Unified Storage. Konvergente Datenhaltung und Datensicherung

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1 Netcloud Breakfast Event Oktober 2013 Next Generation Data Center Unified Storage Konvergente haltung und sicherung Hansjörg Rietmann Senior Storage Consultant / Projektleiter

2 wachstum Kilobyte (kb) 10 3 Byte Megabyte (MB) 10 6 Byte Gigabyte (GB) 10 9 Byte Terabyte (TB) Byte = GB Petabyte (PB) Byte Exabyte (EB) Byte Zettabyte (ZB) Byte Yottabyte (YB) Byte = TB 200 A4 Seiten Text (à ~5 kb) Bibeln (à ~4MB) 250 Milliarden HDD s (à 4TB) 1 TB im Textformat, einseitig ausgedruckt auf Papier 80g/m 2, benötigt 1 071t Papier Europaletten 1 Midrange-Array mit 100 HDDs liest 1TB in 17 Minuten (~1GB/s) 1 Yottabyte sind etwa so viel Byte, wie Atome in 1.67 Gramm Wasserstoff enthalten sind Quelle:

3 Die Herausforderung Wachsende mengen und damit zusammenhängend sicherungsprobleme gehören zu den grössten Herausforderungen im Data Center Andererseits wachsen die Anforderungen an die Systeme bezüglich Verfügbarkeit ständig NON- STOP Wir brauchen deshalb Systeme und Methoden, welche erhöhte Anforderungen erfüllen: erhöhte Verfügbarkeit (always on) effiziente Speicherung (maximale komprimierung) grosse Skalierbarkeit hochfrequente sicherungsprozesse erhöhter Automatisierungsgrad

4 Die veränderte Rolle der IT Erbauer + Betreiber Service-Anbieter Eine neue Herausforderung?

5 Silos: Heterogene Systemplattform ERP File div. s VDI sicherung Oracle Cluster MS-Cluster ESX-Cluster XEN-Cluster NetBackup Server Solaris 11 Win2008 vsphere 5 XenServer RedHat Linux Sun SPARC Server HP ProLiant Dell PowerEdge IBM Blade Center Fujitsu Primergy Sun Storage EVA6400 EVA6400 Net FAS2040 HP MSA2000 Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Mgmt. Storage A SAN Storage B SAN Storage C NAS Storage D DAS Speicherinseln ineffiziente Nutzung starr mangelnde Flexibilität kompliziert - HA, Backup, DR grosser Managementaufwand teuer im Betrieb

6 Zielarchitektur: Converged DataCenter Interne Cloud Services Externe Cloud Services Mgmt. s Server Unified Management Hybrid Netzwerk Unified Server Storage Unified Network Unified Storage sichere, mandantenfähige DC Infrastruktur sichere, mandantenfähige DC Infrastruktur

7 Storage-Access via 10G Ethernet Unified Network für Storage Array für FCoE, NFS, CIFS and iscsi Unified Storage Array Unified Network für LAN und Speicherverkehr Unified Network 10GE LAN Switches Fabric Interconnect TCP/IP, NFS, CIFS, iscsi, FCoE Netzwerk, File- und Blockdaten über ein einziges Kabel ev. Verzicht auf Fibre-Channel SAN senkt die Kosten zusätzl. Kosteneinsparung infolge Port- und Kabel-Konsolidierung CNA CNA Converged Network Adapter DCB Ethernet Management (KVM, USB, CDROM, Adapter) Blade- oder Rackserver Ethernet individuell Storage individuell (FC, iscsi, NFS)

8 Fibre-Channel verliert an Bedeutung Worldwide Enterprise Storage Systems Forecast Source: IDC, May 1, 2011 deutlicher Trend zum Converged Unified Network

9 Unified Storage FC/FCoE SAN iscsi SAN NFS File Services CIFS File Services Block-Based File-Based Unified Data Network FC FCoE iscsi CIFS NFS NON- STOP SAS-Drives SATA-Drives SSD-Drives Flash-Cache

10 Das Wunsch-Storagesystem Unterbrechungsfrei im Betrieb Wartung, Erweiterung und Erneuerung ohne Unterbrechung Katastrophensicher (bei Bedarf) Einfach zu verwalten zentrales Management für gesamte Speicherlösung Provisioning automatisierbar, SLA basierend Effizient maximale Nutzung der installierten Kapazität Universell nutzbar ein einziges System für alles liefert alle Protokolle anschliessbar an Unified Network Mandantenfähig Schnell erfüllt auch wachsende Anforderungen automatisches Tiering sicherung schnelle Sicherungsprozesse ohne Einfluss auf den Betrieb fähig, strenge SLAs zu erfüllen

11 Nonstop Architektur mit virtualisiertem Storage Datacenter A Datacenter B Messaging ERP Web VDI Hypervisor virtualisierter Server Cluster virtualisiertes Netzwerk virtualisierter Storage Cluster NON- STOP

12 Automatisches Tiering Primärer Speicherpool: Alle heiss und kalt Ziel: Das System verschiebt heisse automatisch auf das schnellste Speichermedium SSD / Flash Heisse 10-20% SAS sollen schnell sein, solange sie heiss sind, und preisgünstig gelagert, wenn sie kalt sind SATA

13 Deduplikation End-to-End Deduplikation Deduplikation auf dem Primärspeicher dient allen likationen... über alle Plattformen und Protokolle... nicht nur dem Backup auf Blockebene höchste Effizienz vorher nachher je nach Art der 20-95% Einsparung an Disk-Speicherplatz Speicherplatz-effizient für Servervirtualisierung und VDI & likations-vms User Home Directories Dedupe für beste Performance

14 Thin Replication auf Blockebene und mit Netzwerkkompression Traditionelle Methode geänderte Files 1 Tag 20TB überträgt 20TB Band oder Disk Stunden Mittels Thin Replikation 1 Stunde 20TB Komprimierung nur geänderte Blöcke Dekomprimierung überträgt 200GB 1% Disk Minuten und erst noch kleinere menge!

15 management für Aussenstellen Virtual Storage liance läuft als VM in der Aussenstelle virtualisiert lokale Festplatten eines ESX-Hosts oder -Clusters Management für Storage und sicherung einheitlich mit den zentralen Systemen Data Center Aussenstelle ESX Virtual Storage liance

16 Konvergente haltung und sicherung Alle diese Features sind wichtig, das vielleicht wichtigste kommt nun am Schluss: Die integrierte sicherung erfasst die an der Quelle auf dem primären speicher entlastet Server und Server-LAN vom Backuptraffic «Serverless Backup» ermöglicht kurze Sicherungsintervalle ist der Weg zu strengeren SLAs B2D oder B2D2T

17 SLA Parameter RPO und RTO Wochen Tage Std. Min. Sek. Crash Sek. Min. Std. Tage Wochen RPO likation läuft RTO Zeit Wie alt ist das letzte Backup? Wie lange dauert die Wiederherstellung? RPO und RTO werden pro Anwendung (Service) definiert sind Grundlage für die Ausgestaltung der Datacenter-Infrastruktur wegweisend für das Design der sicherungslösung

18 Der herkömmliche Ansatz für die sicherung VMs langer Weg für Backup-Traffic Storage SAN Host VM LAN Backupserver Tape ESX Host LAN grosse Last durch Backup - Host belastet - LAN belastet SAN Backupserver Backup ist oft das Problem #1 - langsam - zu lange Backup-Fenster - langsame Restores SAN Storage Disk- Puffer Tape Library die Folge: SLAs können nicht erfüllt werden - Backup oft nur 1x pro Tag Management pfad

19 Integrierte sicherung Storage- System ESX ESX-Datastores konsistente Snapshots Schneller Restore: kompletter Datastore VM mit und einzelne Datei einzelnes Tape Library Restore Backup Restore B2T (optional) 2. Standort Serverinfrastruktur für Notbetrieb Backup- Storage ESX Backup-Clones (konsistent) Vorteile Sicherung erfolgt an der Quelle Netzwerkbelastung gering Sicherung sehr schnell (Snapshot) konsistenz (l. Integration) hohe Kadenz möglich (RPO kurz) Restores sofort möglich Restores sehr schnell (RTO kurz) nutzung am 2. Standort (Archiv, Notbetrieb, usw.)

20 sicherungskonzept Anwendungsspezifische Intervalle und Aufbewahrungsfristen Service Level «Standard» Sicherungsart Snapshot (1. Stufe) Vault (2. Stufe) 1h 2h 12h 1M Servicezeit 08:00-18:00 18:00-08:00 00:00-24: Tage Tape (3. Stufe) 1M 365 Tage Aufbewahrungsort logisch auf beiden Arrays (async. repliziert) physisch auf Disk im BackupCenter physisch auf Tape im Banksafe 2W 90T 2J >10J Service Level «Advanced» Sicherungsart Servicezeit Snapshot (1. Stufe) 0.5h 00:00-24:00 Vault (2. Stufe) 12h 1M 00:00-24: Tage Tape (3. Stufe) 1M 365 Tage Aufbewahrungsort logisch auf beiden Arrays (async. repliziert) physisch auf Disk im BackupCenter physisch auf Tape im Banksafe Sicherungsintervall Aufbewahrungsdauer Sicherungsintervall Aufbewahrungsdauer 2T 90T 2J >10J

21 Zusammenfassung Storage-System für die interne Cloud dient als einziger zentraler speicher (unified) unterstützt alle Protokolle mandantenfähig unterstützt Unified Network 10GE kann auf FC SAN verzichten ist hochverfügbar virtualisierte Storage Services mit Spiegelung oder Replikation verwaltet die effizient automatisches Tiering Deduplizierung, Kompression hat eine offene Architektur Integration von Fremdprodukten Integration von Aussenstellen bietet eine integrierte sicherung hochfrequente Sicherung ohne Einfluss auf den Betrieb der likationen, kurze RPOs platzsparend dank Snapshots, Kompression und Deduplizierung schnelle Restores, kurze RTOs Pool Effekt kostengünstig Erfüllung SLAs Erfüllung SLAs kostengünstig unkompliziert Investitionsschutz Erfüllung SLAs

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