectores leídos y escritos con recuperación de datos Rendimiento mejorado Todas las mejoras y la forma de funcionar mejoran rendimiento y dan un gran rendimiento Información Rendimiento Datos de performance ricos y accesibles 30

31 Funcionalidades de Nexenta (III) Pago por TB de almacenamiento raw Varios tipos de soporte (silver, gold ) Replicación (síncrona y asíncrona) Acceso a los discos por Fibre Channel Montaje de clusters de cabinas Todas las funcionalidad se pueden ir implantando según las necesitemos 31

32 Instalación y configuración Instalación mediante CD que instala appliance (sistema operativo y Nexenta). Gestión mediante sencillo entorno web 32

33 Experiencia En Strelia hay cabina Nexenta en producción desde julio de 2010 Montado sobre máquina de 36 discos (Supermicro) con 72TB de información Rendimiento muy bueno Precio por GB muy barato 33

34 Ejemplo Configuración: StreliaStor 4U-72T Hasta 72TB disponibles de almacenamiento (36x2TB SAS HDDs) 36 bahías de disco Hot-swap SAS/SATA en sólo 4U Configuración base lleva 31 discos de 2TB Posibilidad de mejorar rendimiento con 3 discos SSD de STEC 24/48GB memoria Procesador Intel Quad Core Fuentes de alimentación de 1400W nivel Gold (93%+ eficiencia) IPMI 2.0 Integrada Ideal para entornos Gran capacidad de crecimiento (hasta 192GB de memoria y 7 PCI-E 2.0 x8, en slot x16) de backup 34

35 Ejemplo Configuración: StreliaStor 2U-24T-SSD1 9 discos de 2TB SAS 2 x 50GB STEC Mach16IOPS SLC SSD (Write Cache) 1 x 200GB STEC Mach16IOPS MLC SSD (Read Cache) 24GB memoria Procesador Intel Quad Core IPMI 2.0 Integrada Gran capacidad de crecimiento (hasta 192GB de memoria y 7 PCI- E 2.0 x8, en slot x16) Alto rendimiento, hasta 7500IOPS Solución Entry para entornos alto rendimiento 35

36 Ejemplo Configuración: StreliaStor HA Doble controladora de disco 12 discos SAS de 600TB a 15000RPM 2 x 8GB STEC RAM Drive SSD (Write Cache) 1 x 400GB STEC ZeusIOPS MLC SSD (Read Cache) 48GB memoria por cada nodo 2 x Procesador Intel Quad Core por cada nodo IPMI 2.0 Integrada Alto rendimiento, hasta IOPS Ideal entornos críticos Non-Stop con el rendimiento más eficiente posible 36

37 Ejemplo Configuración: StreliaStor a medida Posibilidad de generar configuraciones a medida. Ejemplo: Dos nodos conectados a cabinas JBOD 100 discos de almacenamiento Replicado con una segunda cabina Gran rendimiento de disco con Caché de lectura y escritura discos SSD STEC 37

38 DEMO

39 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 39

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