TECHNISCHER ÜBERBLICK Technischer Überblick zu Xcellis, der neuesten Hardware für StorNext 5 ÜBERBLICK Als perfekt auf die Softwareumgebung abgestimmte Hardwareplattform bildet Xellis den Höhepunkt von mehr als 15 Jahren Entwicklung im Bereich der Dateisystem- und Datenmanagementtechnologie für mittlerweile über 100.000 Kunden. Zu den Kunden von StorNext zählen kleine Studios für Videopostproduktion ebenso wie Forschungsinstitute zur DNA-Sequenzierung oder Überwachungssysteme mit 30.000 installierten Kameras. Sie alle entscheiden sich für StorNext, weil damit beliebig viele Mitarbeiter extrem leistungsfähigen Zugriff auch auf sehr große Dateien erhalten ganz so, als wären diese direkt auf der jeweiligen Workstation gespeichert. Auf welcher Hardwareplattform StorNext ausgeführt wird, hat entscheidenden Anteil daran, ob maximale Werte bei Performance, Anwenderzugriff, Flexibilität, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit erzielt werden können. Xcellis wurde speziell mit Blick auf diese Aufgabe entwickelt. Auf den folgenden Seiten werden die technischen Details der Features beleuchtet, mit denen Xcellis-Kunden StorNext effektiver einsetzen als je zuvor.
INHALT Einführung...3 Hintergrund...3 Xcellis Workflow Director Basiskonfiguration und Optionen...4 Xcellis Speicher-Array Konfiguration und Optionen...4 XLS-Config und Konnektivität...5 XLS-LUNs und Disk-Konfiguration...8 NAS-Konnektivität...9 Fazit...10 2 Technischer Überblick zu Xcellis
TECHNISCHER ÜBERBLICK EINFÜHRUNG Die Xcellis Workflow-Storage-Systeme wurden speziell für die Datenmanagement-Software StorNext 5 konzipiert. Gemeinsam stellen die beiden Komponenten eine Speicherumgebung bereit, die Dateizugriffe für zahlreiche Anwender mit der schnellsten, derzeit auf dem Markt erhältlichen Streaming-Performance unterstützt. Angesichts immer größerer Dateien und immer komplexerer Workflows hat der Bedarf an flexibleren und besser zugänglichen Speicherlösungen die Entwicklung neuer Hardware- und Softwaresysteme vorangetrieben. Ziel des Entwicklungsteams von Xcellis war es, mit der neuen Hardwareplattform ein System bereitzustellen, das über die aktuellen Anforderungen hinaus Technologie und Workflows der kommenden Jahre mit überragender Funktionalität unterstützt. HINTERGRUND Die Geschichte von StorNext und den zugehörigen Hardwareoptionen ist gut dokumentiert. Informationen zu den Ursprüngen von StorNext vermitteln die folgenden Wikipedia-Artikel: StorNext File System: https://en.wikipedia.org/wiki/stornext_file_system Xsan: https://en.wikipedia.org/wiki/xsan Metadaten-Controller (Stub): https://en.wikipedia.org/wiki/metadata_controller In den letzten Jahren und bis unmittelbar vor der Einführung von Xcellis hat Quantum MDC-Appliances (Metadaten- Controller) und Speicher-Arrays für die Implementierung von StorNext herausgebracht. Diese Systeme verfügen über die notwendige Funktionalität, um StorNext als vollständiges System zu betreiben. Trotzdem blieb noch Luft nach oben. Kunden von Metadaten-Controllern der Quantum M-Serie konnten aus verschiedenen Speicherund Performance-Optionen den gewünschten Grad an Skalierbarkeit wählen. Kunden standen zweitweise vor der Situation, dass sie auf einen größer dimensionierten MDC umsteigen mussten, um das System über die Einschränkungen ihrer vorhandenen Implementierung hinaus zu skalieren. Aufgrund der Kosten und der direkten Konnektivität von Fibre-Channel-Verbindungen zwischen Clients und dem Speichersystem war zudem die Anzahl der Anwender in einer gegebenen StorNext-Umgebung nicht beliebig steigerbar. Selbst bei Ethernet-Verbindungen musste für den Speicherzugriff ein DLC-Client (Distributed LAN Controller) installiert werden. Anspruchsvolle Workflows setzen eine Zusammenarbeit in erweiterten Teams voraus. Xcellis unterstützt standardmäßige File-Sharing-Protokolle, einschließlich SMB 1, 2 und 3 sowie NFS 3. So können selbst Nutzer mit geringer Bandbreite direkt am Workflow teilnehmen, und alle Daten sind in einem zentralen System abgelegt. Die integrierten technischen Funktionen von Xcellis lassen sich in drei allgemeine Kategorien unterteilen: 1. XLS-Config und Konnektivität 2. XLS-LUNs und Speicherung 3. NAS-Zugriff Technischer Überblick zu Xcellis 3
XCELLIS WORKFLOW DIRECTOR BASISKONFIGURATION UND OPTIONEN Der Xcellis Workflow Director setzt sich aus zwei Xcellis Workflow-Director-Knoten zusammen. Die beiden Geräte werden aus Gründen der Hochverfügbarkeit als Paar bereitgestellt und garantieren einen unterbrechungsfreien Betrieb. Der Xcellis Workflow Director steuert das Dateisystem, beantwortet Datenzugriffsanforderungen und gewährleistet die Konnektivität für alle Client-Typen. Die folgende Tabelle zeigt die Basiskonfiguration des Xcellis Workflow Directors: Komponente Abmessungen Betriebssystem CPU Arbeitsspeicher Interner Speicher LAN-Netzwerk Speichernetzwerk Management Konfiguration Dual-Rack-Server CentOS 7 Linux Dual Six Core-Prozessoren pro Server 64 GB RAM für bis zu 32 virtuelle Dateisysteme Zwei 500-GB-Disks (gespiegelt) für Betriebssystem- und Konfigurationsinformationen Vier 1GbE-Verbindungen für Management, Metadaten und Service 16 Gbit/s Dual (Optical) Lights Out Management (LOM) Die oben aufgeführte Konfiguration lässt sich durch verschiedene Upgrade-Optionen erweitern: Komponente Tape-Archiv-Konnektivität IP-Archiv-Konnektivität NAS- und DLC-Konnektivität Arbeitsspeicher Konfiguration Quad 8 Gbit/s Optical oder oder Zusätzlich 64 GB RAM für bis zu 64 virtuelle Dateisysteme fo XCELLIS SPEICHER-ARRAY KONFIGURATION UND OPTIONEN Einer der größten Unterschiede zwischen Xcellis und früheren StorNext-Appliances besteht in der Möglichkeit, Speicher-Arrays sowohl für Metadaten als auch für Anwenderdaten zu konfigurieren, ohne dass dies auf Kosten der Skalierbarkeit oder Performance geht. Da das Metadatenvolumen mit Aufnahme neuer Speicher-Arrays wächst, kann das System fortlaufend (und potenziell endlos) skaliert werden, ohne dass dafür zusätzliche Hardware zur Beschleunigung erforderlich wäre. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, dass die Standardkonfiguration aus konvergiertem Anwender- und Metadatenspeicher vollständig vom System verwaltet wird. Damit lässt sich Xcellis über ein automatisiertes, in StorNext Connect integriertes Modul zur Speicherkonfiguration und -bereitstellung problemlos eigenständig vom Kunden installieren. Xcellis-Systeme sind in vier Ausgangskonfigurationen erhältlich: Quantum QXS-412 48 TB oder 72 TB nativ Quantum QXS-456 224 TB oder 336 TB nativ 4 Technischer Überblick zu Xcellis
TECHNISCHER ÜBERBLICK Alle genannten Konfigurationen lassen sich beliebig skalieren. Werden neue Disk-Kapazitäten oder Leistungsstufen verfügbar, so können diese dem System hinzugefügt werden und als dedizierte Volumes genutzt oder in den größeren Speicherpool integriert werden. Darüber hinaus unterstützt Xcellis auch Speicherlösungen anderer Hersteller wie die NetApp E-Serie. Das ist z.b. relevant, wenn Kunden, die in ihrer bisherigen StorNext-Umgebung mit Storage-Systemen von Drittanbietern gearbeitet haben, auf Xcellis aufrüsten möchten. In diesem Fall ist die Einbindung eines Xcellis Metadaten-Arrays erforderlich. Diese Arrays sind speziell dafür konzipiert, einen zuverlässigen, hochperformanten Systembetrieb in heterogenen Umgebungen zu gewährleisten, und sind so dimensioniert, dass sich auch künftige Kapazitäts- und Performance-Erweiterungen mühelos unterstützen lassen. Alle Kunden, auf die dies zutrifft, sollten sich mit ihrem Quantum Mitarbeiter in Verbindung setzen, um gemeinsam zu ermitteln, welche Option für ihre Anforderungen am besten geeignet ist. Xcellis Metadaten-Arrays sind in den folgenden SSD-basierten dualen Array-Konfigurationen erhältlich: Quantum QXS-424, 12 x 400 GB SSD Quantum QXS-424, 12 x 800 GB SSD Quantum QXS-424, 24 x 800 GB SSD XLS-CONFIG UND KONNEKTIVITÄT Eine bedeutende neue Funktion des Xcellis-Systems oder genauer gesagt von Xcellis Workflow Director ist XLS-Config. Dieses Feature basiert auf dem modernen Linux-Standard zur Slot/Port -Gerätezuordnung anstelle von Ethx und bietet eine einfache und nahezu automatische Methode zur Bereitstellung oder Änderung der Netzwerkkonnektivität in einem Xcellis-System über die drei verfügbaren Konnektivitäts-Slots. XLS-Config erkennt Netzwerkschnittstellen bei ihrer Installation im Workflow Director unabhängig von Slot und Protokoll. Das System unterstützt auch mehrere Instanzen desselben Anschlusstyps. Künftig lassen sich auch neue Karten für weitere Protokolle mühelos installieren und in den Workflow einbinden. Die Verwaltung der installierten Karten einschließlich Konfiguration und Bündelung erfolgt über die StorNext-GUI. Die folgende Darstellung zeigt die Rückseite des Xcellis Workflow Directors und die Position der XLS-Config-Slots. Die aktuell möglichen Konfigurationen zur Xcellis-Konnektivität sind in der Tabelle darunter aufgeführt. Xcellis unterstützt bis zu drei belegte Slots pro Knoten, wobei auf jeden Xcellis Workflow Director zwei Knoten entfallen. Slots sind eine Art Bereitstellungsmechanismus für einen bestimmten Service für das System. Slot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 1: IP-Speicher für Lattus Object Storage-, Q-Cloud Archive- und Q-Cloud Vault-Verbindungen. Nicht erforderlich. oder möglich. Slot 2: Gemeinsame NAS- und DLC-Konnektivität für Clients. Nicht erforderlich. oder Dual 10GbE möglich. Slot 3: FC-Konnektivität für Metadaten auf Disk-Arrays und Tape-Systemen. Diese Funktion ist erforderlich. Dual 16 Gb oder Quad 8 Gb möglich. Technischer Überblick zu Xcellis 5
Port/Slot-Identifizierung Onboard Slot 1 Slot 2 Slot 3 Funktion Service GUI Metadaten Object/Cloud-IP Nur Fibre Channel Disk 8 x 1GbE 4 x 1GbE 4 x 1GbE 4 x 10GbE 4 x 1GbE 8 x 1GbE 4 x 1GbE 4 x 1GbE 4 x 10GbE 1GbE idrac (Connect) 1GbE Dual 1GbE IP-Clients (gemeinsame Port-Nutzung) Disk-FC Tape-FC Dual 16 Gb FC Dual 16Gb FC Dual 16Gb FC Dual 16Gb FC Quad 8Gb FC Quad 8Gb FC 6 Technischer Überblick zu Xcellis
TECHNISCHER ÜBERBLICK XLS-LUNS UND DISK-KONFIGURATION Speicherkonfigurationen können kompliziert und zeitaufwändig sein. Xcellis umfasst mit XLS-LUNs ein APIbasiertes System zur Erstellung von RAID-Sets und LUNs in einem leeren System über StorNext Connect oder das Xcellis-Servicemenü. Das System ist auf eine einfache, automatische und zuverlässige Disk-Konfiguration ausgelegt. Storage-Experten können damit schnell neuen Speicher bereitstellen, ohne in ihrer Flexibilität oder Kontrolle eingeschränkt zu werden. Unerfahrenere Kunden können mithilfe von XLS-LUNs eigenständig empfohlene Konfigurationen implementieren. Standardkonfigurationen: Kombinierte Speicherung von Metadaten und Anwenderdaten XLS-LUNs identifiziert die Array-Konfiguration. Verwendet wird ein vordefiniertes RAID6-Layout. Aus jedem RAID werden Metadaten-, HAFS- und Anwenderdaten-LUNs erstellt. Diese Funktionen belegen etwa 3% der Gesamtkapazität. Die Systeme sind so konzipiert, dass ausreichend Metadaten für ein komplettes Array mit 200-KB-Dateien angelegt werden können. Auf diese Weise lässt sich Xcellis fortlaufend bis auf größtmögliche Kapazitäten skalieren. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses technischen Überblicks unterstützt StorNext Connect Kundeninstallationen mit bis zu 16 Disk-Systemen. Größere Konfigurationen müssen von Quantum Professional Services oder einem Quantum ASI-Partner installiert werden. Die folgende Tabelle beschreibt die Konfigurationsoptionen für Xcellis-Speicher mit einer Kombination aus Metadaten und Anwenderdaten. Modell/ Laufwerk QXS-412 4 TB HDD QXS-412 6 TB HDD QXS-456 4 TB HDD QXS-456 6 TB HDD Kombinierte Speicherung von Metadaten und Anwenderdaten Disk-Gruppe & Format Dateisysteme pro Baugruppe LUN-Größe HAFS: 800 GB 10+2 1 / MD: 400 GB / Daten: 38,8 TB HAFS: 1,2 TB / 10+2 1 MD: 600 GB / Daten: 58,2 TB HAFS: 3,84 TB 4x 12+2 1-4 / MD: 1,92 TB / Daten: 186,24 TB HAFS: 5,76 TB 4x 12+2 1-4 / MD: 2,88 TB / Daten: 279,36 TB Dateien pro Baugruppe 195.312.500 292.968.750 937.500.000 1.406.250.000 Technischer Überblick zu Xcellis 7
Optionale Konfigurationen: Eigenständige Metadaten-Arrays für Speicherlösungen von Drittherstellern XLS-LUNs kann auch das Speicherlayout für ein Xcellis Metadaten-Array vereinfachen. Diese Arrays sind in SSD- Konfigurationen mit 12 oder 24 Laufwerken erhältlich und pro Laufwerkset nach RAID6 10+2 organisiert. Jedes RAID-Set wird als Teil eines virtuellen QXS-Pools konfiguriert, und HAFS ist als statische Kapazität pro RAID definiert. Beim Setup fordern Anwender die gewünschte Größe der Metadaten-LUNs mithilfe von XLS-LUNs über die StorNext Connect-GUI an. In der folgenden Beispieltabelle wird davon ausgegangen, dass alle Metadaten-LUNs dieselbe Größe haben. Laufwerke QXS-424 (12) 400 GB SSD QXS-424 (12) 800 GB SSD QXS-424 (24) 800 GB SSD Disk-Gruppe & Format 1x 10x2 HAFS & Metadaten 1x 10x2 HAFS & Metadaten 2x 10x2 HAFS & Metadaten Dediziertes Metadaten-Array: Bereitstellung und Dateianzahl Unterstützte LUN-Größe Dateisysteme 1-32 HAFS: 1,437 TB MD: 2,563 TB 1-32 HAFS: 2,867 TB MD: 5,126 TB 1-64 HAFS: 5,734 TB MD: 10,253 TB Anzahl verwalteter Dateien Maximale Anzahl Dateien 350.000.128 1.251.520.512 700.000.256 2.503.069.696 1.400.000.512 5.006.139.392 NAS-KONNEKTIVITÄT Mit der Einführung von Xcellis ermöglicht StorNext nun auch Ethernet-basierten Clients den Zugriff über die Protokolle SMB und NFS. Diese Verbindungen eröffnen Anwendern, die keine direkte FC-Performance und -Konnektivität für ihre Dateien benötigen, eine unmittelbare Teilnahme am Workflow, ohne dass dafür separate Speicher, Dateitransfers oder manuelles Kopieren erforderlich sind. In einer StorNext-Umgebung mit NAS- Konnektivität können alle (auch Ethernet-basierte) Clients die auf Tape und in der Cloud archivierten Dateien ohne Administratorhilfe einsehen. Die Konfiguration und Verwaltung der NAS-Clients in der StorNext-Umgebung erfolgt über StorNext Connect. Die folgenden Screenshots zeigen die Implementierung einer Funktion zur Anwenderauthentifizierung und die Bereitstellung von NAS-Shares. 8 Technischer Überblick zu Xcellis
TECHNISCHER ÜBERBLICK Xcellis unterstützt verschiedene NAS-Protokolle darunter SMB 1 (CIFS), SMB 2, SMB 3 und NFS 3 mit mehreren Shares pro StorNext-Dateisystem. Zu den unterstützten Authentifizierungsmodellen gehören Microsoft Active Directory, OpenLDAP mit Kerberos-Unterstützung, Apple Open Directory sowie lokal mit StorNext Connect erstellte Anwender. In einer Windows-Umgebung bietet Xcellis ACL-Kompatibilität zwischen SMB, Windows SAN-Clients und Windows DLC-Clients. Da SMB-Protokolle Offline- und Archiv-Bits unterstützen, sind auch solche Dateien für Anwender sichtbar, die archiviert und aus dem Primärspeicher entfernt wurden. Weitere Features sind der Batch-Import von Shares für große Umgebungen, Systemprotokolle und die einfache Erstellung von Support-Daten. Die folgende Tabelle listet die aktuellen NAS-Funktionen von Xcellis auf. Maximale Anzahl an verbundenen Anwendern Maximale Anzahl an parallelen Datenströmen Unterstützte NAS- Protokolle Unterstützte Schemas zur Anwenderauthentifizierung Clients 100 direkt bei Xcellis 500 pro dediziertes Gateway 100 SMB 1 SMB 2 SMB 3 NFS 3 Microsoft Active Directory 2008 und 2012 mit Unix-Erweiterungen (RFC2307) mit RID UID-Mapping OpenLDAP mit Samba 3.2-Schemaerweiterungen OpenLDAP mit Kerberos Apple Open Directory Lokale, über die Artico-Appliance erstellte Anwender Hinweis: Es kann nur ein Authentifizierungsschema verwendet werden; Apple Open Directory erfordert eine manuelle Konfiguration über die CLI. Windows, MacOS, Linux Technischer Überblick zu Xcellis 9
FAZIT Quantum Xcellis ist das Ergebnis einzigartiger Entwicklungsfortschritte im Bereich Shared Scale-out Storage. Die Kombination aus erweiterter Konnektivität, größerer Skalierbarkeit, optimierter Effizienz und vereinfachtem Betrieb bestätigt StorNext einmal mehr als Speicherumgebung der Wahl für anspruchsvolle Workflows und etabliert Xcellis als führende Plattform für StorNext-Installationen. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.quantum.com/xcellis ÜBER QUANTUM Quantum ist ein führender Anbieter von spezialisierten Lösungen für Scale-Out-Storage, Archivierung und Datensicherung, die die gemeinsame Nutzung, Vorhaltung und Zugänglichkeit von digitalen Inhalten über den gesamten Datenlebenszyklus gewährleisten. Mehr als 100.000 Kunden vom kleineren Unternehmen bis zum multinationalen Konzern vertrauen auf Quantum, wenn es um die Herausforderungen selbst anspruchsvollster Daten-Workflows geht. Mit Quantum können Sie sicher sein (Be Certain ), dass Sie über die optimalen End-to-End-Speicherlösungen für die Wertschöpfung aus Ihren Daten verfügen und Kosten sowie Komplexität reduziert werden. Weitere Informationen erhalten Sie unter www.quantum.com/de/customerstories. 2015 Quantum Corporation. Alle Rechte, Änderungen und Irrtümer vorbehalten. Quantum, das Quantum Logo, Lattus, Q-Cloud, www.quantum.com/de +49 89 94303-0 StorNext und Xcellis sind eingetragene Marken oder Marken der Quantum Corporation und ihrer verbundenen Unternehmen in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Eigentümer. TB00037G-v01 Okt 2015