Google

Краткий обзор IBM Storwize V3700

Опубликовано:Декабрь 4, 2014
Comments
Add One
0

Компания IBM в ноябре 2012 года анонсировала появление системы начального уровня Storwize V3700. После выхода новых релизов программного обеспечения система стала поддерживать больше полезного функционала и конфигураций аппаратуры. В этой статье мы кратко расскажем о системе и её новых возможностях.

Конкуренция на рынке систем хранения данных требует от производителей применять те или иные хитрости, чтобы побеждать в конкурентной борьбе и сокращать себестоимость создания и поддержки аппаратуры и программного обеспечения. Об особенностях аппаратуры V3700 мы поговорим чуть позже, а сейчас рассмотрим основные характеристики системы.

Основные характеристики (Type – Model: 2072-24С):

  • На каждом контроллере используется 2-х ядерный 64-битный процессор Intel, основанный на архитектуре Sandy Bridge. Т.О. суммарно на паре контроллеров используется 4 ядра.
  • Объем памяти на контроллерную пару – 8 ГБ, т.е. 4 ГБ на контроллер. Опционально, объем памяти на контроллерную пару может быть увеличен до 16 ГБ.
  • Доступ к хостам может быть организован следующими внешними интерфейсами для блочного доступа: FC – 8 Gbps, iSCSI – 1 Gbps и 10 Gbps, FCoE – 10 Gbps, SAS – 6 Gbps.
  • Коммутация между основными компонентами ввода-вывода построена на стандарте PCIE V2. Пропускная способность этого стандарта позволяет поддерживать доступ к SAS Backend устройствам на скорости до 6 Gbps.
  • Максимальное количество дисков на контроллерную пару – 240.
  • Форм-фактор полки с контроллерной парой – 2U в 19-ти дюймовом шкафу.
  • В полку с контроллерной парой (2072-24С) может быть установлено 24 диска размером 2.5”.
  • В полку с контроллерной парой (2072-12С) может быть установлено 12 дисков размером 3.5”.
  • В дисковую полку расширения (2072-24E) может быть установлено 24 диска размером 2.5”.
  • В дисковую полку расширения (2072-12E) может быть установлено 12 дисков размером 3.5”.
  • Поддерживаются Flash диски с форм-фактором 2.5”, размером 200, 400, 800 ГБ c интерфейсом 12 Gbps SAS.
  • Поддерживаются SAS диски с форм-фактором 2.5”, размером 146, 300, 600 ГБ со скоростью вращения 15К, интерфейсом 6 Gbps SAS (600 ГБ – 12 Gbps SAS).
  • Поддерживаются SAS диски с форм-фактором 2.5”, размером 600, 900, 1200, 1800 ГБ со скоростью вращения 10К и интерфейсом 6 Gbps SAS (1800 ГБ – 12 Gbps SAS).
  • Поддерживаются SAS диски с форм-фактором 3.5”, размером 300, 600 ГБ со скоростью вращения 15К, интерфейсом 6 Gbps SAS (600 ГБ – 12 Gbps SAS).
  • Поддерживаются SAS диски с форм-фактором 3.5”, размером 900, 1200, 1800 ГБ со скоростью вращения 10К, интерфейсом 6 Gbps SAS (1800 ГБ – 12 Gbps SAS).
  • Поддерживаются NL-SAS диски с форм-фактором 2.5”, размером 1ТБ со скоростью вращения 7.2К и интерфейсом 6 Gbps SAS.
  • Поддерживаются NL-SAS диски с форм-фактором 3.5”, размером 2, 3, 4, 6 ТБ со скоростью вращения 7.2К и интерфейсом 6 Gbps SAS (6 ТБ – 12 Gbps SAS).
  • Порты на новых дисках SAS 12 Gbps работают на скорости портов SAS контроллеров 6 Gbps.
  • Диски разных типов одного форм-фактора могут быть использованы в одной дисковой полке.
  • Контроллерная пара может поддерживать до 9 дисковых полок.
  • Технология тонкого выделения ресурсов (Thin Provisioning).
  • Гибридные пулы с автоматической миграцией данных между уровнями хранения (Hybrid Pools with Automated Tiering – Easy Tier).
  • Урезанная виртуализация внешних СХД в режиме image mode, используется только для миграции данных.
  • Локальная репликация (FlashCopy).
  • Удаленная репликация синхронная и асинхронная (Remote Mirror).
  • Для поддержки новых дисков SAS 12 Gbps необходима версия ПО 7.4 или выше.

Программное обеспечение

Используется унифицированное программное обеспечение, основанное на программном коде для San Volume Controller (SVC). Схема организации RAID и пулов позаимствована от систем уровня предприятия серии DS8xxx. Базовая платформа – Linux.

С каждым обновлением версии ПО для контроллеров появляется поддержка дополнительных возможностей. Аппаратная основа в виде процессоров, памяти, возможностей фабрики PCIe , SAS чипов, по сути, не меняется, при этом добавляется поддержка новых дисков и хост адаптеров.

Кратко рассмотрим хронологию поддержки дополнительных опций для последних версий программного обеспечения.

В версии 7.1 появились следующие возможности:

  • Поддержка подключения хостов по SAS. В первом релизе в 2012 году на каждом контроллере было 4 SAS порта, но только один использовался для подключения дисковых полок. С этой версии появилась возможность подключения хостов к остальным 3-м портам на каждом контроллере. Интересный функционал, удешевляющий суммарную стоимость решения, так как для подключения хостов можно не использовать SAN на основе FC или FCoE. Но при этом, получаем существенное ограничение по количеству хостов, которое можно подключить к СХД.
  • Поддержка на контроллерах новых 4-х портовых карт SAS 6 Gbps для подключения хостов. Это позволило получить на каждом контроллере 7 портов SAS 6 Gbps (3 встроенных и 4 на карте). Или суммарно 14 SAS хост портов на систему.
  • Появилась возможность автоматической миграции экстентов на уровне пула между уровнями хранения (EasyTier). В данной версии возможны только два уровня и нет балансировки на одном уровне. Усредненная статистика по утилизации каждого экстента формируется за интервал 5 минут и собирается в течении 24 часов. Далее формируется карта наиболее нагруженных экстентов (heat map) и план по миграции экстентов. Скорость миграции около 15 MBps. Таким образом, за сутки может быть мигрировано до 1200 GB данных (15MBps * 86400s * 1/1024).
  • Новая опция FlashCopy upgrade расширяет количество связей до 2040 между исходными томами и снепшотами. По умолчанию поддерживается 64 на систему.
  • Cинхронная и асинхронная репликация данных на удаленную систему (Remote mirroring) по протоколам FC и FCoE.
  • Опция повышения производительности системы (Turbo performance). При её использовании увеличивается пропускная способность. Но не ясно на сколько, 10 – 20%?!. Аппаратура не меняется, откуда бы взяться лишней производительности?! Возможно, это связано с тем, что IBM заранее заложил запас, например, на уровне Backend (SAS чипы и т.п.) и программно, не меняя аппаратное ядро, увеличивает пропускную способность. Интересно так же отметить, что IBM рекомендует использовать эту опцию, когда в систему устанавливается больше 5 Flash дисков или 80 обычных дисков.

В версии 7.2 появились следующие возможности:

  • Репликация данных между системами по IP.
  • Миграция данных между системами, используя подключения по SAS.

В версии 7.3 произошли изменения:

  • Поменялась архитектура памяти на контроллерах.
  • Появилась возможность подключать больше 4-х дисковых полок. Максимальное количество дисковых полок – 9. Дисков – 240.
  • Появилась поддержка 3-х уровней в гибридных пулах (EasyTier V3).

В версии 7.4 появилась поддержка новых дисков c интерфейсом SAS 12 Gbps (NL-SAS 6TB 7K 3.5”, SAS 1,8TB 10K 3.5”, SAS 1,8TB 10K 2.5”).

Контроллеры

Форм-фактор контроллеров V3700 не сильно отличается от V7000 Gen1. Но они расположены горизонтально на одном уровне, а не друг над другом. При этом, как и в V7000 Gen1 кроме встроенных портов, на каждом контроллере есть один PCIE слот, в который могут быть установлены различные карты.

12062014_v3700_rear

Встроенные порты на контроллере:

  • 2 разъема Ethernet 1 Gbps, при этом 1 порт используется для технических нужд (первоначальная настройка и т.п.). Порты могут быть использованы для блочного доступа по протоколу iSCSI 1 Gbps.
  • 2 USB разъема (используются для конфигурации).
  • 4 разъема SAS. Первые 3 разъема используются для подключения хостов, 4-й порт используется для подключения дисковых полок. Каждый разъем состоит из 4-х двунаправленных последовательных линий, каждая из которых работает на скорости 6 Gbps (макс. теоретическая пропускная способность).

12052014_v3700_frontend_ports

Подключение дисковых полок

Для подключения Backend используется 4-й SAS разъём (первый справа). К одному SAS разъему одного контроллера можно подключить по цепочке до 9 модулей ESM дисковых полок. Типовая схема подключения представлена на рисунке ниже.

12062014_v3700_sas_chain

PCIE карты для контроллеров

В PCIE слот на контроллере можно установить различные карты:

  • 4 портовая карта FC 8Gbps. В базе комплектуется Shot Wave SFP 8Gbps трансиверами. Есть возможность использовать Long Wave SFP 8Gbps трансиверы.
  • 2 портовая карта iSCSI, FCoE 10Gbps. В базе комплектуется SFP+ трансиверами.
  • 4 портовая карта iSCSI, FCoE 1Gbps.
  • 4 портовая карта SAS 6Gbps.

В таблице указаны возможные конфигурации портов:

встроенные порты дополнительные порты
SAS 6Gbps iSCSI 1Gbps SAS 6Gbps iSCSI 1Gbps FC 8Gbps iSCSI/FCoE 10Gbps
6 4
6 4 8
6 4 8
6 4 8
6 4 4

Особенности

Из новых вещей хочется отметить, что теперь появилась возможность настройки репликации по протоколу Ethernet, используя встроенные порты 1Gbps и порты на 10Gbps картах.

При использовании карт FCoE 10 Gbps поддерживается подключение хостов только через сетевую инфраструктуру, т.е. прямое подключение к хостам не поддерживается.

Так же есть рекомендация разделения протоколов FCoE и iSCSI между различными портами.

Батарейки и отключение питания

Батарейки достаточно компактно расположены внутри контроллеров. Их основная задача, в случае отказа гарантированного питания, позволить контроллерам сохранить текущую конфигурацию и кеш на запись на внутренний Flash накопитель.

12062014_controller_battery

Ключевые компоненты решения

На картинке ниже представлено фото контроллера:

12172014_controller

Ключевым элементом в контроллере является использование 2-х ядерного процессора Intel Celeron G530T, основанного на архитектуре Sandy Bridge. Частота ядер – 2 ГГц. Встроенное видео ядро. Поддержка стандарта PCIE V2. Поддерживается один порт в конфигурации x16 или 2 порта в конфигурации x8. Обычный недорогой процессор для рабочих станций. Поддерживает тип оперативной памяти UDIMM без коррекции ошибок (ECC).

12122014_v3700_cpu_block

В общем, что вы хотите от системы начального уровня?! Естественно, IBM постарался максимально удешевить систему. На данный момент Intel уже не производит данные процессоры и на официальном сайте можно увидеть надпись «End of Life», поэтому ожидаем в скором времени выход 2-го поколения данной системы с более современными процессорами с поддержкой памяти ECC.

На каждом контроллере используется SAS чип PMC-Sierra Inc. PM8018 Tachyon SPCv 16x6G. Этот чип имеет большое количество SAS портов. Может поддерживать стандарт PCIE V3, но использует PCIE V2. Один и тот же SAS чип используется для подключения дисковых полок (Backend) и хостов (Frontend).

Не менее 2-х SAS портов используется для подключения дисков в контроллерной полке                 (2 контроллера). Так как SAS чипы имеют большое количество портов, то мы предполагаем, что диски в контроллерной полке подключены большим количеством SAS портов. Это дает повышенную пропускную способность для этой дисковой полки. Отсюда следует рекомендация устанавливать высокопроизводительные Flash диски в контроллерную полку.

Для подключения хостов по FC используется тот же FC HBA, что и в первом поколении V7000. Это 4-х портовый адаптер фирмы PMC-Sierra, Inc. PM8032 Tachyon QE8.

Для коммутации PCIE устройств и обмена данными между контроллерами используются бюджетные 8 портовые PCIE свичи PEX8609 компании PLX Technology.

Информацию по id аппаратных компонент, используемых в V3700 можно посмотреть
здесь.

Архитектура кеш памяти и гибридные пулы EasyTier V3

С приходом версии 7.3 изменилась архитектура кеш памяти и появилась возможность использовать гибридные пулы с 3-мя уровнями хранения. Более детальную информацию по этим вопросам можно посмотреть в статье «Второе поколение IBM V7000». Эта информация справедлива и для V3700 за исключением мелких особенностей, связанных с аппаратурой. Так, например, из-за небольшого размера памяти размер области Upper Cache составляет 128 МБ, а не 256 МБ. Так же меньше памяти выделяется для ядра Linux.

Оценки производительности контроллеров, сделанные на основе backend калькулятора, можно найти в статье «Оценка IOPS для контроллеров IBM V3700».

Заканчиваем наш обзор небольшой сравнительной таблицей:

IBM Storwize V3700
Макс число дисков на контроллерную пару (IO Group) 240
ОЗУ на контроллер, ГБ 8
ОЗУ на контроллерную пару (IO Group), ГБ 16
Тип процессора Celeron
Процессоров на контроллер 1
Кол-во ядер на процессор 2
Частота ядра, ГГц 2
Макс к-во FC 8Гбит/c портов на контроллер (для доступа серверов) 4
Макс к-во FC 8Гбит/c портов на систему (для доступа серверов) 8
Макс к-во iSCSI 10Гбит/c портов на контроллер 2
Макс к-во iSCSI 10Гбит/c портов на систему 4
Типы RAID 0,5,6,10
Макс кол-во дисков в RAID группе 16
Макс кол-во дисков в пуле 128
Add Comment Register



Leave a Comment