about NetApp

Довольно долго наблюдаю, как некоторые конкуренты NetApp указывают на то, что системы хранения NetApp якобы лишены механизма Consistency Groups. Для начала, что такое Consistency Group как таковое.

В опеределенных задачах, например в базах данных, при репликации или создания снпшотов, необходимо оперировать двумя и более разделами данных (это могут быть, например, LUN-ы, или разделы NFS) как единой, логически связанной структурой данных.

Например, наша база данных осуществляет запись данных в лог БД об осуществлении операции, и заносит запись в собственно базу, находящихся в разных LUN. Либо наша бизнес-операция требует связанного изменения в различных базах, располагающихся в разных разделах (или даже на разных контроллерах) например при проведении операции продажи уменьшить на единицу количесетво товара на складе, и одновременно увеличить баланс на цену товара. При этом, если мы создадим снэпшот без учета этой связности, а, как назло, момент создания снэпшота придется между завершением одной и началом второй операции, мы получим неконсистентный “слепок” нашей базы, верный лишь частично, и способный создать в дальнейшем серьезные проблемы.

Именно для этого такие разделы данных объединяют в логическую структуру под названием Consisency Group, операции над которой следует рассматривать “в целом”, либо целиком успешными, либо целиком неудачными и “откаченными”.

Итак, Consistency Groups на NetApp. Какова же ситуация сегодня на самом деле?

Consistency Groups на системах NetApp FAS существуют с версии Data ONTAP 7.2, однако работа с ними со стороны хоста производится через специальный API (ZAPI), который предоставляет, например, ПО SnapDrive. Работать с Consistency Groups можно как непосредственно из SnapDrive (UNIX/Windows), так и вызывая средства API из скриптов, например на Perl.

В рамках этого API так называемый “агент” (это может быть или собственный “высокоуровневый” продукт NetApp, например SnapManager for Oracle, SnapCreator, или же оперирующий вызовами API самодельный скрипт):

• Отдает команду участвующим в процессе контроллеру (или контроллерам, если наша consistency group расположена на разных контроллерах): start-checkpoint.
• Контроллеры приостанавливают (fence) процесс записи на тома, входящие в заданную consistency group (CG).
• Контроллеры подготавливают snapshot для указанных томов.
• Агент получает уведомление fence-success от всех участвующих контроллеров
• Агент отдает команду commit-checkpoint всем участвующим контроллерам
• Приняв команду контроллеры производят одновременное создание снэпшотов томов в CG
• По завершении контроллеры рапортуют об успешном завершении и снимают блокирование записи (unfence).

В случае использования интефейса SnapDrive команда создания снэпшота, использующая CG очень проста.
Допустим, у нас есть база данных (/u01/oradata/prod), расположенная на LUN-ах, лежащая на томах двух контроллеров – filer1 и filer2 (filer1:/vol/prodvol1 и filer2:/vol/prodvol1). Тогда процесс создания консистентной копии в снэпшоте с использованием snapdrive будет прост:

> snapdrive snap create -fs /u01/oradata/prod -snapname snap_prod_cg

Эта команда автоматически инициирует все процессы для всех задействованных в файловой системе /u01/oradata/prod LUN-ов, скомандует их контроллерам, и создаст консистентную копию с именем snap_prod_cg.
Аналогичным образом сработает команда для консистентной копии двух разных файловых систем (u01 и u02):

> snapdrive snap create -fs /u01/oradata/prod /u02/oradata/prod -snapname snap_prod_cg

Так что утверждение, что, якобы, на NetApp нет consistency groups действительности не соответствует. Они есть, работают, и достаточно активно используются, а утверждающим это специалистам конкурентов стоит обновить свои знания о состоянии дел в продукции конкурентов.

Подробнее о Consisency Groups и работе с ними в контексте Oracle:
TR-3858: Using Crash-Consistent Snapshot Copies as Valid Oracle Backups
Очень полезный документ о работе со снэпшотами баз Oracle, использования их как резервных копий, восстановления из них, в том числе много рассматривается тема consistency groups.
Одним из авторов документа является “гуру” темы использования NetApp под Oracle, сотрудник бразильского офиса – Neto, автор весьма интересного (и что еще лучше – регулярно пополняемого) блога на сайте NetApp.

Вот уже пару лет как у NetApp в номенклатуре продуктов находится интересный, но все еще не слишком известный широкому кругу пользователей продукт – PAM – Performance Acceleration Module, а в прошлом году к нему в компанию добавился еще один вариант – PAM-II (ныне Flash Cache).

Давайте разберемся подробнее что это, чем полезно и как применяется.

Первое, что следует понимать, чтобы разобраться в том, что есть PAM и как его применяют:
PAM это не SSD!

Широкое распространение SSD (даже этот пост пишется на ноутбуке с SSD) привело к тому, что любой продукт так или иначе использующий память для хранения данных называется “SSD”.

Давайте разберемся, что такое SSD, и чем PAM не SSD.

Continue reading ‘PAM - Performance Acceleration Module’ »

Официально NetApp поддерживает совместимость только с UPS компании APC, до версии 7.2.1 это были модели SmartUPS (и Symmetra), с версии 7.3.2 добавились модели семейства Silcon. Вот официальный список:

После 7.2.1 официальный список был упразднен, и теперь базовая поддержка со стороны ONTAP осуществляется для всех моделей указанных выше линеек APC. Понятие “поддержка в OS” означает, что Data ONTAP может осуществить корректное завершение работы (shutdown) при использовании UPS перечисленных типов.

Используя возможности взаимодействия с UPS в ONTAP следует учитывать, что NetApp не использует SNMP Trap при работе с UPS, вместо этого он использует SNMP Get. Состояние UPS проверяется каждые 5 минут по сети Ethernet, в которую подключен UPS, с использованием SNMP. При этом Data ONTAP получает следующие параметры UPS:

• Работает ли он от сети, или находится на батареях
• При нахождении на батареях, каково оценочное оставшееся время

Когда обнаруживается переключение на батареи, интервал проверок состояния сокращается до 10 секунд. Когда уровень батарей достигает уровня, определенного как “Warning-Low” начинают поступать сообщения в систему EMS (Enterprise Messaging System), когда уровень заряда батарей снижается до “Critical-Low” отсылается сообщение в EMS и начинается процедура shutdown.

Если контроллер NetApp отслеживает состояние нескольких UPS (например отдельно для контроллера, для дисковых полок, и для сетевого оборудования), то процедура shutdown начинается при достижении уровня “Critical-Low” на любом из этих UPS.

Учитывая это следует устройть сеть управления таким образом, чтобы UPS находились в той же IP-подсети, что и контроллер NetApp, а сетевое оборудование также должно быть подключено к UPS, чтобы, в случае отказа питания, контроллер NetApp не потерял связь с UPS и мог получать данные о их состоянии.

Для управления UPS в консоли администратора есть команда ups:

ups add [-c <community>] <ip address>
ups [ disable | enable ] [ all | <ip address>]
ups status
ups set-limits [ all | <ip address>] <critical-time  (secs)><warn-time  (secs)>
ups print-limits [ all | <ip address>]

Обратите также внимание, что если вы используете кластерную конфигурацию, то следует добавить в пул контролируемых UPS на каждом контроллере не только свои UPS, но и UPS соседа, для обеспечения корректной работы и правильного выключения без попыток ненужного кластерного тэйковера в случае общего отказа по питанию системы целиком.

Одной из вечных тем FUD-а конкурентов NetApp является “проблема” с фрагментаций данных в WAFL.
Оставим сейчас в стороне вопрос, насколько фрагментация действительно проявляется в практической жизни (я на эту тему уже писал ранее). Рассмотрим только вопрос того, насколько такой эффект вообще имеет место быть в теории.

Алекс Макдональд, инженер NetApp, в своем блоге привел любопытную модель, оценивающую влияние фрагментации на эффективность, в случае случайного (random) по характеру доступа.

Он заполнил таблицу из ста строк сотней случайных чисел, взятых с random.org, в первом столбце, которые изображают фрагментированные данные, затем второй столбец также случайными числами, изображающими то, какой блок программа запросила, в случае рандомного доступа к данным. И наконец он сравнил суммарное расстояние “seek” в случае считывания запрошенных данных (второй столбец) из максимально фрагментированного массива (первый столбец) и упорядоченного (то есть просто от 1 до 100).

С точки зрения “здравого смысла” мы бы ожидали, что фрагментированный столбец даст значительно (или хотя бы заметно) большую величину “seek”, по сравнению с упорядоченным, однако этого не произошло! Более того, столбец со случайно заполненными данными, из которого столь же случайно “запрашиваются” числа имел даже чуть меньший “seek” чем полностью упорядоченный! (Впрочем, ясно видно, что на достаточно большом интервале эти числа будут стремиться сравняться, так что можно просто принять их равными).

Несколько неожиданный для “здравого смысла” результат, однако, поразмыслив, нельзя не признать его правильным. “Случайное” помноженное на “случайное”  не дает “случайное в квадрате”. :)

Отсюда немного парадоксальный вывод: В случае случайного (random) по характеру доступа к данным, а именно такой тип нагрузки обычно и принято тестировать в первую очередь, так как он наилучшим образом соответствует работе современных многозадачных серверных систем и баз данных OLTP, фрагментация (случайность их размещения) данных на диске практически не увеличивает количество “вредоносного” seek distance по сравнению со случайным чтением упорядоченных данных, и не ухудшает характеристики производительности!

Нет времени писать на этой неделе большие трактаты. Поэтому отделаюсь маленькими заметками.

Не так давно я писал о том неожиданном эффекте, к которому приводит рост объемов. Так, например, рост объема жестких дисков практически лишает пригодности RAID-5, который использовался раньше повсеместно годами.

В одном из прошлых постов я привлекал внимание к проблеме разницы между “двоичными” и “десятичными” байтами. Ну вы помните, “программист думает, что в километре – 1024 метра”. Мы привыкли к тому, что разница эта есть, но она невелика настолько, что, как правило, ее можно проигнорировать. Подумаешь, всего 24 байта на целую тысячу!

Но все меняется, когда этих байтов становится много.
В таблице ниже приведено, какова становится разница между “двоичными” и “десятичными” байтами на больших объемах.

Неожиданно выясняется, что разница между “Гибибайтом” и “Гигабайтом” превышает 7 процентов, а между “Тебибайтом” и “Терабайтом” – почти 10%!
Это уже более чем существенно!

Игнорировать 10-процентный эффект разницы уже нельзя. Так, например, если вы рассчитываете на 4-гигабитном канале передачи данных, скорость которого рассчитана из “двоичных байт” передавать хранимый на дисках объем данных, исчисленный из “десятичных байт”, вы получите “результат” отличающийся на более чем 7%, на каждом переданном гигабайте, просто по причине набегания этой ошибки.

Поиграть с величинами и понять масштабы проблемы можно, например, в онлайн-калькуляторе.

Решил сделать пост на специальную тему, порождающую много недопониманий и сложностей при конфигурировании сложных систем NetApp. В свое время, в бытность мою пресейлом, также много крови выпило. Поэтому решил написать "резюмирующий пост", вдруг кому пригодится.

Контроллеры систем хранения NetApp современных серий приходят с определенным числом встроенных портов FC (2 на контроллер на FAS2000, по 4 на FAS3×00, по 8 на FAS6000). Для кластерных (двухконтроллерных) систем количество удваивается. Кроме этого все модели (за исключением FAS2020 и 2040) имеют слоты расширения, куда можно установить те или иные интерфейсные карты. Однако существует ряд правил, определяющих возможные конфигурации.

Для начала о терминах.
Порты FC могут находиться в следующих состояниях:
Initiator - сторона "сервера". То, на чем работает использующее дисковый ресурс приложение, то, что “инициирует” процесс чтения или записи данных.
Target - сторона "диска". То, на чем создается и раздается дисковый ресурс, то что является “целью” для процессов чтения и записи данных, хранит их, и отвечает на запросы инициатора процесса.

В случае NetApp:
Target – a fibre channel port used for connecting LUNs to hosts or servers.
Initiator – a fibre channel port used for connecting disk shelves to the storage controller or to VTL

1. Можно ли смешивать в одном контролере карты расширения FC target(для подключения серверов) и карты расширения FC initiator, например для подключения ленточной библиотеки или дисков?

ДА

Карты расширения могут быть как target (в которые включаются хосты), так и initiator (в которые включаются дисковые полки). Обязательно проверьте по Configuration Guide, совместимость желаемых карт с вашей системой, допустимое количество устанавливаемых карт расширения определенного типа, и разрешенные для установки соответствующих типов карт слоты расширения.

2. Можно ли использовать FC-карты расширения И порты FC на контроллере для подключения к ним дисковых полок (и те и другие в режиме Initiator)?

ДА

Порты в режиме initiator могут работать одновременно, как на платах расширения, так и встроенные в контроллер.

3. Можно ли использовать FC-карты расширения как target (для подключения серверов) И одновременно использовать как target какие-то из портов FC на контроллере?

НЕТ

Использование как target-ов портов на картах расширения запрещает использование как target-ов встроенных портов контроллера. Их можно при этом продолжать использовать только как initiator-ы( подключать к ним дисковые полки).

4. Можно ли сконфигурировать часть портов многопортовой карты расширения FC как target (для подключения к ним серверов), а часть этих портов - как initiator (для подключения к ним дисковых полок)?

НЕТ

Каждая физическая карта расширения может находиться либо в режиме target, либо в режиме initiator только целиком.

5. Можно ли подключиться к части портов FC на карте расширения на скорости 2Gb/s, а к другим - на 4Gb/s?

НЕТ

Каждая многопортовая карта расширения может находиться в определенном режиме скорости FC только целиком.

6. Можно ли подключиться к портам одной карты расширения на скорости 2Gb/s, а к портам другой карты расширения - на 4Gb/s?

ДА

Разные физические карты расширения могут находиться в разных режимах скорости FC.

7. Могу ли я использовать часть встроенных FC-портов контролера как target (для подключения серверов), а другую часть - как initiator (подключить к ним дисковые полки)?

ДА, но:
Если в системе нет карт расширения FC-target.

Встроенные порты FC на контроллере могут произвольно находиться как в target-, так и в initiator-mode, по выбору админа. Однако установка платы расширения в target-mode запрещает использование target-mode на всех встроенных портах целиком.

8. Могу ли я использовать часть встроенных FC-портов контролера как target (для подключения серверов), а другую часть - как initiator (подключить к ним дисковые полки) даже если оба этих порта работают на одном FC-чипе (ASIC)?

ДА, но:
Если в системе нет карт расширения FC-target.

Встроенные порты 0a и 0b (а также 0c и 0d, 0e/0f, 0g/0h) обслуживаются одним ASIC-чипом на пару этих портов. Совмещать режимы для встроенных на контроллере портов можно произвольно.

Пример:
У нас есть одноконтроллерная система FAS3140, с 4 встроенными в контроллер портами FC 4Gb.
1. Мы хотим подключить к контроллеру дисковую полку.
2. Мы хотим получить на системе 4 порта для подключения к ним серверов.

Неправильное решение:
Купить 2-портовую карту в слот расширения, на два встроенных порта подключить полку, на два - сервера, и еще два сервера на два порта на карте расширения.
Карта расширения в target mode запрещает target mode на встроенных портах.

Правильное решение:
Купить 4-портовую карту, установить ее в target mode, а в два встроенных в контроллер порта включить дисковую полку. Останутся свободными еще два встроенных порта в режиме initiator, для подключения дисковых полок.

Пример:
У нас есть одноконтроллерная система FAS3140, с 4 встроенными в контроллер портами FC 4Gb/s.
1. Мы хотим подключить к контроллеру одну полку типа DS14MK4 (с дисками на 4Gb/s), и старую полку DS14MK2 (с дисками на 2Gb/s).
2. Мы хотим подключить 2 серверных хоста.

Неправильное решение:
Купить 4-портовую карту расширения, поставить ее в initiator mode, и включить в пару портов полку DS14MK4, а в пару - DS14MK2. Во встроенные в контроллер порты включить сервера.
Совмещать разные скорости FC на одной карте нельзя (но можно на встроенных портах)

Правильное решение:
Купить 2-портовую карту расширения, поставить ее в target mode, и включить в нее серверные хосты. Встроенные порты перевести в initiator mode, и включить в 2 из них DS14MK2, а в два - DS14MK4.

Ранее, в посте про надежность RAID-5 я уже писал про такой аспект дисков SATA, как надежность и величину UER (Unrecoverable Error Rate, иногда также называется UBE - Unrecoverable Bit Error).
Величина эта почти на порядок (в 10 раз) хуже, чем для дисков SAS/FC, причем причина тут конструктивная, а не просто в интерфейсе.
Однако, для небольших систем “начинающих”, в первую очередь роль играет цена.

Жесткий диск (и система хранения) характеризуется, в общем случае, двумя параметрами: емкостью (измеряется в Мегабайтах/Гигабайтах (MB/GB)), и быстродействием (измеряется в IOPS - Input-Output Operations per Second - Операций ввода-вывода в секунду ). И если емкости дисков непрерывно растут вот уже несколько лет, то показатели по IOPS замерли уже довольно давно.
Принято считать, что диск SATA дает 80-100 IOPS, диски SAS/FC - 140-160 для 10KRPM, 180-200 - 15KRPM.

Стоимость за мегабайт для дисков SATA весьма низка, на сегодня она составляет 0,17$/MB для диска SATA 1TB, однако около 0.83$/MB для диска SAS 300GB. (я оперирую ценами, взятыми из price.ru: SATA WD RE3 1TB 7200 - 170$, SAS Hitachi 300GB 15K - 250$)

Иная картина будет, если мы посчитаем стоимость IOPS-ов. Диск SATA при этом будет стоить 2,1$ за IOPS, а 15K SAS - 1.38$/IOPS

Допустим, перед нами стоит задача создать сторадж на 3 TB, при этом быстродействие его должно быть не хуже 3000 IOPS.

Рассмотрим два варианта:
Если мы рассматриваем только емкость, то будет все просто:
SATA 1TB нужно три штуки, при цене за диск в 170$ общая сумма хранилища заданного размера, без учета RAID будет 510$
Дисков SAS на 15KRPM емкостью 300GB будет нужно 10 штук, при цене за диск 250$ такая емкость будет стоить 2500$

Казалось бы вывод очевиден, SATA дешевле, причем раз в пять.
Но мы пока не учли второе требование, про 3000 IOPS.

Для быстродействия системы емкостью 3TB в 3000 IOPS, из расчета в 80 IOPS с каждого диска SATA, нам нужно распараллелить ввод-вывод не менее чем на 38 дисков. 38 дисков SATA, это будет стоить уже 6460$.
Однако для дисков SAS те же 3000 IOPS достижимы на всего 17 дисках, что стоит 4250$

Итого, для удовлетворения обоих заданных требований, и по емкости, и по быстродействию, система, изначально построенная на более дешевых дисках оказывается почти в полтора раза дороже, и с увеличением требований по быстродействию это разрыв будет только расти.

Этот момент часто не учитывают люди, планирующие использование SATA на задачах primary storage.

Если перед вами стоит задача не просто создать емкость хранения, без учета показателей по быстродействию, что, вообще говоря имеет только одно применение - хранилище архивных и резервных копий, а систему хранения, обеспечивающую приемлемую скорость работы приложения его использующего, то вам следует забыть про гигабайты, и ориентироваться, в первую очередь, на производительность дисков, на IOPS. Необходимый объем вы получите “автоматичски”.
Сегодня, во многих случаях, при планировании системы хранения, производительность есть ее “первичное”, ключевое свойство .
Или, иначе говоря: “GB are free, IOPS cost you money” - “Гигабайты бесплатно, вы платите только за доставку ИОПСы”

Сегодня я бы хотел провести для вас своеобразный "мастер-класс говнилок", или, если угодно, "сеанс черной магии", разумеется "с последующим ее разоблачением". Я воспользуюсь для этого статьей небезызвестного блоггера Чака Холлиса, почти официального "говнильщика" компании EMC. В части "разоблачений" мне поможет Вэл Берковичи, блоггер NetApp, некоторое время назад сделавший показательный разбор одного из постов Чака.

Чак выбрал своей темой сравнительный анализ результатов получения Usable Space из Raw на трех разных платформах хранения - EMC Clariion, HP EVA и NetApp FAS. Ну за EVA, я надеюсь, вступится еще кто-нибудь, я же разберу двух оставшихся, тем более что я по EVA не спец, однако уверен, что и там вполне могут быть схожие "результаты".

Вэл очень показательно сравнивает манеры, при проведении такого сравнения с поведением фокусника. Сначала нам показывают нечто вполне обычное и привычное. Колоду карт. Кролика и шляпу. Женщину в ящике ;) Мы осматриваем их, и вынуждены согласиться, что да, никакого подвоха тут нет (обычно уже на этом этапе что-то не так, и хитрость уже спрятана, чтобы вовремя сработать).

На втором этапе фокусник превращает рассмотренные нами обычные предметы в что-то необычное. Что-то исчезает, что-то видоизменяется, и так далее. Вы потрясены.

Тут все зависит от того, хотите ли вы быть одураченными. Если да, как обстоит дело в большинстве случаев, вам ничего не остается как согласиться с фокусником: "Да все так, кролик исчезает в шляпе, а женщина перепилена", даже несмотря на то, что в глубине души вы и понимаете, что вас где-то провели. Но ведь вы внимательно следили!

В свое время, в каждом выпуске журнала “Юный Техник”, известный фокусник Эмиль Кио давал описания какого-нибудь незамысловатого фокуса (ну у него их много в запасе было), с объяснениями "как".

Попробую и я показать вам в каком месте у Чака начинается "ловкость рук".

Итак, начало, The Pledge, "предъявление предметов".

Чак предлагает нам сравнить величины Usable Space на каком-нибудь простом и знакомом примере. Например инфраструктура хранения для MS Exchange.

Возьмем для примера шляпу диски FC 146GB, определим, что мы хотим получить на выходе пространство, равное емкости 120 дисков (около 17,5TB), и посчитаем, сколько дисков нам придется купить для системы, чтобы эти условия соблюсти.

Мы берем руководства Best Practices по установке для соответствующих систем, и начинаем, оперируя ими, рассчитывать пространство, "делать сайзинг" как это называется у нас.

Повторюсь, я не слишком большой спец в области конфигурирования EMC, поэтому я просто возьму анализ для CX4 самого Чака. Я не стану переписывать тут весь его пост, за подробностями можно пройти непосредственно к нему, покажу лишь сам принцип. Итак, перед нами стоит задача получить на выходе usable-емкость 120 дисков на 146GB. Что добавится к этой величине?

Диски hotspare - EMC рекомендует иметь 1 диск hot spare на каждые 30 дисков данных.

Пространство для snapshots - возьмем эту величину равной 10% от usable

Секторный оверхед - Clariion также как NetApp FAS использует увеличенный до 520 байт сектор, то есть примерно 1.5% к пространству usable.

Но что это? Внимательный взгляд уже видит первую ловкость. Отчего это Чак берет в качестве типа RAID для такой большой системы - RAID-5?

Даже если вас не убедила моя "дюжина ножей"(пост раз и пост два) в спину RAID-5, довольно будет и того, что это не рекомендует даже сам EMC в тех самых Best Practices, на которые сам же Чак Холлис и ссылается:

страница 15, документ #H4060, Oct. 2007:

It is generally accepted that RAID 1/0 is a better choice for random-write environments like Exchange

В том числе это так и для DMX (стр. 7-49):

http://www.emc.com/collateral/hardware/solution-overview/h4067-microsoft-exchange-server-symmetrix.pdf

As a matter of Best Practice, EMC generally recommends RAID1 to be the primary choice in RAID configuration for reasons of reliability and availability and performance for high-end deployments of Microsoft Exchange Server.

Вот он, трюк. Сейчас посмотрим, что получится в результате.

Кроме этого, Чак еще пару раз "забывает" о некоторых моментах, так, например, говоря о рекомендации делать right sizing на 10% для дисков в RAID на NetApp, для того, чтобы, при необходимости, можно было ввести в RAID диск слегка отличающийся по "геометрии", например спустя несколько лет, если поставляемые на замену диски отличаются от оригинальных в количестве секторов, он напрочь "забывает" это учесть в своем расчете для CX4, несмотря на то, что на это прямо указывается в Best Practices EMC.

Также не забудем и про пресловутый Vault на первых 5 дисках. Если в случае использования RAID-5 у нас были шансы использовать этот маленький пятидисковый RAID-5 в составе системы, также целиком выполненной в RAID-5, то в случае RAID-10 деть этот небольшой RAID-5 нам некуда, придется не использовать его для данной задачи вовсе.

Использовать же эти 5 дисков в составе большого RAID-10 нельзя, так как Vault на них уменьшает их "аппаратную геометрию", и они становятся "несовместимыми" по размерам с остальными дисками системы. То есть минус 5 дисков целиком.

Но для нашей большой системы это уже детали в единицы процентов (для системы меньшего размера они уже не будут столь незначительными). Оставим их, учтя в общем расчете, и только.

Что же у нас получилось?

А вот что:





Разительная разница по сравнению с цифрами, приведенными у Чака, не правда ли?

"Ловкость рук, и никакого мошенства".





 

Теперь займемся нашим NetApp FAS.

Исходные данные те же.

120 дисков по 146GB емкости в Usable, сколько должно быть в Raw?

Исходный ход расчета Чака оставим без изменений, но будем опять внимательно смотреть "за руками".

Вот оно!

One thing is extremely clear — running out of snap reserve looks to be a very bad thing in a NetApp environment — there’s no place to put an incoming write, usually resulting in catastrophic application failure.  By comparison, other approaches (e.g. CX4 and EVA) simply stop trying to capture before-write data if you run out of reserve — the application itself continues to run.

…

It is recommended to have a 100% space reservation value set for volumes hosting LUNs containing Exchange data.

Разумеется в таком анализе не обойдется без традиционной спекуляции на тему 100% LUN space reservation. Как-то даже слишком предсказуемо.

Обязателен, неизбежен и абсолютно необходим ли 100% space reservation, как необходимо отдать 100% от объема data disks при создании RAID-10?

НЕТ.

Вы не можете уменьшить количество дисков, уходящих под "зеркало" в RAID-10, в котором Usable еще до всех "вычетов" всегда будет менее 50% от Raw.

Однако можете уменьшить количество места, отдаваемое под fractional LUN reservation в NetApp FAS, так как его уменьшение не ведет к неработоспособности.

Я уже останавливался ранее на том, что же скрывается за fractional (LUN space) reservation.

Скажу честно, тема непроста, но понять ее можно. Вот, если вкратце, на пальцах:

LUN space reservation это место, выделяемое и резервируемое на томе в том случае, если вы планируете использовать snapshot для LUN,и есть риск, что значительная часть объема этого LUN будет перезаписана. В этом случае резервирование пространства размером с весь LUN гарантирует нам то, что можно будет создать snapshot с этого LUN и место для нормальной работы с этим LUN-ом еще останется.

По умолчанию, руководствуясь правилом "прежде всего - не навреди" Data ONTAP действительно предлагает наиболее "консервативную" установку, в виде 100% reserve, гарантирующую, что даже если админ совсем ничего не понимает, и ставит систему Enter-ом, соглашаясь со всеми дефолтными настройками, то ничего смертельно опасного для его данных при работе не произойдет.

Означает ли это, что никаких других возможностей не предусматривается? Нет, не означает.

Можно ли не использовать 100% LUN space reservation, и чтобы при это все работало? Да, запросто.

Какие еще возможности есть? Можно, например, автоматически увеличивать размер тома, на котором расположен LUN, с тем, чтобы места хватало и на LUN, и на создаваемые Snapshots. А можно настроить автоматическое удаление старых снэпшотов, при создании более новых, если им не хватает места.

Ну и, наконец, если места не хватило, то предусмотрена возможность корректного автоматического размонтирования LUN-а, на котором невозможно продолжать запись.

И все это - без необходимости резервировать 100% от usable space под LUN space reservation.

Давайте посчитаем по нашей методике raw space, взяв желаемый usable добавим к нему все "вычеты", "оверхеды" и "резервации", добавим диски parity RAID из расчета 2 диска на каждые 14 дисков (RAID-DP), и, наконец, hot spare (два на первые 100, и по два на каждые следующие 84), и посмотрим что получилось (все дробные величины округлялись в большую сторону до целочисленных значений, указанные на диаграмме значения показывают доли секторов диаграммы и не всегда равны процентам в таблице).





Для желающих поиграться - прикладываю мою табличку, где я все это рисовал.

EMC_vs._NetApp.xlsx

Итак, резюмируя прочитанное. Для того, чтобы провести правильный сеанс "говнения" конкурента, необходимо следующее:

1. Представить себя как "независимое лицо", незаинтересованное в определенном "предвзятом" результате. Например проведите сравнение параллельно для нескольких вендоров.
2. Продемонстрировать все исходные материалы, упирая на их доступность.
3. Всегда аппелировать к вендорским Best Practices, пусть даже отдельные части их и будут проигнорированы, а сами они могут быть "outdated", устаревшими. Мало кто полезет проверять все подробности в 150-страничном PDF-е, в лучшем случае прочтет указываемое вами предложение в тексте, зачастую без контекстной связи.
4. Всегда сравнивать системы в выгодном для себя контексте. Ваша система имеет низкую производительность? Сравнивайте на задачах архивного хранения и резервного копирования. Система высокопроизводительна, но дорогостояща? Сконфигурируйте минимально возможную, пусть и неприменимую в реальной жизни конфигурацию. Малопроизводительна, но дешева? Активно пользуйтесь сравнением соотношения price/performance. Владея инициативой при написании документа - заставьте противника обороняться на неудобном для него поле.
5. Не забудьте о психологическом давлении и субъективности восприятия. Хорошее название для сравнительного документа "Вся правда о…". Почаще упоминайте "свободность" и "открытость" (“хорошо!”) в пику "проперитарности" и "закрытости" (“плохо!”).
6. Проводя в тексте нужный трюк, постарайтесь отвлечь от него внимание, например ссылками на какие-либо документы, или цитаты авторитетов. Актуальность их обычно не проверяется. Хорошо работают графики таблицы, иллюстрирующие ваши выводы, тем боле, что чаще всего перепроверять данные никто не полезет.
7. Отлично работают: “правильная” группировка результатов, а также маленькие хитрости, типа смешивания единиц измерения, неуказание единиц, нелинейная шкала отображения для графиков, и так далее.

Сокращенный перевод поста Chris Lionetti, Reference Architect – Microsoft Solutions Engineering

Этот пост рассматривает проблему Unrecoverable Error Rate (UER), «Уровня невосстановимых ошибок» на жестких дисках.

Диски типа SATA оптимизируются по соотношению GB/$ и GB/Watt, в то время, как диски с интерфейсом FC и SAS по параметрам IOPS/$ и IOPS/Watt. Это означает, что в плане плотности записи и механики, диски типа SATA решительно отличаются от дисков FC/SAS *1. Диски FC/SAS трехлетней давности имеют Unrecoverable Error Rate равный одному блоку на 10^15 бит данных (UER15). Диски SATA имеют этот параметр равный 1 блоку на 10^14 бит данных (UER14), что означает, что один блок (512Bytes) может быть потерян в среднем каждые 11TB считанных данных. Для UER15 это означает 1 блок каждые 110TB данных, и UER16 значит 1 блок каждые 1100TB пространства.

Давайте используем те же 9-дисковые наборы, что и в первой части поста. Берем 9-дисковый RAID 5 (8+1), 10-дисковый RAID DP/6 (8+2), и 16-дисковый RAID 10 (8+8). Предполагаем, что мы используем ту же инфраструктурную схему, при которой используется суммарно 800 дисков с данными.

Также возьмем за предположение величину отказа в 3%. Это означает 27 ребилдов для RAID 5 (см. предыдущую статью почему так). Допустим, что мы используем диски на 1TB, что означает, что когда в нашей дисковой инфраструктуре случается отказ (по нашим расчетам это может происходить до 27 раз в год) у меня есть шанс 8 из 11 (72% вероятность) что я получу ошибочно прочитанный UER-блок во время ребилда. Так как в случае  возникновения UER она воздействует на весь страйп в наборе RAID 5, она влияет на объем данных, равный Stripe Element size * stripe size. Это означает, что вы можете получить до 64KB x 8 = 512KB поврежденных данных посреди вашего датасета, не узнав об этом. Хорошая новость в том, что, скорее всего, вы используете более надежные диски.

Если вы используете так называемые «enterprise class» диски вместо недорогих дисков «Desktop class SATA», то вы получаете диски с уровнем UER15. Такие более высококачественные диски, с более высоким UER, будут повреждать данные всего в 7.2% случаев во время каждого ребилда. В случае использования дисков FC 15K/10K, эта величина понизится до 0.72% во время каждого ребилда.

В случае RAID10, опасность гораздо ниже, так как ребилд производится всего с одного диска, а не с целой их группы. Смотрите таблицу.

Данные в таблице берут за основу параметры: 3% AFR, 8 дисков данных, и рассматривают вероятность для каждой операции ребилда.

Диски типа Enterprise SATA обычно приближаются к величине UER15, в то время, как в случае дисков FC и SAS 15K RPM всегда говорят о UER16.

Скрытые проблемы на Enterprise SATA.
Аргумент, который всегда приводится, это что SATA имеют теперь тот же уровень ошибок, что и «enterprise drives». SATA на протяжении последних лет постепенно улучшают свои показатели, с UER14 до UER15, но, одновременно с этим, учетверяют свой объем. Стали ли диски боле надежными? Да, но не в 10 раз, как вы могли бы подумать, глядя на техспеки. За то же самое время диски enterprise FC улучшили показатель надежности с UER15 до UER16, достигнув при этом примерно половины емкости от дисков SATA.

Существует также некая возможность в дисках SATA, которая позволяет индустрии дисков SATA достигать уровня UER15. Эта возможность называется «heroic recovery» *2. Этот вариант восстановления ошибочно считанных данных при чтении означает, что диск прочитывает очень большой фрагмент данных и пытается восстановить неустойчиво прочтенный блок с использованием избыточности, чтобы потом переписать его куда-нибудь в другое место. Результатом замедления работы при «heroic recovery» может быть то, что диск перестает вовремя отвечать на запросы, и, в результате, вываливается из RAID.

Большинство (если не все) контроллеров RAID выключает на своих дисках «heroic recovery». Вопрос, ответ на который невозможно получить ни от одного вендора жестких дисков, это то, измерен ли UER этих диско с выключенной heroic recovery? Если вы утверждаете, что heroic recovery блока может восстановить данные с 9 из 10 неустойчиво читающихся блоков, то выключение этой возможности означает снижение для диска UER15 до UER14. Я включил в график данные как для UER14, так и для UER15, ваши диски будут располагаться где-то между этими двумя. Этот график показывает как оптимистичные, так и пессимистичные оценки вероятностей в RAID 5 и RAID 10 для объемов ваших данных, могущих быть поврежденными на протяжении года.

 
Выводы
У вас есть две возможности избежать неприятностей. Вы можете либо выбрать использовать RAID6, либо использовать диски с UER16. Этот пост написан не с целью продать вам диски SATA или FC, но лишь только помочь вам осознать опасности использования RAID5, а также опасность использования дисков SATA не имея способ смягчить возможные последствия. Вот в чем смысл нашего сегодняшнего заголовка. Все эти три понятия - сказочные.

(прим. romx: долго подмывало вместо Деда Мороза написать Честный Милиционер, или что-то в этом духе. В оригинале был Easter Bunny, «пасхальный кролик»)

Самое главное, что вы должны уяснить, дочитав это пост, это то, что больше нельзя доверять RAID 5. У вас есть сравнительно небольшой риск того, что ваши данные будут полностью потеряны, но существует гораздо более высокий риск того, что поврежденные данные приведут к замедлению работы, если попадутся в момент операции ребилда.

–
*1 Willis Whittington – WINHEC05 presentation on enterprise drives
*2 http://www.wdc.com/en/products/products.asp?driveid=403 Читайте про time limited recovery. Целых 7 секунд!. Эта проблема существует по всей индустрии SATA, а не только у Western Digital.

Мой любимый нетапповский автор, Костадис Руcсос, который в своем блоге на днях закончил длиииинную десятичастную тему, тоже говорил, что в принципе это bad taste in blogging, устраивать такие “сериалы”, так как внимание даже искушенного и лояльного читателя теряется. Надо как-то стараться писать коротко и ясно. Вот всякий раз, как я начинаю в блоге травить анекдоты, сразу налетает толпа, так, на недавний пост с “автопроизводителями”, за три дня пришло почти треть обычной месячной аудитории блога. А то я все умничаю. Во, народу надо доступных зрелищ, это еще древние римляне понимали. ;)

Поэтому пост будет недлинный, нетрудный, и с картинками :)

Одной из основных проблем, с которыми сталкивается начинающий пользователь и админ NetApp является большой расход пространства дисков на небольших системах. NetApp в этом часто (и отчасти справедливо) упрекают.

Давайте рассмотрим это на примере небольшой и относительно недорогой, а потому особенно популярной в России системы начального уровня FAS2050.

Это система уровня low-enterprise, вторая с “нижнего конца” (младше ее есть еще FAS2020, предназначенная для совсем небольших инсталляций и систем).

Она представляет собой конструктив  высотой 4U, на 20 дисков 3.5”, вставляемых горизонтально “с лица”, и двумя контроллерами (часто мы называем их на жаргоне “головы” или “filer head”), обеспечивающими отказоустойчивую работу в режиме active-active cluster.

Каждая “голова” несет на себе (слева-направо):

• 2 порта 4GB FC, которые могут использоваться как FC-target (по простому – к ним можно подключить сервера SAN-сети, и они смогут использовать LUN-ы на NetApp), а также к ним можно подключать дополнительные дисковые “полки” расширения. Дисковые “полки” едины для всех моделей NetApp, могут нести в себе по 14 дисков SATA или FC (каждый тип полки под свои диски), и подключаются к контроллерам по интерфейсу FC (даже если диски в них SATA).
• Разъем последовательного порта для непосредственного консольного доступа (аналогичен такому же порту например на оборудовании Cisco, и некоторых других устройств), использует разъем RJ-45, и выглядит как сетевой, но не перепутайте.
• Порт сетевого подключения к BMC – Baseboard Management Control, отдельной управляющей подсистеме, с помощью которой можно организовать отдельную “подсеть” управления, если вы, например по соображениям безопасности, не хотите управлять системой из обычной “общей” LAN. Кроме этого, через BMC можно управлять системой на том уровне, когда обычные сетевые контроллеры еще не работают, например при загрузке системы и Mantenance Mode.
• Два независимых порта Gigabit Ethernet. Каждый из этих портов может работать независимо, например можно создать две подсети доступа, или по одному из интерфейсов подключаться как к NAS, по протоколам NFS или CIFS, а ко второму – по iSCSI. Можно также объединить эти порты либо в отказоустойчивую схему, либо в транк, при котором скорость передачи данных удваивается.
• Выше ряда разъемов интерфейсов располагается заглушка слота PCIe, в которую могут быть установлены платы расширения NetApp, такие как: дополнительные порты FC, Ethernet, аппаратный iSCSI HBA, и даже UW-SCSI, с помощью которой можно подключить к FAS ленточный накопитель, и делать автономный бэкап его содержимого на ленту.

Контроллеры или “головы” полностью автономны, и могут работать независимо, каждая со своим набором дисков. В случае выхода из строя одной из них, или отказа, например, доступа по сети к какому-то из них, система переводит диски такого контроллера, а также все ресурсы (имена файловых шар, IP-адреса для NAS, WWN-ы для SAN) на “выживший” контроллер, и, с точки зрения пользователя, работа в случае такого “cluster takeover” продолжается “прозрачно”, без необходимости ручной перенастройки на серверах и клиентах (хотя, конечно, производительность и падает, ведь теперь один контроллер работает “за двоих”).

Устанавливаемые в базовый конструктив диски могут быть либо SAS, либо SATA. Системы семейства FAS2000 впервые начали использовать диски SAS, так как ранее системы FAS использовали диски FibreChannel (FC). Использование дисков с интерфейсом SAS позволило несколько снизить стоимость системы, однако не в ущерб надежности. Опубликованные данные говорят о том, что применяемые диски SAS и такие же FC отличаются лишь контроллером и типом интерфейсного разъема. Надежность и быстродействие их идентичны.

Такая система продается в двух вариантах “набивки”, на 12 дисков, и на 20 дисков.

Предположим, вы выбрали конфигурацию на 12 дисков. К примеру, вы выбрали диски SAS 450GB 15K, и посчитали, что 12 дисков дадут вам 5.4TB пространства, чего вам замечательно как раз на все и хватит, и при этом не обратили внимание на предупреждения продававшего вам систему специалиста NetApp или его партнера.

“Неприятности” начнутся на этапе первоначальной установки.

Так как наша система кластерная, и имеет два независимых контроллера, нам надо разделить диски между контроллерами. Если мы делим их поровну, то каждому контроллеру достается по 6 дисков.

Теперь на этих 6 дисках мы создаем RAID-ы. Допустим мы выбираем тип RAID по умолчанию, так называемый RAID-DP, нетапповский вариант RAID-6, но без потерь производительности и быстродействия, характерных для “обычного” RAID-6. В случае дисков SATA это, на сегодня, единственно приемлемый тип, но и в случае SAS это вполне разумный выбор.

При создании aggregate и RAID из наших 6 дисков вычтется один (в случае RAID-4) или два (в случае RAID-DP) диска на хранение parity. Кроме этого, каждому контроллеру надо выдать один диск hot spare.

Итого, мы получаем из 12 дисков два RAID по 3 usable диска в каждом. То есть, в случае выбора дисков SAS 450GB: 3×450GB = 1350GB на каждом из контроллеров. Обратите внимание, объединить их, например, чтобы записать на них 2.7TB “одним куском” не получится, только двумя кусками по 1.35TB.

На рисунке коричневым показаны диски parity для контроллеров A и B, зеленым – hot spare, и синим – диски данных. Обведен красным диски контроллера А, синим – контроллера B.

Для новичков в NetApp, а именно к таким обычно и попадают обычно младшие модели NetApp с небольшим базовым количеством дисков, результат неожиданный, и, что уж говорить, если начистоту, не особо приятный.

Тем не менее “Ну ужас, да. Но не “ужас-ужас”, как говорила героиня известного анекдота.

Говоря начистоту, никто из наши конкурентов не рассматривает иные типы RAID кроме RAID-10 в качестве основы для хранения primary data, то есть активных рабочих данных, будь то базы данных SQL, почтовая база Exchange или хранилища виртуальных машин.

Поэтому, гипотетический простой стиральный порошок сторадж на 12 дисков, какой-нибудь другой компании, при выборе RAID-10, даст ровно тот же результат в 50% usable от общего объема. При этом, прошу отметить, RAID-DP объективно надежнее, практически такой же быстрый, и мы получаем с ним еще и два hotspare диска.

Но самое интересное получается дальше.

Если мы захотим теперь расширить емкость нашего FAS2050, добив его дополнительными 8 дисками до 20 штук в базовом конструктиве, то мы сможем все эти диски добавить как диски данных.

В то время как в “обычном сторадже”с RAID-10, в usable будут снова только половина.

Как видите, с увеличением количества дисков в системе, эффективность использования пространства дисков у NetApp возрастает.

Но это не предел.

Максимальный размер одного RAID для дисков SAS и FC в системах хранения NetApp допускается до 28 дисков*. Рекомендуемая величина (делать “очень длинный RAID” по разным причинам не самая лучшая идея) – 16 дисков.   
 

Если мы добавим дисковую “полку” расширения к нашей системе, мы сможем довести соотношение usable к raw до 82%! Из 34 купленных дисков, мы можем отдать под данные целых 28! При этом не поступившись ни надежностью, ни быстродействием. 
Результат более чем впечатляющий. 

Выводы очевидны.

• Чем больше дисков в системе у NetApp, тем выше эффективность их использования.
• ”Побочный” расход дисков на системах NetApp довольно велик для систем с небольшим количеством дисков, но почти не увеличивается при дальнейшем их добавлении.
• Избегайте покупать системы NetApp с дисками “впритык” (особенно небольшие), обязательно при покупке уточните вопрос, сколько в результате получится usable space, чтобы избежать неприятных сюрпризов на этапе пусконаладки.

–
* Один aggregate (и тома на нем) могут располагаться поверх множества независимых RAID-групп (16+16+16…). В пределах заданного при создании aggregate размера RAID, диски добавляются в него, по достижению заданного размера (например 16 дисков) начинается новый. Текущий лимит на размер aggregate/тома для всех систем под ONTAP 7G (кроме 2020) - 16TB