решения hitachi data systems

© Hitachi Data Systems Corporation 2010. All rights reserved.

Решения Hitachi Data Systems Модульные системы HiEnd Storages Использование хранилищ под СУБД

28 апреля 2011

НАЧАЛО Компания Hitachi

основана в 1910 году

ПАТЕНТЫ На сегодня мы занимаем

5-е место по количеству

патентов в США

Source: Intellectual Property Owners Association

ИНВЕСТИЦИИ За 3 года в

решения по

хранению

инвестирован $1

миллиард

БУДУЩЕЕ $7 миллиардов будет

инвестировано в R&D в

следующие 3 года

Компоненты интегрированных решений Hitachi Data Systems

NAS/ CAS/ VTL

HNAS

HCP

VTL

Программное обеспечение

Hitachi Storage Command Suite

Системы Хранения данных

VSP AMS2000

Blade серверы

Blade2000 Blade320

Adaptable Modular Storage 2000 Family П

ро

изв

од

ите

ль

но

сть

Масштабируемость

Adaptable Modular Storage 2100

• 4-8GB Cache • 4 FC, or 8 FC, or 4 FC

and 4 iSCSI ports

• Mix Up to 159 SSD, SAS and SATA-II Disks

• Up to 313 TBs • Up to 2048 LUNs • Up to 1024 Hosts Adaptable Modular

Storage 2300 • 8-16GB Cache • 8 FC, or 16 FC, or 8 FC and

4 iSCSI ports • Mix Up to 240 SSD, SAS

and SATA-II Disks • Up to 472 TBs • Up to 4096 LUNs • Up to 2048 Hosts


• 16-32GB Cache • 16 FC, or 8 iSCSI, or 8 FC

and 4 iSCSI ports • Mix Up to 480 SSD, SAS

and SATA-II Disks • Up to 945 TBs • Up to 4096 LUNs • Up to 2048 Hosts

Enterprise design

Host multi-pathing

Hardware load balancing

Dynamic Optimized Performance

Dense storage, SAS and SATA

99.999+% reliability

Hitachi Dynamic Load Balancing controller – Symmetrical active/active design

– Host port options:

• 4 x 8Gb/sec FC

• 8 x 8Gb/sec FC

• 4 x 8Gb/sec FC and 4 x 1Gb/sec iSCSI

– Cache size: 4GB or 8GB

– LUNs maximum number: 2048

– Maximum attached hosts through virtual ports: 1024

– 3Gb/sec SAS links: 16

SATA-II and SAS intermix – Max drives supported: 159 (7200 RPM) 136 (15K RPM)

– Drive options: SAS: SATA: SSD: 300GB 15K RPM 1TB 7200 RPM 200GB 450GB 15K RPM 2TB 7200 RPM 600GB 15K RPM

2TB 7200 RPM

Protection – RAID Groups/System: 50

– RAID levels: -6, -5, -1+0, -1, -0*

Hitachi Adaptable Modular Storage

2100

3U trays (max of 7)

2 to 15 disk drives/tray

4U trays (max of 3)


4U controller

4 to 15 disk drives

Hitachi Adaptable Modular Storage 2100

* RAID-0 available on SAS drives only

Hitachi Dynamic Load Balancing Controller – Symmetrical active/active design


• 8 x 8Gb/sec FC

• 16 x 8Gb/sec FC



– LUNs maximum number:4096



SATA-II and SAS intermix – Min/Max drives supported: 4/240


2TB 7200 RPM


– RAID levels: -6, -5, -1+0, -1, -0*


2300

3U trays (max of 15)


4U trays (max of 4)


4U controller

4 to 15 disk drives



Hitachi Dynamic Load Balancing Controller – Symmetrical active/active design


• 16 x 8Gb/sec FC

• 8 x 1Gb/sec iSCSI



– LUNs maximum number:4096



SATA-II and SAS intermix – Min/Max Drives Supported: 4/480


2TB 7200 RPM


– RAID levels: -6, -5, -1+0, -1, -0*


2500


4 to 15 drives/first tray

2 to 15 drives/ additional trays



4U controller

0 disk drives



Уникальная производительность контроллеров

Performance

Metric

2100 2300 2500

Read Hit (IOPS) 400K 448K 910K

Random Read

(IOPS)

64K 78K 130K

Sequential Read

(MB/Sec)

1250 1360 2500

Трехкратное увеличение производительности контроллеров по

сравнению с предыдущим поколением

Увеличение производительности дисковой подсистемы – 2-4 раза

AMS2100/2300 – внешний вид и компоненты

Модуль расширения – внешний вид и компоненты

Повышенная плотность хранения

ENC Board X 4

HDD X 48 (Max)

– Увеличение плотности хранения

в 2.4 раза (Гб/RU)

– Возможность установки до 432

дисков в один шкаф

– Уменьшение количества

шкафов в массивах AMS2300

and AMS2500 в максимальных

конфигурациях

– Повышение показателя

плотности хранения на единицу

площади

– Снижение цены хранения

– Снижение показателей

энергозатрат/ГБ, веса/ГБ и

охлаждение/ГБ.

Архитектура контроллера AMS 2500

LUN: 0 LUN: 1 LUN: 2 LUN: 3

CTL0 CTL1 １２０

Быстрая и упрощенная инсталляция:

1. Нет необходимости настраивать LUN ownership на массиве

2. Порядок подключения серверов не зависит от LUN ownership

３

User required

to set paths

Paths set to match

controller ownership

Of LUs


CTL0 CTL1 ３０１２

LUs created

Connect HBAs

to any controller

User not

required to

set paths

LU

０ Owning controller of LUN 0

Преимущества

LUs created

Симметричный контроллер AMS2000 – упрощенная

инсталляция

Traditional Adaptable Modular Storage 2000 family

Симметричный контроллер AMS2000 – упрощенная

инсталляция


CTL0 CTL1 １０

Все пути “owner” - возможность использования native path management software

для организации балансировки нагрузки.

Path

Manager

Path

Manager

３２

Path

Manager

Path

Manager


CTL0 CTL1

Path

Manager

Path

Manager

Path

Manager

Path

Manager Standard setting

（Load balancing）

１２０３

User required

to set paths

Primary path

Alternate path

HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA HBA

０ Owning controller of LUN 0

Преимущества

User not

required to

set paths

Traditional Adaptable Modular Storage 2000 family

Функциональность базового ПО

Storage Management Software Capabilities

Storage Navigator Modular 2 System management via GUI and CLI

Bundled Storage Functions Capabilities

Hitachi Dynamic Provisioning Thin provisioning

Account Authentication Provides access control to management functions

Audit Logging Records all system changes

LUN Manager Manages LUN configuration operations

LUN Grow/LUN Shrink Dynamically adds or reduces LUN capacity

On-line RAID Group Expansion Dynamically adds hdd’s to a RAID group

Cache Residency Manager Loads data for selected LUN into cache

Cache Partition Manager Customizes cache utilization for applications

Modular Volume Migration Moves data between RAID groups

SNMP Agent Support Function Reports failures and status to a SNMP server

Performance Monitor Monitors and reports performance data

Hitachi Dynamic Provisioning Software Оптимизация выделения емкости

• Чтобы избежать перебоев в будущем, обычно компании выделяют 300% и более избыточной емкости

• С Hitachi Dynamic Provisioning вы можете добавлять емкость когда нужно и сколько нужно…

Начальные

потребности

Начальная

покупка

Вчера

Куплено,

Выделено,

НО НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

Реальные данные

Сегодня

Начальная

покупка

Добавляйте

емкость когда

это нужно в

будущем по

более низкой

цене

Сообщение о

необходимости

дополнительной

емкости

Выделено, но диски не

установлены. Диски

добавляются по мере

надобности

Куплено, Выделено,

НО НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

Реальные данные

Миграция томов

Пример: SAS на SATA

SAS LU1

SATA LU2

SAS LU2

SATA LU1

Миграция завершена

Миграция LU не требует ресурсов хоста

Не требует изменений конфигурации хоста, монтирования или загрузки

LU с малым количеством операций ввода-вывода перемещен с SAS HDD на SATA HDD

Онлайновая Миграция

HDD0 HDD1 HDD2 HDD3 HDD4

3D+2P

HDD5 HDD6 HDD7

HDD0 HDD1 HDD2 HDD3 HDD4 HDD5 HDD6 HDD7

6D+2P

Диски могут быть динамически добавлены

в любую RAID группу

Динамическое расширение RAID-группы

Динамическое расширение RAID-группы

HDD5

HDD6

HDD7

HDD0

HDD1

HDD2

HDD3

HDD4

LU0

LU1

LU2

LU3

HDD5

HDD6

HDD7

HDD0

HDD1

HDD2

HDD3

HDD4

LU1 LU2 LU3

LU0

Тома автоматически перераспределяются по расширенной RAID группе

Not used

LU1

LU0

Not used

Add LU

LU1

LU0 Sub LU

LU0 LU0

RAID

Group Not used

Sub LU

LU1

LU0

Not used

Sub

LU1

LU0 Unified

Logical

Physical

User adds a new Sub LUN from the unused capacity in an existing RAID

group

Any of the existing LUNs and the sub LUN are unified

LUN grow is an online process

LUN grow/LUN shrink

LU1

LU1 LU1

Not used

LU0 LU0

Users can release space from an existing LUN

The released space is no longer provisioned

Released space can be used for new LUNs or to expand an existing LUN

LU1

LU2

LU0

LU0

LUN grow/LUN shrink

Под какие задачи актуально рассматривать

функцию

– Диски для ShadowImage (клоны) для подготовки

бэкапирования

– Группы дисков для VTL

– Резервные-внутренние копии данных

– Группы с архивными данными

Прямые выгоды от использования функционала

– Уменьшение энергопотребления и увеличение срока

эксплуатации дисков

– Экономия на охлаждении ввиду отключения от

питания части оборудования

Spun-Up RAID Group

Spun-Down RAID Group

Power Saving

Утилиты – расчет энергопотребления и тепловыделения

© 2010 Hitachi Data Systems. All rights reserved.

Система Hitachi VSP Центры обработки данных трансформируются!

Hitachi Data Systems

Первая система

хранения с

масштабируемостью

в трѐх измерениях

Представляем Hitachi Virtual Storage Platform

Единственная

архитектура, гибко

адаптирующаяся к

потребностям

виртуальной среды

В сочетании с

возможностями

управления Hitachi

Command Suite она

меняет центры

обработки данных

3D

Virtual Storage Platform: основные отличия

коммутируемый SAS

back-end

повышение утилизации

внутренних

компонетов

новое поколение

crossbar коммутаторов

Tier 0

Tier 1

Tier 2

Least

Referenced

pages

Том

увеличение общей

производительности

поддержка носителей

2.5”

значительное

снижение

энергопотребления

Dynamic Provisioning и

Dynamic Tiering

технология защиты

кэш на флэш

существенное

снижение веса масштабируемость

Новая траектория производительности и масштабируемости

Hitachi Virtual Storage

Platform

• Емкость

– Более 2 РВ внутренней емкости (2048 дисков)

– 247 PB внешней виртуализированной емкости

• Подключение

– До 192 портов Fibre Channel 8 Гбит/сек

– До 192 портов FICON

– До 96 FCOE

• Кэш-память

– До 1024 GB

• Поддержка дисков

– SAS 146, 300, 600 GB (6Gbit/sec)

– SATA 2 TB

– SSD Flash 200, 400 GB

• Уровни RAID

– RAID 5, 6, 10

Представляем масштабируемость в трѐх измерениях

Scale Up – для удовлетворения растущих потребностей

Динамическое наращивание процессоров и портов в

одной системе

Наращивание производительности в одной системе

Scale Out – для удовлетворения новых потребностей

Динамическое объединение нескольких систем в

единое логическое целое

Поддержка нужд множества серверов, приложений и

платформ с максимально гибким выделением ѐмкости

Логическое разделение ресурсов и обеспечение

заданных уровней обслуживания для построения

виртуальных и «облачных» инфраструктур

Scale Deep – для повышения отдачи Динамическая виртуализация новых и существующих

систем хранения

Распространение функционала на системы других

производителей

До 255 петабайт под единым управлением!

3D

• От 2 до 4 Virtual Storage Director плат – от 8 до 16 ядер

• От 2 до 8 FED плат обеспечивают от 16 до 128

портов

• От 2 до 8 плат кеш-памяти - от 64 до 512 ГБ памяти

• От 2 до 4 BED плат обеспечивают от 16 до 32 SAS 6

Гб/сек путей к дискам

8 Virtual Storage Director плат – 32 ядра

От 2 до 24 FED плат обеспечивают от 16 до 192

портов

От 2 до 16 плат кеш-памяти - от 64 до 1,024ГБ

От 8 до 16 BED плат обеспечивают от 32 до 64

SAS 6 Гб/сек путей к дискам

Архитектура системы VSP

1

2

Контроллерное шасси

включает : Virtual Storage

Directors, кеш-память,

платы FED и BED , блоки

питания и сервисные

процессоры.

Контроллерное и дисковое шасси

13U

Drives x 40

SAS x 4

3.5 in. drive chassis

Drives x 40

SAS x 4

14U

VSD x 4

Control Chassis Cache x 8

PS x 4

PS x 4

FED x 8

BED x 4

SVP x 2

Дисковое шасси включает

SAS диски и компоненты

BackEnd .

Вентиляторы могут быть

отодвинуты для доступа к

дискам

80 x 3.5” дисков или

128 x 2.5” дисков

Удобство расширения

3.5” диски x 40 x 2

или

2.5” диски x 64 x 2

Увеличение объѐма на единицу площади

Снижение энергопотребления

13 U

Новейшие дисковые технологии

• 2.5” 10K 300GB SAS

• 2.5” 10K 600GB SAS

• 2.5” 15K146GB SAS

• 2.5” Flash 200GB 3G SAS

• 3.5” Flash 400GB 3G SAS

• 3.5” 7200rpm SATA

Повышение эффективности охлаждения при меньших затратах

Охлаждение спереди назад способствует более равномерному

распределению потоков воздуха

Охлаждение: Холодные/Тѐплые коридоры

Горячий коридор

Горячий коридор Холодный

коридор

Фальшпол

Вытяжки

Программные особенности

ERP

Финансовый отдел

No. 01

EMC

DMX2000

Order Systems

Sales Dept.

No. 02 Отдел продаж

No. 02

Data Mining

Отдел

маркетинга No.

03

Email

Отдел

ИТ No.

04

Lightning 9980V IBM Shark

ESS 800

Отд 01 Отд 02 Отд 03 Отд 04 Данные разных отделов

изолированы друг от

друга

Унифицированные сервисы хранения

Унификация хранения на базе Virtual Storage Platform

Экономические выгоды Hitachi Dynamic Tiering

Tier0 $/GB = $20

Tier1 $/GB ratio = $5

Tier2 $/GB ratio = $1

5% Объѐма

15% Объѐма

80% Объѐма

30% I/O

20% I/O

Workload

High

Low

50% I/O

Средняя стоимость $/ГБ = $2.55

Вместо $5.0 за ГБ на Tier1

Автоматическое многоуровневое хранение

Разные уровни хранения

теперь находятся в едином

пуле ресурсов

Данные записываются на

самый «быстрый» уровень

Менее активные данные

перемещаются на более

экономичные уровни

При росте количества

обращений к нижним

уровням, данные

автоматически

перемещаются вверх

Tier 0

Tier 1

Tier 2

Инфраструктура

/ блочный

уровень

Объекты /

уровень

контента

Сравнение VSP и USPV

Сравнение

энергопотребления,

тепловыделения и

веса

USPV:

1152x146/full

config

VSP

1152x146/fill config Эффективность

Вес системы 3493 кг. 2302 кг. 34%

Энергопотребление 26,94 KW 15,4 KW 43%

Тепловыделение 92 BTU 52,4 BTU 43%

Поток воздуха 162 м3/мин. 95 м3/мин. 41%

Ширина 3382 мм. 2410 мм. 29%

Нагрузка на перекрытие 1117 кг/м2 853 кг/м2 24%

Трансформация сохраняет средства, время и энергию

Снижение ТСО на 33% на TB в год

48% сокращение затрат на

энергию, охлаждение и занимаемое

пространство

50% снижение количества

операций по управлению

Повышение утилизации ресурсов до

40%


Использование решений Hitachi для работы систем баз данных


Варианты схем работы СУБД Oracle

Гибкость

– Различные порты подключения

– Тонкая настройка параметров хранилища под задачу

– Использование различных носителей

Масштабируемость

– Увеличение емкости, внешних портов, КЭШа

– Модернизация системы от младших систем к старшим

– Подключение внешних дисковых систем

Доступность

– Производительность и сбалансированость систем

– Максимальная отказоустойчивость

– Использование HiTrack

– Управление

Основные вопросы к хранилищу для СУБД

Контроллер AMS2000 – апгрейд микрокода без остановки ввода/вывода

Преимущества Апгрейд микрокода на контроллере происходит без прерывания ввода/вывода

через этот контроллер. Администратору нет необходимости вручную

переключать пути с контроллера, на котором производится апгрейд, на

резервный контроллер.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Время [min]

Load Balancing begin

Controller 0 Controller 1 Controller 1 Controller 0

Всего

Load Balancing

Несбалансированная

нагрузка

Улучшение


(считаем, что 100 – суммарная загрузка до балансировки)

Относительная

величина:

Автоматическая балансировка нагрузки

Cache Residency Manager

Типичные блоки базы

данных по 8KB в

стандартных

страницах кэша по

16KB Cache pages

Большинство КЭШа

не используется!

Hitachi Cache Partition Manager

Опция Hitachi Cache Partition Manager позволяет настраивать кэш с учетом требований приложения клиента

– Меньший объем кэша нужен для специфичной нагрузки

– Лучший процент нахождения данных в кэш при том же объеме памяти

– Лучшая оптимизация операций ввода-вывода для смешанной нагрузки

До 32 разделов кэша (при 32GB кэш-памяти)

Выборочный размер сегмента: 4, 8, 16, 64, 256, 512КB

Fixed size cache segments (16KB)

16KB

For an application with short

size (ex.4KB) host access

Low cache hit rate!

8KB


Selectable Segment Size

By choosing a smaller segment size the

cache hit rate will increase, and the

performance will increase

Advantage of Selectable Segment Size

Hitachi Cache Partition Manager

Блоки базы данных по

8KB в страницах кэша

по 8KB

Блоки файловой

системы по 16KB в

страницах кэша по

16KB

Блоки видео-данных

по 64KB в страницах

кэша по 64KB

Опция Hitachi Cache Partition Manager позволяет настраивать кэш с учетом требований приложения клиента

– Меньший объем кэша нужен для специфичной нагрузки

– Лучший процент нахождения данных в кэш при том же объеме памяти

– Лучшая оптимизация операций ввода-вывода для смешанной нагрузки

До 32 разделов кэша (при 16GB кэш-памяти на контроллер)

Выборочный размер сегмента: 4, 8, 16, 64, 256, 512К

Without Dynamic Provisioning With Dynamic Provisioning

Virtual

LU Virtual

LU

Virtual

LU Virtual

LU

Virtual

LU

Actual capacity pool (DP Pool)

Нагрузка равномерно

распределена между RAID

Group #1 и RAID Group #2

RAID Group#1 RAID Group#2

LU

LU LU LU LU

RAID Group #1

становится источником

проблемы

RAID Group#1 RAID Group#2

Запись на виртуальные тома распределяется равномерно по всем физическим

RAID-группам, включенным в пул Dynamic Provisioning.

Этот процесс, называемый “wide striping”, автоматически балансирует нагрузку

между дисками системы хранения, исключая таким образом вероятность, что

отдельная RAID-группа станет источником проблем производительности.

Hitachi Dynamic Provisioning Software

Оптимизация выделения емкости

Основные преимущества использования Hitachi Dynamic Tiering

Потребности:

– Снижение расходов

– Управление уровнями хранения данных

сложный процесс занимающий много

времени, требующий высокой квалификации

персонала и сложно оптимизируемый.

Возможности:

– Оптимизация управления уровнями хранения

данных силами рядовых администраторов

– Не требует усилий по оптимизации


– Снимает большинство сложностей в

управлении

Преимущество:

– Упрощение администрирования

HDT Pool

Frequent Accesses

Infrequent References

TIER 0

TIER 1

TIER 2

Flash Drives

SAS

SATA

Основные преимущества использования Hitachi Dynamic Tiering

Потребности :

– Необходимо увеличить производительность

– Необходимо снизить стоимость хранения


– Максимальная эффективность

использования пространства в сочетании с

высокой производительностью за счѐт

блочной миграции данных

– Производительность Flash дисков для

данных, обычно хранящихся на более

дешѐвых носителях


– Увеличение производительности, снижение стоимости хранения

HDT Pool

Frequent Accesses


TIER 0

TIER 1

TIER 2

Flash Drives

SAS

SATA

Hitachi Dynamic Tiering Use Cases

Потребности:

– Сложность или невозможность

классифицировать данные для достижения

всех преимуществ многоуровневого

хранения


– Получить все преимущества

многоуровневого хранения данных без

дополнительных усилий по классификации

данных

– Алгоритмы HDT не требуют какого либо

вмешательства в работу приложений.


– Нет необходимости в проведении сложных анализов данных

HDT Pool

Frequent Accesses


TIER 0

TIER 1

TIER 2

Flash Drives

SAS

SATA


Blade серверы Hitachi – уникальная аппаратная виртуализация


Hitachi Blade 2000

Богатство конфигураций 19” одиночных серверов Размер шасси 10U

Дизайн под установку в 19” rack

Аппаратное партиционирование

Поддержка большинства OS

Гибридная архитектура I/O

Все внутренние модули

задублированы

Богатство конфигураций

Power Supply

Module

Mid-plane

PCI-e I/O

Cooling Fan

Module

Server

Blades

Server

Chassis Management

Module

I/O Module

Bays

BladeSymphony2000 – Гибкий подход к вводу /

выводу

162Gbps пропускная способность ввода/вывода на один сервер!

Свитчи 0-1 (для интегрированных NIC)

Свитчи 2-5 (для коммутации mezzanine)

16 PCI-e слотов (Gen2 x8)

Уникальное сочетание свитчей и патч-панелей с внешними

PCI-Express слотами по 2 на сервер

Rear

BladeSymphony 2000 полка расширения ввода/вывода

Позволяет добиваться непревзойденной масштабируемости

ввода/вывода

Позволяет устанавливать стандартные PCI-e карты сторонних

производителей

Поддерживает до 64 PCI слотов на SMP сервер из 4-х физических

I/O полка

расширения

PCI

Slots 10U

2000 Chassis

4U

Front

Возможность создания сервера с 1ТБ оперативной памяти

С 8-ю CPU или 64-мя ядрами

С пропускной способностью на ввод/вывод до 648 Гбит/с

С 64-мя внешними и 12-ю внутренними адаптерами

Объединение серверов в высокопроизводительный сервер

Объединение серверов от 2-х до 4-х в один

Возможность выбора между выделенными CPU для воспроизводительных задач

и ресурсами по требованию для менее критичных

Разделение внутренних и всех подключаемых ресурсов ввода/вывода между

аппаратными разделами

2GB 8GB 10GB

35% 65%

LPAR#1

Logical Partitioning Feature

CPU

Mem

I/O Virtual I/O Shared

Dynamic CPU Allocation

#3

4GB

Co

re

Co

re

Co

re

Co

re

Dedicated Mode Shared Mode

6GB

#4 #2 #5

OS1 OS4 OS3 OS2 OS5

Dedicated I/O Shared

Аппаратные разделы

Выделенные и общие ресурсы

16 аппаратных разделов на один физический сервер

решения hitachi data systems

Documents