即將於明年初推出的ESVA F75,是普安ESVA Scale-Out架構磁碟陣列家族的最新一代旗艦產品,相較於上一代旗艦機型ESVA F70,F75的硬體核心全面升級,改用效能更高的Intel架構處理器,快取記憶體容量提高一倍,容量擴展能量也提高一倍。

除了硬體方面的升級外,F75搭配今年年初新改版的ESVA系統軟體,還新增了自動分層儲存功能,結合原有的快照、磁碟區複製/鏡像、同步/非同步遠端複製等功能,可提供更完整的進階應用。

硬體架構翻新升級

從2009年推出的第一代ESVA產品起算,F75已經是第三代機型。最早的ESVA有F20、F40、F60等光纖通道介面機型,以及E20、E60等iSCSI介面機型。接下來是2010年中推出的F70光纖-iSCSI混合介面機型,再來便是即將推出的F75。

F75也是一種光纖-iSCSI混合介面機型,每組控制器基本內建4組8Gb FC埠,另可選購增添4組iSCSI埠。相較於先前的ESVA系列,F75的硬體規格有大幅度的翻新,處理器從原先的PowerPC+專屬ASIC架構,改為當前主流的Intel x86架構,快取記憶體容量比上一代的F70提高一倍(每組機箱從8GB增加到16GB),磁碟擴展能力也比F70提高一倍—F70最多能透過Scale-Out方式管理1,344臺硬碟,F75則提高到2,880臺。

若搭配4TB近線級(Near-Line)SAS硬碟,可提供最大10PB等級容量,無論在硬體核心處理能力,還是在容量擴展性方面,F75都有相當程度的提高(ESVA都是以預載硬碟的型式出貨,用戶可選擇搭配MLC SSD、3.5吋1.5萬轉SAS硬碟、3.5吋7,200轉近線型SAS硬碟、2.5吋1萬轉或1.5萬轉SAS硬碟,以及7,200轉SATA硬碟等不同類型的磁碟機。)

支援Scale-Out與Scale-Up雙向擴展

如同前幾款的ESVA,F75同時提供了Scale-Out與Scale-Up兩種擴展方式。

Scale-Out橫向擴展是ESVA系列的主要特色,可跨最多12個節點建立統一的儲存池,並將前端存取需求打散到各個節點上,從而同時運用多個節點的效能與儲存空間。

用戶可從一個雙控節點起步,藉由逐步增加節點來擴展效能與容量,只要將新節點接上光纖通道交換器與管理用的乙太網路交換器,然後透過ESVA管理介面中的Virtualization Manager介面,將新節點的磁碟空間加入既有的儲存池中即可,接下來系統將會自動透過內建的Migration功能,將既有的磁碟區區塊遷移、打散到新節點的磁碟空間中,從而運用新節點的空間與效能。

必須特別注意的是,當利用Scale-Out方式為既有的ESVA增加額外節點,或利用多路徑存取方式為前端主機增加連接ESVA的傳輸通道時,所得到的I/O效能或傳輸頻寬的提升,並不是「立即生效」的,而必須等待一段初始化預備程序完成後,才能讓效能擴充發揮作用。

首先,當從1臺ESVA節點Scale-Out為2臺節點時,必須等待系統在背景執行遷移作業,把既有磁碟區區塊打散到新節點的磁碟空間上,才能實際應用到新節點的效能,這個打散、遷移作業必須耗費一定的時間,也會影響到這段時間內的系統效能(為減少資料遷移作業對系統效能的影響,可為資料遷移作業指定不同的執行優先層級,或是乾脆選擇不執行遷移作業)。

另外當增加前端主機與ESVA間的傳輸通道數量時,安裝在前端主機上的普安自動負載平衡程式,也需要經過一段「學習」時間,才能找出新增加的通道、並得到最佳存取路徑,從而發揮新增加通道的傳輸頻寬。

ESVA也能像傳統磁碟陣列一樣的以Scale-Up方式縱向擴展,每臺F75雙控節點都能利用內建的SAS擴充埠,外接內含16臺硬碟的ESVA J60-230 JBOD磁碟櫃,或內含48臺硬碟的ESVA J75-250 JBOD磁碟櫃,從而擴展個別節點的容量,每個節點最多可允許管理240臺硬碟。

完整的附加軟體服務

F75的設定與管理與前幾代ESVA相同,都必須透過普安專屬的SANWatch管理軟體來執行,可利用SANwatch啟動Virtualization Manager與Storage Manager兩項ESVA主要管理介面,透過前者可設定儲存池與邏輯磁碟區,以及增添新的節點或磁碟櫃。透過後者則可監看系統組態與當前運行狀態。

在系統軟體功能方面,F75延續了ESVA系列的基本特色,可提供相當豐富的磁碟存取管理與資料保護功能,功能完整性不遜於外商大廠的中階產品。

如在磁碟存取管理方面,提供了以儲存池為基礎的跨節點磁碟管理架構、Thin Provisioning磁碟空間配置,將磁碟區打散到多個節點上的資料自動遷移,以及新增的自動分層儲存等功能。資料保護功能則包括提供本地端保護的快照、磁碟區複製/鏡像功能,以及提供遠端保護的遠端同步/非同步複製功能(不過只有較高階的F60、F70與F75三款機型,提供遠端同步複製選項)。

新增自動分層儲存

特別值得一提的是,ESVA家族在今年年初的韌體改版中,新增了自動分層儲存(automated storage tiering)功能,用戶在建立儲存池時,可啟動儲存分層功能,接下來在建立該儲存池所屬的RAID群組(稱為Pool Element)時,除了指定該RAID群組採用的RAID層級外,還可設定該群組所屬的儲存分層(有0、1、2、3等4種層級)。

分別為多個RAID群組設定不同分層後,可再透過Virtualization Manager介面中儲存池選項,以手動方式隨時啟動資料分層遷移作業,或是利用排程功能設定分層資料遷移作業的執行週期。

接下來系統便會按照用戶設定,依照追蹤的各資料區塊存取頻繁程度,將資料區塊遷移到適當的RAID群組分層上—存取越頻繁的區塊,將被遷移到效能較高的第0或第1層,較不常存取的區塊,則遷移到效能較低的第2或第3層。

藉由定期執行自動分層遷移功能,將可讓磁碟空間的效能與容量配置維持最佳化。

ESVA的系統管理與功能設定

ESVA的管理必須透過3個不同的介面來執行。最底層是普安的SANWatch管理軟體,利用SANWatch的工具列來啟動Virtualization Manager與Storage Manager兩項管理介面。

Virtualization Manager是ESVA管理作業的核心,可以用來執行儲存池與磁碟區的建立與設定,以及啟用快照、複製、自動分層等進階功能,不過這個介面沒有系統狀態監控功能。而Storage Manager介面則能提供監控系統狀態,以及管理埠位址、狀態通知等基本設定功能,但不能管理磁碟區。


普安的自動分層儲存功能

自從Compellent、3Par等廠商,首創整合在磁碟陣列控制器中的自動分層儲存技術,把分層儲存整合在儲存設備底層,成為一種與前端應用程式無關、適用範圍更廣的分層儲存應用型態後,便有越來越多廠商跟進推出與磁碟陣列整合的自動分層儲存功能,普安也在今年初為ESVA新增這項新功能。

自動分層儲存會對各儲存區域的資料存取頻率進行追蹤統計,並定期按存取活躍程度將資料分別搬移到不同層級的儲存裝置上。但資料搬移的I/O單位粒度(granularity),以及進行資料搬移的頻率,對於分層最佳化效果將有很大的影響。

首先,系統執行存取行為分析與資料搬移時,所採用的I/O粒度越小越有利,以幾百KB為單位的區塊來執行搬移作業,顯然比以數GB為單位的整個Volume或LUN更為理想,不僅消耗的資源較少,也能達到更高的儲存資源配置效率。但另一方面,若運作的粒度越小,則相對應須追蹤的metadata數量也越多,相對也更增加控制器的負荷。

其次,由於自動分層儲存技術所執行的資料搬移動作,會消耗儲存設備相當程度的I/O效能,若搬移動作過於頻繁,將會影響到正常存取作業;但若資料搬移作業時程間隔過長,又無法即時反應儲存區域「熱點」的變化,以致無法讓儲存空間配置持續維持在最佳效率的組態上。

以這兩項指標來看,普安的自動分層儲存功能擁有十分精細的運作粒度,執行資料搬移時是以256KB~8MB的區塊為單位,是當前同類功能中運作粒度較精細的之一。

而在執行頻率方面,則與其他廠商的同類技術一樣,都提供手動隨時啟動與以日為單位排程啟動兩種方式,可允許管理者選擇離峰時段執行分層遷移功能,避開存取尖峰時段,以減少對前端存取造成的衝擊。


Virtualization Manager介面設定磁碟組態

Virtualization Manager是透過SANWatch上方的工具列啟動,主要用於儲存空間的設定,可建立、設定儲存池與邏輯磁碟區,以及增添新的節點或磁碟櫃。

搭配普安產品專用管理平臺

ESVA F75的設定與管理,必須透過普安專屬的SANWatch管理軟體來執行,這是普安磁碟陣列產品的通用管理平臺,可同時管理多臺普安磁碟陣列。當用於管理ESVA系列時,主要是透過SANWatch來啟動Virtualization Manager與Storage Manager兩項ESVA主要管理介面。

Storage Manager介面監控系統狀態

Storage Manager也是透過SANWatch上方的工具列啟動,主要提供系統監控使用,能以圖像化方式呈現當前ESVA的系統組態、硬體運行狀態與傳輸效能數值等資訊。

以Scale-Out方式擴展節點

只要在儲存池管理介面中,將新節點的磁碟機群組納入既有儲存池中,即完成了Scale-Out擴充新增節點程序。接下來系統必須透過資料遷移、將磁碟區區塊打散到新節點上,讓既有磁碟區利用到新增節點的效能。為減少資料遷移作業對系統效能的影響,可選擇不同的作業優先層級,或是選擇不執行遷移作業。

利用排程功能定期執行進階服務

普安為ESVA系列提供了豐富的進階應用功能,其中屬於週期性作業類型的快照、磁碟區複製/鏡像、遠端複製與自動分層儲存等功能,都可利用Virtualization Manager中的排程功能,設定為自動定期執行。

(看大圖)


相關報導請參考「Scale-Out+Scale-Up 磁碟陣列擴充彈性大解放」


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