Die neuen 3PAR StoreServ Systeme Prof. Dr. Thomas Horn IBH IT-Service GmbH Gostritzer Str. 67a 01217 Dresden info@ibh.de www.ibh.de
Eigenschaften 1 Flexible Erweiterungsmöglichkeiten in alle Richtungen Eine Architektur von Midrange bis High-End Block-, Datei- und sogar Objekt-Speicherbedürfnisse erfüllen, wenn sie entstehen. Einfache Datenmigration mit Storage Federation Software Kostengünstige Einstiegspreise und unterbrechungsfreie Skalierbarkeit auf vier Knoten Ausfallsicherheit zu einem erschwinglichen Preis Automatisierte DR-Konfiguration Unterstützung für heterogene Workloads Persistente Technologien bieten eine hohe Verfügbarkeit und Ebene-1-Ausfallsicherheit Branchenführende Thin-Technologien halbieren Kapazitätsanforderungen 2
Eigenschaften 2 Einfach bei Installation, Nutzung und Upgrade Neue Software vereinfacht den Erwerb und die senkt Kosten SmartStart und Rapid Provisioning ermöglichen Betriebsbereitschaft in wenigen Minuten Unterbrechungsfrei in Sekunden konfigurierbar Freigabe einer zentralen, einfachen Verwaltungskonsole mit allen HP 3PAR-Storeserv Online Import vereinfacht EVA-Upgrades 3
Kompatibilitäten Betriebssysteme Microsoft Windows Server 2003/R2, 2008/R2 und 2012 HP-UX, 11.23/11.31 SUSE Linux Enterprise Server (SLES V10.x/V11.x) Red Hat Enterprise Linux (RHEL V5.x/V6.x) VMware ESX und ESXi, V4.x/V5.x; Citrix XenServer 5.6/6.x Oracle Solaris, V9/V10/V11; Oracle UEK 5/6; Oracle Linux IBM AIX HP OpenVMS, V8.4 Unterstützte Hardware HP ProLiant Rack und Blade HP Integrity Server Sun SPARC, Sun x86 Cisco UCS IBM P-Serie Sonstige Industriestandard-Server 4
Zur Historie der RAID-Systeme 1 RAID - Redundant Arrays of Inexpensive Disks 1988: White-Paper des Berkeley-Instituts (UCB) Autoren: Patterson, Gibson und Katz Wie kann man mehrere Harddisks einsetzen, um sich gegen Hardware-Fehler zu schützen? Renommierte Hersteller erkannten den Vorteil: Inexpensive Independent Ausgangspunkte: Disk Striping Volume Shadowing RAID 0 RAID 1 5
Zur Historie der RAID-Systeme 2 Plattennutzungsformen Disk-Striping (RAID 0) 1 4 2 5 3 6 Stripe-Set 2-n Platten - gleichmäßige Auslastung - kürzere Zugriffszeiten MTBF Set = MTBF / n Disk-Mirroring/Shadowing (RAID 1) S M S Mirror-Set 2 x 146GB Information wird auf 2 Platten geschrieben: beide Platten sind 100% identisch READ-Zugriffe können auf alle Platten verteilt werden 6
Zur Historie der RAID-Systeme 3 Disk-Striping + Mirroring (RAID 0+1) S Disk-Mirroring + Striping (RAID 1+0) S Master 3x146 GB Stripe-Set 2x146GB Mirror-Set Mirror-Set 2x146GB Mirror-Set Stripe-Set Slave 3x146 GB Stripe-Set 2x146GB Mirror-Set - sehr gute Performance - bevorzugter Einsatz in DB-Systemen - einfaches Backup des Datenbestandes - höhere Zuverlässigkeit als RAID 0+1 - keine merkbaren Performanceunterschiede zu RAID 0+1 7
Zur Historie der RAID-Systeme 4 Bits, Bytes, Blöcke und Chunks Prinzipiell können E/A-Ströme als Bit-Ströme oder als Byte- Ströme dargestellt werden In der Praxis sind Platten sektoriert (in der Regel 512 Byte Sektoren) im Betriebssystem bezeichnet man diese als Blöcke Andere Blockgrößen haben sich nicht durchgesetzt, aber letztlich weiß man heute gar nicht mehr, wie die Platte auf physikalischem Level arbeitet RAID-Systeme streuen die Daten über die Platten in sogenannten Chunks Typische Chunk-Sizes sind 2, 4 und 8 KByte Problem: Auswahl einer optimalen Chunk-Size 8
Zur Historie der RAID-Systeme 5 Weitere RAID-Levels RAID 4 Striping + Parity auf Chunk-Ebene Striping auf Block- bzw. Chunk-Ebene Fehlerkorrektur mit Parity-Blöcken auf Parity-Platte hoher Datendurchsatz keine Behinderung beim Schreiben RAID 5 Striping + verteilte Parity auf Chunk-Ebene Verteilung der Daten und Parity-Informationen auf alle Spindeln sehr gute Performance bei Lese-Operationen RAID 6 Striping + verteilte Doppel-Parity auf Chunk-Ebene Wie RAID 5, aber 2 HDD je RAID 6-Gruppe können ausfallen Schlechte Performance bei Schreiboperationen 9
Zur Historie der RAID-Systeme 6 RAID 5 (Striping mit verteilter Parität) 1 4 7 2 5 P 3 P 8 P 6 9 heute weit verbreitete RAID-Technologie Anzahl der Platten Kosten für Brutto Netto Redundanz Ausfallsicherheit - preiswert - hohe Sicherheit - gleichmäßige Auslastung der Spindeln - 1 Platte Redundanz pro RAID-Gruppe 3 2 1 33% 4 3 1 25% 5 4 1 20% 6 5 1 18%.... 10 9 1 10% höheres Risiko Performanceverlust durch Overhead Performanceverlust bei Ausfall 10
Konventionelles und verteiltes Virtual RAID SCSI Bus 1 SCSI Bus 2 SCSI Bus 3 SCSI Bus 4 SCSI Bus 5 SCSI Bus 6 Traditionelle RAID-Systeme RAID 0 Volume RAID 5 Volume z.b. MSA P2000 Lefthand P4000 RAID 1 Volume Arbeitslast gleichmäßig auf alle Spindeln verteilt Verteiltes Virtual Raid Wide Striping v R A I D 5 V o l u m e v R A I D 0 V o l u m e v R A I D 1 V o l u m e z.b. EVA P6000 11
Erweiterung der Disk Groups Dynamische Veränderungen der Poolkapazität Poolkapazität kann in kleinen Schritten erweitert werden vraid werden über alle Spindeln verteilt Disk-Spindeln stellen einen Engpass für den Durchsatz dar Durchsatz erweitern: Spindeln hinzufügen v R A I D 5 V o l u m e v R A I D 0 V o l u m e v R A I D 1 V o l u m e + = Disks arbeiten bei optimalem Durchsatz (dynamischer Lastausgleich) Verfügbar für Erweiterung v R A I D 5 V o l u m e v R A I D 0 V o l u m e v R A I D 1 V o l u m e 12
Verteilte Spare Disks Der reservierte Plattenplatz entspricht immer der doppelten Kapazität der größten Platte in der Disk Group, multipliziert mit dem Protection Level Keine ungenutzen Spindeln Volle Performance Der Ausfall von Spare Disks wird sofort bemerkt Spare Space ist definiert und reserviert pro Disk Group Reserved Spare Space ( Virtual Space = 2 Disk) VRAID 5 VRAID 1 Redundanz wird automatisch erzeugt Der Spare-Platz wird reduziert durch die ausgefallenen Platten Die Daten werden regeneriert und über alle Spindeln verteilt Reserved Spare space ( virtual space < 1 Disk) VRAID 5 VRAID 1 13
Organisationsprinzipien der 3PAR-Technologie Maßeinheiten in der Informatik (Ergänzung zu IEC 60027-2, 1/1999) Ki, kibi = 2 10 (1.024) Mi, mebi = 2 20 (1.048.576) Gi, gibi = 2 30 (1.073.741.824) Ti, tebi = 2 40 (1.099.511.627.776) 3PAR: Verwaltung der HDD in Chunklets zu je 1 GiByte Plattenkapazität Abzüglich 256MiB für TOC und 4MiB für Diagnosezwecke 0,254GiB Verbleiben 838,109 GiByte 838 Chunklets 24 HDD ergeben eine Raw-Kapazität 24 x 838,363GiB = 20.120,71 GiB = 19,65 TiB Spare-Kapazität: HDD 900GB = 900,185 GB (gemäß QuickSpecs) = 838,363 GiB 838 Chunklets Logische Kapazität: 838 x 23 HDD = 19.274 Chunklets = 18,82 TiB 14
Organisationsprinzipien der 3PAR-Technologie Verwaltung der Chunklets 838 838 838 838 838 838 838 838 Min. 8 HDD in einer Disk Class (Disk Group) Bei 24 HDD 900GB: 35 Spare-Chunklets je HDD Common Provisioning Group (CPG): (Disk Class, RAID-Level) Logische Kapazität: 19.274 Chunklets = 18,82 TiB Bei einer CPG RAID 5 (3+1) 25% RAID-Overhead 18,82 TiB 14,12 TiB Nutzbare Speicherkapazität 4,70 TiB RAID-Overhead Jede CPG nimmt sich auf jeder Spindel minimal 1 Chunklet Auf einer Disk Class können beliebig viele CPG eingerichtet werden 15
Konfigurationsregeln Generell RAID 5 = 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1 oder 8:1 RAID 6 = 4:2, 6:2, 8:2, 10:2 oder 14:2 Shelf-Redundanz ist vom RAID-Level abhängig (2 8 Shelfs) Eine RAID-Gruppe besteht immer aus HDD/SSD gleicher Disk Class mind. 2 HDD je Shelf, geradzahlig, Controllershelf darf 0 HDD haben Aufrüstung mit 4 HDD je Disk Class, mind. 2 per Shelf ENT-SAS und SSD (2U-Chassis) mind. 8 HDD/SSD je RAID-Gruppe für RAID 1 und RAID 5 mind. 12 HDD/SSD je RAID-Gruppe für RAID 6 max. 120 SSD je Controller-Päarchen Nearline-HDD und SSD (4U-Chassis) mind. 12 HDD je Disk Class (RAID 6 ist empfohlen!) mind. 8 SSD je Disk Class für RAID 1 und RAID 5 In den Spalten dürfen keine NL und SSD gemischt werden 16
E/A-Organisation auf Block-Level E/A-Organisation auf HDD-Level 16 KiByte-Blöcke sind die Basis für Read/Write-Operationen 1 Chunklet 65.536 Blöcke (Chunks = 32 x 512Byte-Blöcke) Beispiel: CPG RAID 5 (3+1) 1 Chunklets ist wie eine virtuelle Platte mit 1GiB RAID-Berechnungen werden auf Blocklevel ausgeführt DDDP DDPD DPDD PDDD DDDP DDPD DPDD PDDD Gelöschte Blöcke werden freigeben Gelöschte Chunklets werden freigegeben 17
3PAR-ASIC der vierten Generation Funktionen des ASICs active/active Cluster Hardware RAID mit Rebuild Inline Fat to Thin Konvertierung Mixed Workload native Thin Technology in Hardware 24 oder 32 Gbyte Cache 6 x FC 8Gbit/s oder 2 x FC 8Gbit/s 2 x iscsi/fcoe 10Gbit/s 2 SAS-Links je 4 Lanes zu je 6Gbit/s 4- oder 6-Core Intel Prozessor 1,8GHz 18
Die neuen HP 3PAR-Systeme Die HP 3PAR StoreServ 7000 Familie zwei Modelle HP 3PAR StoreServ 7200 2 Arraycontroller HP 3PAR StoreServ 7400 2 oder 4 Arraycontroller 2 Controller Je Shelf 2 Controller 2 HE 4 HE 24 SFF-Platten Je Shelf 24 SFF-Platten 19
HP 3PAR StoreServ 7000 Hardware Building Blocks Base Enclosure Host Adapters Expansion Drive Enclosures Drives Rack Service- Prozessor HP 3PAR StoreServ 7200 (2 Controller, 4 FC-Ports, 24 SFF-Slots) 4-Port 8Gb/s FC HBA HP M6710 2,5 2U SAS SFF SAS HDD/SSD HP Intelligent Series Rack VM-based SP (default) HP 3PAR StoreServ 7400 (2 Controller, 4 FC-Ports, 24 SFF-Slots) 2-Port 10Gb/s iscsi/fcoe CNA HP M6720 3,5 4U SAS LFF SAS HDD/SSD Physical SP (optional) HP 3PAR StoreServ 7400 (4 Controller, 8 FC Ports, 48 SFF-Slots) Kunden-Rack (EIA-Standard, 19 Rack von HP oder anderen Herstellern) 20
Die neuen 3PAR-Systeme 21
3PAR StoreServ 7200 Bestell-Nr. QR482A Redundante Stromversorgung und Lüfter Zwei redundante Controller mit 3PAR 7000 4-Core-Controllerknoten, 1,8 GHz RAID 1, RAID 5 und RAID 6 4x 8-Gbit/s FC-Anschlüsse Option für 2 4xFC-Anschlüssen oder 2 2x10-GbE-iSCSI-Anschlüssen Cache 24GB 24x SFF SAS; Erweiterbar auf bis zu 144 SAS-Laufwerke mit M6710 und M6720 Laufwerksgehäuse max. 384TB 5x M6710/M6720; jede Kombination von M6710 und M6720 Lieferumfang: HP 3PAR StoreServ 7200 2-Knoten-Array, 4x FC-SFPs mit 8 Gbit/s Short Wave, Rackeinbaukit, 4x 2 m SAS-Kabel 48,3 x 67,6 x 8,795 cm, 21,6kg 22
3PAR StoreServ 7400/2 Bestell-Nr. QR483A Redundante Stromversorgung und Lüfter zwei Controller mit je 3PAR 7000 6-Core-Controllerknoten, 1,8 GHz, erweiterbar auf 4 Controller für zusätzliche Redundanz RAID 1, RAID 5 und RAID 6 4x 8-Gbit/s FC-Anschlüsse Option für 2 4xFC-Anschlüssen oder 2 2x10-GbE-iSCSI-Anschlüssen Cache 32GB 24x SFF SAS; Erweiterbar auf bis zu 240 SAS-Laufwerke mit M6710 und M6720 Laufwerksgehäuse max. 432TB 9x M6710/M6720; jede Kombination von M6710 und M6720 Lieferumfang: HP 3PAR-StoreServ 7400 2-Knoten-Array, 4x 8 Gbit/s FC-SFPs Short Wave, Rackeinbaukit, 8x 2 m lange SAS-Kabel 48,3 x 67,6 x 8,795 cm, 21,6kg 23
3PAR StoreServ Upgrade auf 7400/4 Bestell-Nr. QR484A Redundante Stromversorgung und Lüfter zwei Controller mit je 3PAR 7000 6-Core-Controllerknoten, 1,8 GHz, erweiterbar auf 4 Controller für zusätzliche Redundanz RAID 1, RAID 5 und RAID 6 4x 8-Gbit/s FC-Anschlüsse Option für 2 4xFC-Anschlüssen oder 2 2x10-GbE-iSCSI-Anschlüssen Cache 32GB 24x SFF SAS; Erweiterbar auf bis zu 240 SAS-Laufwerke mit M6710 und M6720 Laufwerksgehäuse max. 432TB 9x M6710/M6720; jede Kombination von M6710 und M6720 Lieferumfang: HP 3PAR-StoreServ 7400 2-Knoten-Array, 4x 8 Gbit/s FC-SFPs Short Wave, Rackeinbaukit, 8x2 m lange SAS-Kabel, 4x Knoten-Link-Kabel 48,3 x 67,6 x 8,795 cm, 21,6kg 24
3PAR StoreServ 7400/4 Bestell-Nr. QR485A Redundante Stromversorgung und Lüfter vier Controllern für zusätzliche Redundanz mit je 3PAR 7000 6-Core- Controllerknoten, 1,8 GHz RAID 1, RAID 5 und RAID 6 8x 8-Gbit/s FC-Anschlüsse Option für 4 4xFC-Anschlüssen oder 4 2x10-GbE-iSCSI-Anschlüssen Cache 2x 32GB 24x SFF SAS; Erweiterbar auf bis zu 480 SAS-Laufwerke mit M6710 und M6720 Laufwerksgehäuse max. 864TB 18x M6710/M6720; jede Kombination von M6710 und M6720 Lieferumfang: 2x HP 3PAR-StoreServ 7400 2-Knoten-Arrays, 8x 8 Gbit/s FC-SFPs Short Wave, 2xRackeinbaukitl, 8x2m lange SAS-Kabel, 4x Knoten-Link-Kabel 48,3 x 67,6 x 17,59 cm, 44,4kg 25
HP 3PAR StoreServ 7200/7400 Erweiterungsshelfs QR490A HP M6710 SAS-Laufwerk (2,5 Zoll) 2U-Gehäuse QR491A HP M6720 SAS-Laufwerk (3,5 Zoll) 4U-Gehäuse Unterstützte HDD (alle HDD/SSD mit Dual-Port SAS) Small Form Factor (SFF) SLC SAS mit 100 GB, 6G, Solid State-Laufwerk SLC SAS mit 200 GB, 6G, Solid State-Laufwerk ENT SAS mit 300 GB, 6G, 15.000 U/min ENT SAS mit 450 GB, 6G, 10.000 U/min ENT SAS mit 900 GB, 6G, 10.000 U/min Large Form Factor (LFF) LFF SLC SAS mit 100 GB, 6G, Solid State-Laufwerk LFF SLC SAS mit 200 GB, 6G, Solid State-Laufwerk LFF MDL SAS mit 2 TB, 6G, 7.200 U/min LFF MDL SAS mit 3 TB, 6G, 7.200 U/min 26
Sonstige Komponenten QR516A HP 3PAR 7000 Service Processor (DL360 based) Service Prozessor als VM liegt der Management-Software kostenlos bei QR487A HP 3PAR StoreServ 7000 10 Gb/s iscsi/fcoe-adapter mit 2 Anschlüssen, 2 SFP+ 10Gb Short Wave (Qlogic) QR486A HP 3PAR StoreServ 7000 8 Gb/s Fibre Channel-Adapter mit 4 Anschlüssen, 4 SFP+ 8Gb Short Wave (Qlogic) AG730A HP PDU Pivot Kit 27
3PAR-Betriebssystem 1 HP 3PAR Operating System Software Suite Erforderlich für alle HP 3PAR StoreServ 7000-Systeme beinhaltet alles, was für einen schnellen und reibungslosen Start erforderlich ist Umfasst das HP 3PAR Betriebssystem, Managementkonsole, Host Explorer und SmartStart Enthält alle für diese Plattform erhältlichen Thin Software-Produkte: Thin Provisioning, Thin Conversion, Thin Persistence und Thin Copy Reclamation Weitere Funktionen sind Full Copy, autonome Lastausgleichsfunktionen zur Optimierung von Kapazitätserweiterungen, sowie die Unterstützung standardmäßiger Multipathing-Software für die Hochverfügbarkeit in Cluster-Umgebungen Eine 180-Tage-Lizenz für Online-Import ist ebenfalls enthalten, um eine Migration von HP EVA Speicher zu ermöglichen 28
3PAR-Betriebssystem 2 BC745A/BC745AAE HP 3PAR 7200 Betriebssystemsoftware-Suite, Basis, pro Array eine Basislizenz erforderlich BC746A/BC746AAE HP 3PAR 7200 Betriebssystemsoftware-Suite, Lizenz pro Laufwerk erforderlich (max. 48) BC773A/BC773AAE HP 3PAR 7400 Betriebssystemsoftware-Suite, Basis, pro Array eine Basislizenz erforderlich BC774A/BC774AAE HP 3PAR 7400 Betriebssystemsoftware-Suite, Lizenz pro Laufwerk erforderlich (max. 168) 29
Optionale Software Lizenzierung pro System und HDD (max. 48 bzw. 168) HP 3PAR Replication Software Suite HP 3PAR Data Optimization Software Suite HP 3PAR Security Software Suite Lizenzierung pro System HP 3PAR Reporting Software Suite HP 3PAR Application Software Suite for Vmware HP 3PAR Application Software Suite for Exchange HP 3PAR Application Software Suite for Oracle HP 3PAR Application Software Suite for SQL 30
Verteiltes redundantes System 31
HP 3PAR StoreServ 7200 Aufbau Backplane Kommunikationsanschlüsse auf dem Backplane Ethernet Mirroring Management FC-Link SFP+ Controller 1 SAS-Link Kommunikations-Option Knoten-Link Console DP2 DP1 PCM 0 Netzteil Lüfter Controller 0 PCM 1 Netzteil Lüfter 32
Erweiterungsshelfes (Rückseite) 33
HP 3PAR StoreServ 7200 Verkabelung 34
HP 3PAR StoreServ 7400/4 Node-Nummerierung und Intercontroller-Links 35
HP 3PAR StoreServ 7400/4 Verkabelung Symmetrischer Aufbau Knoten-Link-Kabel für den Zugriff auf die Shelfs des anderen Controller-Paare 36
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