WHITEPAPER Physische Server ohne zusätzliche Hardware um 50 % beschleunigen

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1 WHITEPAPER Physische Server ohne zusätzliche Hardware um 50 % beschleunigen Think Faster. Besuchen Sie uns auf Condusiv.com

2 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 2 Zusammenfassung Heute werden mehr Daten übertragen als jemals zuvor. Unternehmen konzentrieren sich nicht mehr auf den Datenspeicher, sondern auf die Informationen, die aus den gewaltigen Datenmengen gewonnen werden können. Aus diesem Grund versuchen Unternehmen von Megatrends zu profitieren, beispielsweise Big Data, Bring Your Own Device (BYOD) und Cloud Computing. Dazu benötigen sie leistungsstarke Lösungen, die effektiv und skalierbar sind. Mit den Vorteilen der Megatrends in der Technologie geht jedoch die Herausforderung einher, das resultierende E/A-Chaos zu bewältigen, das Server, Netzwerke und Speicher überlastet. Bisher konnte IT das E/A-Problem nur durch die Bereitstellung neuer Hardware beheben. Condusiv Technologies bietet einen neuen proaktiven und effizienten Ansatz: Software, die E/As optimiert, bevor diese das Netzwerk und den Speicher erreichen. Der Vorteil ist enorm: Eine Leistungssteigerung von mindestens 50 % ist nicht nur die Regel, sondern wird erwartet. Die E/A-Optimierungssoftware beseitigt unnötige E/As proaktiv, bevor die Leistung beeinträchtigt wird. Dieses Dokument untersucht das Konzept von optimierten E/As und die Beschleunigung der Leistung mit der V-locity-Software, die IT ermöglicht, große Arbeitslasten effizient zu verarbeiten, mehr Benutzer zu unterstützen und die erforderliche Leistung mit der vorhandenen Hardware sicherzustellen. Unternehmen müssen das E/A- Problem mit einer skalierbaren, kosteneffektiven Methode lösen. Megatrends: The Good, The Bad, The Ugly Big Data, BYOD und Cloud Computing sind Megatrends, die für Unternehmen vielversprechend sind und für IT eine Herausforderung darstellen. Big Data sind nur nützlich, wenn Unternehmen schnell und zuverlässig für Analysen, Berichte und wichtige Entscheidungen darauf zugreifen können. Big Data sind wertlos, wenn sie nicht kosteneffektiv und schnell sind. Diese Megatrends verursachen größere Arbeitslasten und E/A-Chaos auf unterschiedlichen Geräten. Der Bedarf für mehr Daten überlastet den Host, das Netzwerk und den Speicher. Unternehmen tauschen die Vorteile dieser vielversprechenden Trends gegen Engpässe und Leistungsprobleme ein, und geben mehr für Hardware aus, um den gewaltigen E/A-Anstieg auszugleichen. Höhere Anforderungen an die Anwendungs- und Systemleistung aufgrund der Drosselung durch zunehmende E/As Da heute mehr Daten als jemals zuvor übertragen werden und der Bedarf für eine bessere Datenleistung steigt, müssen Unternehmen das E/A-Problem mit einer skalierbaren und kosteneffektiven Methode lösen. Auch wenn Unternehmen zu virtualisierten Umgebungen wechseln, werden E/A-intensive Anwendungen, beispielsweise SQL Server und Exchange, dennoch auf physischen Servern ausgeführt. Obwohl die Speicherdichte um 60 % CAGR erhöht wurde, hat sich die Speicherleistung nur um 10 % CAGR verbessert. Das Ergebnis ist, dass das Lesen und Schreiben von Daten zu einem ernsthaften Engpass wird, da Anwendungen, die auf leistungsstarken CPUs ausgeführt werden, auf Daten warten müssen. Das zwingt Unternehmen dazu, mehr Speicherhardware zu kaufen, um die Last zu verteilen. Diese zunehmende Leistungslücke wird durch unnötige E/As vergrößert, die nicht nur mit Hardware beseitigt werden können. Es gibt zwei Leistungshindernisse: 1) Windows erstellt unnötigen E/A-Verkehr, da Dateien beim Schreiben aufgeteilt und nachfolgende Lesevorgänge beeinträchtigt werden. 2) Daten, auf die

3 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 3 häufig zugegriffen wird, werden unnötigerweise aus dem Speicher und zurück übertragen. Durch dieses Verhalten entsteht ein E/A-Überschuss, der verhindert, dass Daten und Anwendungen mit der höchsten Geschwindigkeit ausgeführt werden. Wenn diese Probleme behoben werden, kann die Leistung um mindestens 50 % gesteigert werden. One-to-One Server-to-Storage Wenn unnötige E/As die Server und den Netzwerkspeicher überlasten, kann von einer Preis-/ Leistungsperspektive aus keine Skalierung erfolgen. Wenn dieses Problem nicht durch die E/A- Optimierung an der Quelle behoben wird, um unnötigen E/A-Verkehr zu beseitigen, bevor dieser das Netzwerk oder den Speicher erreicht, können Unternehmen die Vorteile bahnbrechender Megatrends und Technologien nicht nutzen. Was hat sich geändert? Wenn sich Unternehmen nicht mehr auf das Speichern gewaltiger Datenmengen, sondern darauf konzentrieren, Informationen aus diesen Daten zu extrahieren, findet ein Paradigmenwechsel von gespeicherten Daten zu übertragenen Daten statt. Wenn alle willkürlichen, chaotischen E/As von BYOD und anderen Trends mit einbezogen werden, müssen Unternehmen die Herausforderung meistern, die erforderliche Leistung sicherzustellen und das E/A-Problem zu beheben. Der Speicher war nicht immer ein Engpass. In einer herkömmlichen One-to-One Server-/Speicherbeziehung wird eine Datenblockanforderung effizient organisiert. Werden jedoch zahlreiche zufällige E/A-Anforderungen von einer Vielzahl an Datenzugriffspunkten und E/A-gierigen Systemen hinzugefügt, die ähnliche Anforderungen für Speicherblöcke (sequenziell und zufällig) an ein gemeinsames Speichersystem senden, sieht das Ergebnis wie eine Explosion zufälliger E/As aus, die das Netzwerk, den Server und den Speicher beeinträchtigt. Verschiedene, zufällige Blöcke beeinträchtigen die Speicherleistung beim Versuch, diesen überwältigenden Datenfluss zu handhaben. Außerdem dauert die Neustrukturierung von Datenblöcken in Dateien auf dem Server länger und beeinträchtigt die Serverleistung. Da die Servertechnologie gleichzeitig mehrere Aufgaben und E/A-Anforderungen unterstützt, haben sich die Daten auf dem E/A-Bus von effizient gestreamten Blöcken in eine Unmenge zufälliger und unnötiger E/As verwandelt. Megatrends beeinflussen das E/A-Verhalten Das Problem ist nicht, wie ungeordnet die Umgebung geworden ist. Das Problem ist der Leistungsabfall aufgrund unnötiger E/As in der gesamten Infrastruktur. E/A-Engpässe E/A-Engpässe zwingen IT-Manager dazu, mehr Speicher zu kaufen. Nicht wegen ihrer Kapazität, sondern um E/A-Anforderungen auf mehrere Laufwerke verteilen zu können. Unternehmen, die SSDs (Solid-State Drives) im Array erwägen, können die hohen Kosten oft nicht rechtfertigen, da die Kapazität begrenzt ist. Leistungshindernisse aufgrund unnötiger E/As Wenn ein System viele Anforderungen von verschiedenen Datenzugriffspunkten gleichzeitig erhält, treten E/A-Engpässe auf. Dieses Problem wird durch Schreibineffizienzen verstärkt: Dateien, die auf ein allgemeines lokales Datenträgersystem geschrieben werden, werden vom Windows-Betriebssystem aufgeteilt und als Cluster im Dateisystem gespeichert. In der heutigen datenorientierten Umgebung ist der Bedarf an Bandbreite und E/A-Kapazität höher, da bestimmt werden muss, an welche Stelle auf dem Volume die eingehenden Daten geschrieben werden. Da

4 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 4 Wenn ein System viele Anforderungen von verschiedenen Datenzugriffspunkten gleichzeitig erhält, treten E/A-Engpässe auf. jeder Teil einer Datei separate Verarbeitungszyklen erfordert, erhöht sich die Arbeitslast und die Speicher- und Netzwerkleistung wird verringert. Eine bessere Option ist es, proaktiv zu verhindern, dass Dateien auf dem Server aufgeteilt und die Teile in eine sequenzielle Datei zusammengefasst werden, um unnötige E/As zu beseitigen und die Effizienz des Arrays zu verbessern. Zusätzlich zu ineffizienten Schreibvorgängen ist eine beachtliche Datenmenge in Unternehmen aktiv. Eine gewaltige Menge an Daten, auf die häufig zugegriffen wird, wird vom Speicher und zurück übertragen. Diese Daten können näher an der Anwendung gespeichert werden, um unnötigen Datenverkehr in der Infrastruktur zu beseitigen. Das Zwischenspeichern der Daten im Serverspeicher und die E/A-Optimierung beim Schreiben der Dateien bietet wesentliche Vorteile: Alle Schreib- und Lesevorgänge sind effizient und erhöhen die Leistung in der gesamten Umgebung. Erhöhen der E/A-Arbeitslast Nachdem eine Datei das Dateisystem verlässt, durchläuft sie Serverinitiatoren (HBAs). Da die Leistung von Serverprozessoren zunimmt, erhöhen Unternehmen oftmals die Arbeitslast der Server. Wenn jedoch die E/A-Leistung die HBA-Warteschlangentiefe überschreitet, nimmt die E/A- Latenz zu und die Anwendungen werden langsamer. Das Verhindern der E/A-Drosselung ist ein weiterer Grund für Unternehmen, zusätzliche HBAs und Server zu kaufen, um die zunehmenden E/A-Anforderungen zu erfüllen. Da die Leistung von Serverprozessoren zunimmt, erhöhen Unternehmen oft die Arbeitslast, was zu Engpässen führen kann. Einschränkungen der Speicherkonnektivität Die Einschränkungen der Speicherkonnektivität wirken sich ebenfalls auf die Leistung und Skalierbarkeit aus. Um dieses Problem zu lösen, müssen Unternehmen die Anzahl der Hosts berücksichtigen, die mit einem Array verbunden werden können. Die Anzahl hängt ab von: Den verfügbaren Warteschlangen pro physischem Speicherport Der Gesamtanzahl der Speicherports Der verfügbaren Bandbreite des Arrays Die Anzahl der Warteschlangen an Speicherports liegt zwischen 256 bis 2048 Warteschlangen pro Port. Die Anzahl der Initiatoren, die von einem Speicherport unterstützt werden, hängt direkt von den verfügbaren Warteschlangen des Speicherports ab. Beispielsweise kann ein Port mit 512 Warteschlangen und einer typischen LUN-Warteschlangentiefe von 32 Folgendes unterstützen: 512 / 32 = 16 LUNs auf 1 Initiator oder 16 Initiatoren mit jeweils 1 LUN, oder eine beliebige Kombination, die dieses Limit nicht überschreitet. Array-Konfigurationen, die diese Richtlinien nicht berücksichtigen, riskieren die Gefahr, dass QFULL-Bedingungen auftreten, bei denen der Ziel-/ Speicherport keine weiteren E/A-Anforderungen verarbeiten kann. Wenn ein QFULL auftritt, verringert der Initiator die E/As am Speicherport. Das bedeutet, dass sich die Antwortzeiten von Anwendungen verlängern und die E/A-Aktivität verringert wird. Das Verhindern der E/A-Drosselung ist ein weiterer Grund, warum IT-Administratoren zusätzlichen Speicher für die E/A-Verteilung kaufen. Ineffizienz der Speicherfarm Die Speicherfarm hat zusätzliche Anforderungen, die sich auf die E/As auswirken. Austauschbare Datenträger verzögern alle E/A-Vorgänge, die verarbeitet werden. Die für den Zugriff auf einen Datenblock erforderliche Zeitdauer ist die Summe aus Rotationslatenz, durchschnittlicher Suchzeit, Übertragungszeit, Befehlsaufkommen, Weitergabeverzögerung und Austauschzeit.

5 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 5 Gleichzeitig wird der Engpass durch einige andere Faktoren noch weiter kompliziert: Wenn ein Benutzer beispielsweise auf den Datenträger schreiben möchte, wird der Schreibvorgang verzögert. Vom Gesichtspunkt der Übertragungsleistung sind die aus dem Array kommenden Blöcke zufällig und ineffizient. Und das Speichersubsystem wird so verzögert, dass sich eine E/A-Warteschlange bildet, die die Leistung des Speichersubsystems und des Servers weiter beeinträchtigt. Wenn der E/A-Engpass nicht beseitigt wird, ist es für IT schwierig, mehr Benutzer zu unterstützen und die Vorteile aktueller Megatrends zu nutzen. Ein aufkommender Trend ist die Verwendung von SSDs, um einen Teil des E/A-Overhead zu beseitigen. Diese Lösung ist jedoch kostspielig und begrenzt. Eine bessere Option ist, häufig verwendete Dateien in den Serverspeicher zu verschieben, um die Anzahl der E/As zu reduzieren, die vom Speicherarray verwaltet werden muss. Das heißt, dass die in der Umgebung vorhandenen SSDs nun produktive E/As verarbeiten, anstatt unnötige Zyklen zu wiederholen. Wenn der E/A-Engpass nicht beseitigt wird, ist es für IT schwierig, mehr Benutzer zu unterstützen und datenorientierte Anwendungen zu verwalten. Lösung des Problems Vor V-locity: Beim Schreiben werden aufgeteilte Dateien erstellt Nach V-locity: IntelliWrite schreibt Dateien zusammenhängend Die V-locity-Software optimiert E/As, bevor diese die Server, das Netzwerk und den Speicher erreichen. V-locity besteht aus zwei leistungsstarken Technologien: 1. Die IntelliWrite -Technologie von V-locity beseitigt nahezu alle unnötigen E/A-Vorgänge an der Quelle beim Schreiben und Lesen einer Datei. Da IntelliWrite die Schreibvorgänge zusammenfasst, sind die E/As sequenziell und erhöhen so den Durchsatz um mindestens 50 %. 2. V-locity IntelliMemory speichert Daten, auf die häufig zugegriffen wird, im Serverspeicher zwischen, ohne den Speicher für Anwendungen zu verringern, da dieser dynamisch gedrosselt wird. Das Ergebnis ist, dass Leseanforderungen nicht mehr vom Speicher und zurück gesendet werden müssen. IntelliMemory verschiebt häufig verwendete Dateien automatisch vom Datenträger in den Cache des Servers. Auf diese Weise beschleunigt IntelliMemory den Zugriff auf häufig verwendete Dateien um bis zu 50 % und verhindert unnötigen E/A-Verkehr.

6 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 6 Vor V-locity: Aktiver Datenpfad zum Speicher und zurück Mit V-locity: IntelliMemory speichert Daten im Serverspeicher Der Kauf zusätzlicher Speicher- oder Serverhardware wird aufgeschoben oder gänzlich vermieden. V-locity nutzt diese Technologien, um die Effizienz und Leistung der Datenträgerzuordnung auf intelligente Weise sicherzustellen. V-locity erkennt Daten, die häufig verwendet werden und Leistungsverbesserungen rechtfertigen. Anschließend werden willkürlich auf dem Datenträger gespeicherte Daten während normaler Schreibvorgänge neu organisiert. Mit Locality of Reference müssen die Köpfe auf dem Datenträger nicht neu positioniert werden, um den nächsten Datenblock anzufordern. Zusätzliche Verzögerungen werden somit verhindert und die Leistung wird verbessert. Verbesserungen der Locality of Reference bedeuten, dass der Overhead und die Wartezeit sowie die E/A-Auslastung um 50 % verringert werden, wenn Daten auf dem E/A-Bus verschoben werden. Für den Endbenutzer verbessert sich die gesamte Systemleistung um mindestens 50 %. Der Kauf zusätzlicher Speicher- oder Serverhardware wird aufgeschoben oder gänzlich vermieden. Da V-locity E/As von oben optimiert, ist es insbesondere für Umgebungen geeignet, in denen SAN oder NAS verwendet werden. Da der E/A-Verkehr im Speicher geringer ist, muss ein SAN/ NAS keine unnötigen E/A-Anforderungen verarbeiten. Die Leistung von SSDs in der Infrastruktur wird ebenfalls erhöht: V-locity verbessert die Leistung von oben nach unten, da die gesamte Infrastruktur nur noch produktive E/As verarbeitet. Schlussfolgerung Wenn V-locity auf den physischen Servern installiert ist, werden E/A-Anforderungen an der Quelle optimiert. Physische Server bewältigen mehr Arbeit in weniger Zeit und die Anwendungslatenz wird wesentlich reduziert. Mit optimierten E/As können Unternehmen skalieren (Server und Speicher für Geräte und Benutzer freigeben) sowie die höchsten Arbeitslasten und datenorientierten Anwendungen verarbeiten. Da die gesamte E/A-Optimierung an der Quelle erfolgt, ist V-locity mit allen SAN/NAS-Anbietern kompatibel. Hiervon profitieren alle fortgeschrittenen Features im Netzwerkspeicher.

7 HARDWARE UM 50 % BESCHLEUNIGEN 7 Mehr Arbeit in weniger Zeit openbench Labs testete V-locity Server kürzlich auf Servern, auf denen Exchange 2010 und Active Directory ausgeführt wird. Ein einstündiger LoadGen-Test mit 1000 simulierten Outlook-Benutzern zeigte, dass V-locity Server 75 % mehr Transaktionen in der gleichen Zeit verarbeitet. Die Latenz wurde drastisch reduziert und der LoadGen-Test zeigte eine IOPS-Steigerung von 240 %. Die E/A-Optimierung fördert das Unternehmen und ermöglicht, die Vorteile wichtiger Technologie- Trends zu nutzen. Das bedeutet für Unternehmen, die in ihren Datencentern physische und virtuelle Server einsetzen, auf denen verschiedene Anwendungen und Services für unterschiedliche Geräte ausgeführt werden, dass mehr Transaktionen ohne Verzögerungen verarbeitet werden, um mehr Arbeit in der gleichen Zeit zu erledigen. Da Anwendungen zunehmend datenorientiert werden und Systeme mehr E/As verarbeiten, wird das E/A-Chaos beseitigt, bevor es die Leistung und das Budget beeinträchtigt. Die E/A-Optimierung fördert das Unternehmen und ermöglicht, die Vorteile wichtiger Technologie- Trends zu nutzen. Mit V-locity Server können Unternehmen die Leistung der vorhandenen Hardware um mindestens 50 % verbessern. Auf diese Weise wird nicht nur die Infrastrukturinvestition geschützt, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit erhöht, da Unternehmen in strategische Initiativen investieren, und nicht in überflüssige Hardware. Think Faster. Besuchen Sie uns auf Condusiv.com Condusiv Technologies 7590 N. Glenoaks Blvd. Burbank, CA Condusiv Technologies Corporation. Alle Rechte vorbehalten. Condusiv, Diskeeper, The only way to prevent fragmentation before it happens, V-locity, IntelliWrite, IntelliMemory, Instant Defrag, InvisiTasking, I-FAAST, Think Faster und das Condusiv Technologies Corporation-Logo sind eingetragene Marken oder Marken der Condusiv Technologies Corporation in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen Marken und Markennamen sind das Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer.