Speicherklassen außerhalb des Arrays. Dr. Carsten Haak ESD Practice Manager EMEA EMC Corp.

Transkript

1 Speicherklassen außerhalb des Arrays Dr. Carsten Haak ESD Practice Manager EMEA EMC Corp. 1

2 Multi-Tiering 2

3 Entwicklung Von Single- zu Multi-Tiering Festplatten LUNs Chunks Wir sehen auch die kalten Abschnitte Wir sehen heiße Abschnitte 3

4 Entwicklung Von Single- zu Multi-Tiering Traditionell LUN-Tiering Chunk-Tiering Flash 10% Flash 3% FC 25% FC 40% SATA 73% SATA 50% 4

5 Auswirkungen der neuen Technologie Gleiche Leistung bei wesentlich niedrigeren Kosten oder Höhere Leistung bei gleichen Kosten oder Höhere Leistung bei niedrigeren Kosten Chunk-Tiering Flash 3% FC 25% SATA 73% 5

6 Implementierung Heavy Skew 95% der IOs auf 5% der Daten ~12% aller Umgebungen Regel 1 3% 0 97% EFD FC SATA 30% höhere Leistung 80% geringere Fläche 20% geringere Kosten Moderate Skew 90% der IOs auf 10% der Daten ~45% aller Umgebungen Regel 2 3% 25% 72% EFD FC SATA 40% höhere Leistung 60% geringere Fläche 15% geringere Kosten Low Skew 80% der I/Os auf 20 % der Daten ~37% aller Umgebungen Regel 3 3% 43% 53 EFD FC SATA 20% höhere Leistung 50% geringere Fläche Gleiche Kosten 6

7 Betrieb 1 Daten sammeln Speicherklassen Thin_R53_EFD Thin_R1_FC Thin_R614_SATA Chunks bestimmen 3 2 Daten auswerten Chunks bewegen 4 Regel 1 3% 0 97% Regel 2 3% 25% 72% Regel 3 3% 43% 53 EFD FC SATA EFD FC SATA EFD FC SATA 7

8 Hinter dem Array 8

9 Anschluß von Arrays über das SAN Konsolidierung heterogener Speicher unter zentraler Kontrolle Mit allen array-eigenen Lösungen Erweitert Leben und Wert existierender Speicherinvestitionen Erleichtert Migrationen und Datenbewegung 9

10 Standard-Provisionierung Wie ein ungeschütztes Laufwerk Rechner Externes Array Front-end Ports FA FA Cache Tracktable CRC Check DX Cache DX Volumen wird auf externer Kapazität eingerichtet 10

11 Externer virtueller Pool Rechner Externes Array Front-end Ports FA FA DX DX Cache Tracktable CRC Check Cache Externe LUN Niedrigste Speicherklasse Volumen wird auf externem Pool eingerichtet 11

12 Externe Replika Rechner Externes Array Front-end Ports FA FA DX DX Cache Tracktable CRC Check Cache Produktions- Laufwerk Replika Volumen wird auf externer Kapazität als Replika-Ziel eingerichtet 12

13 Noch schneller als SSD? Aber sicher!!! 13

14 Die Herausforderung der Leistungslücke CPUs werden pro Jahrzehnt 100x schneller HDDs nicht MOORE S LAW: 100x IM JAHRZEHNT CPUs werden ständig schneller, während Festplatten kaum zulegen Als Ergebnis werden Anwendungen immer mehr leiden, bevor nicht schnellere Medien zur Verfügung stehen FLASH mal schneller 100 mal schneller

15 SSDs? Es geht noch schneller PCIe Flash-Technologie IOPS/GB ,1 0,01 0,08 0,5 NL - HDD HDD SSD PCIe Flash 15

16 PCIe Flash Neue Leistungsklasse im Server Verbessert Antwortzeiten und Durchsatz von Anwendungen dramatisch PCIe Flash PCIe Flash PCIe Flash PCIe Flash Erweitert die bekannten Multi- Tiering-Umgebungen um eine weitere Leistungsklasse im Server SAN Schützt die Daten (Hochverfügbarkeit, Integrität, Zuverlässigkeit und Wiederanlauf) 16

17 PCIe Flash im Überblick Kombinierte Hardware- und Software-Lösung Leistung Intelligenz Schutz Verbessert die Leseleistung dramatisch Bietet die meisten I/Os bei halbierten Antwortzeiten Verbessert den Durchsatz um bis zu 300 Prozent Erweitert Multi- Tiering- Umgebungen in den Server Bietet verbesserte Effizienz Transparent zum Speicher, zur Anwendung und zum Nutzer Nutzt alle Backend-Dienste, die von SAN- Speichern angeboten werden Hochverfügbarkeit Integrität Zuverlässigkeit Wiederanlauf Teilbar und Skalierbar 17

18 Ungekannte Leistung Verbessert die Leseleistung dramatisch Höchste Durchsätze bei niedrigsten Antwortzeiten Transaktionsleistung im Bereich von bis zu kombinierten Festplatten Kaum CPU-Overhead Reduziert die Belastung des Arrays, dadurch mehr CPU- Leistung für andere Anwendungen 18

19 Automatisiertes Caching Erweiterung von Multi-Tiering in den Server Speicherklassen nicht mehr nur hinter dem SAN Alle zuletzt genutzten Daten werden im PCIe Flashspeicher abgelegt Intelligenter I/O-Pfad von der Anwendung zum Array Transparent zum Speicher, zur Anwendung und zum Nutzer Die richtigen Daten zur richtigen Zeit am richtigen Ort 19

20 Ergebnis: Traditionelle Architektur Server Netzwerk Speicher Anwendung CPU Switch RAID Controller SSD/HDD Policy 1 3% 0 97% EFD FC HDD SATA HDD Leselatenz: ~640 μs 7,5 ms, Schreiblatenz: ~550 μs 11 ms Lese- und Schreiboperationen werden vom Speichersystem abgearbeitet Leistung variiert abhängig Back-End-Medium, Arbeitslast und Netzwerk 20

21 Ergebnis: Mit PCIe Flash Server Netzwerk Speicher Anwendung CPU PCIe Flash Switch RAID Controller SSD/HDD Policy 1 3% 0 97% 5 EFD FC HDD SATA HDD Leselatenz: <100 μs Schreiblatenz: ~550 μs 11 ms Leseoperationen werden wenn möglich aus dem PCIe Flash bedient Schreiboperationen werden zum besseren Schutz auch zum Speichersystem weitergeleitet 21

22 100 Prozent transparentes Caching PCIe Flash Treiber erweitern das SAN Anwendung PCIe Flash Treiber SAN HBA PCIe Flash SAN Speichersystem 22

23 Beispiel 1: Daten im PCIe-Flash SAN HBA 1 Anwendung PCIe Flash Treiber 2 3 PCIe Flash 1. Leseanfrage einer Anwendung an eine LUN mit PCIe-Flash- Anbindung 2. Der Treiber ermittelt einen Lesetreffer und holt die Daten aus dem PCIe-Flash 3. Die Daten aus dem PCIe-Flash werden der Anwendung übergeben SAN Speichersystem 23

24 Beispiel 2: Daten nicht im PCIe-Flash Anwendung 1 1. Leseanfrage einer Anwendung an eine LUN mit PCIe-Flash-Anbindung 2 SAN HBA PCIe Flash Teiber 3 4 PCIe Flash 2. Der Treiber ermittelt keinen Lesetreffer und übermittelt eine Leseanfrage über das SAN an das Speicher-system 3. Die Daten werden aus dem Speichersystem gelesen und an die Anwendung übertragen SAN Speichersystem 4. Die Daten werden in den PCIe Flash geschrieben 24

25 Beispiel 3: Schreiben 1 Anwendung 1. Schreibanfrage einer Anwendung an eine LUN mit PCIe-Flash- Anbindung 2 SAN HBA PCIe Cache Treiber 3 4 PCIe Flash SAN Speichersystem 2. Der PCIe Flash Treiber schreibt Daten über das SAN in das Speichersystem 3. Die Anwendung bestätigt die Vollständigkeit der Operation 4. Die Daten werden asynchron in den PCIe Flash geschrieben 25

26 Der PCIe Flash Effekt Mehr Transaktionen, weniger Wartezeit Der PCIe Flash Effekt Antwortzeiten 50% Durchsatz 210% Beispiel: TPCC-artige Arbeitslast unter Oracle und DB2 (1,2 TB Datenbankgröße) 26

27 Anwendungsfälle PCIe Flash Klein 80% der I/Os 20% der Daten Abschnitte Journale, Logs, temp. Dateien Schreibintensive Lasten auf kleinen Abschnitten Datenbanken (CRP, ERM), OLTP, , Web, Reporting, Analyse, Dateisysteme Leseintensive Lasten auf kleinen Abschnitten 100% der I/Os 100% der Daten Backups, Recovery, temp. Dateien, Öl-&Gas- Daten, Dumps, usw. Big Data, Forschung Groß Schreibintensive Lasten auf großen Abschnitten Leseintensive Lasten auf großen Abschnitten Schreiben 50% Arbeitslast Lesen 27

28 Data Continuum Wenn Daten abkühlen, werden andere Technologien benötigt Heiß Häufige Nutzung Aktivität PCIe Flash SSD 15k/10k FC/SAS Leistungsoptimiert Dynamische Speicherhierarchie auf Basis der Nutzungshäufigkeit SATA / NL-SAS Kalt Niedrige bis keine Nutzung Alter 28

29 Fragen? Anregungen? Kommentare? 29

30