introduzione a emc xtremio storage array (v. 4.0) · per eseguire al contempo il dimensionamento...

White paper

Abstract

Questo white paper offre una presentazione di EMC XtremIO Storage Array. Fornisce descrizioni dettagliate dell'architettura del sistema, della teoria alla base del funzionamento e delle sue funzionalità. Spiega anche come le funzionalità esclusive di EMC XtremIO (come le tecniche di riduzione dei dati in linea, incluse la deduplica e la compressione dei dati in linea, le prestazioni scalabili, la protezione dei dati e così via) forniscano soluzioni ai problemi di storage dei dati che nessun altro sistema è in grado di offrire. July 2016

INTRODUZIONE A EMC XtremIO STORAGE ARRAY (v. 4.0) Analisi dettagliata

2 Introduzione a EMC XtremIO Storage Array

Copyright © 2016 EMC Corporation. Tutti i diritti riservati. EMC ritiene che le informazioni contenute in questo documento siano esatte al momento della sua data di pubblicazione. Le informazioni sono soggette a modifiche senza preavviso. Le informazioni contenute nella presente documentazione sono fornite "come sono". EMC Corporation non riconosce alcuna garanzia di nessun genere inerente le informazioni riportate nella presente pubblicazione, tra cui garanzie implicite di commerciabilità o idoneità ad un determinato scopo. L'utilizzo, la copia e la distribuzione dei prodotti software di EMC descritti in questo documento richiedono una licenza d'uso valida per ciascun software. Per un elenco aggiornato dei nomi di prodotti di EMC, vedere la sezioneEMC Corporation Trademarks sul sito web italy.emc.com. VMware è un marchio o un marchio registrato di VMware, Inc. negli Stati Uniti e/o in altre giurisdizioni. Tutti gli altri marchi citati nel presente documento appartengono ai rispettivi proprietari. Part Number H11752.7 (Rev. 08)


Sommario

Executive Summary ................................................................................................. 5

Introduzione ........................................................................................................... 6

Panoramica del sistema .......................................................................................... 8

X-Brick .................................................................................................................. 10

Architettura scale-out ............................................................................................ 12

Starter X-Brick da 10 TB (5 TB) .......................................................................................... 13

Architettura del sistema......................................................................................... 14

Teoria alla base del funzionamento ....................................................................... 16

Tabella di mapping ........................................................................................................... 16

Funzionamento del flusso I/O di scrittura ......................................................................... 17

Funzionamento del flusso I/O di lettura ............................................................................ 22

Funzionalità del sistema ........................................................................................ 23

Thin provisioning .............................................................................................................. 24

Riduzione dei dati in linea ................................................................................................ 24 Deduplica dei dati in linea ............................................................................................ 24 Compressione dei dati in linea ..................................................................................... 26 Riduzione totale dei dati .............................................................................................. 27

EMC XtremIO Data Protection (XDP) .................................................................................. 28 Funzionamento di XDP ................................................................................................. 29

Data at Rest Encryption .................................................................................................... 31

Snapshot .......................................................................................................................... 34

Prestazioni scalabili ......................................................................................................... 40

Distribuzione uniforme dei dati ........................................................................................ 43

High Availability ............................................................................................................... 44

Espansione e upgrade senza interruzioni ......................................................................... 46

Integrazione con VMware VAAI ......................................................................................... 47

EMC XtremIO Management Server (XMS) ................................................................ 51

GUI del sistema ................................................................................................................ 52

Interfaccia a riga di comando ........................................................................................... 53

API RESTful ....................................................................................................................... 53

LDAP/LDAPS ..................................................................................................................... 54


Facilità di gestione ................................................................................................ 54

Replica di XtremIO a un array remoto ..................................................................... 55

RecoverPoint .................................................................................................................... 55

Solution Brief ................................................................................................................... 56 Replica nativa di RecoverPoint per XtremIO .................................................................. 56 Replica sincrona e CDP per XtremIO .............................................................................. 58

Integrazione con altri prodotti EMC ........................................................................ 61

Soluzioni di integrazione del sistema ............................................................................... 61 Vblock .......................................................................................................................... 61 VSPEX .......................................................................................................................... 61

Soluzioni di gestione e monitoraggio ................................................................................ 62 EMC Storage Analytics (ESA) ........................................................................................ 62 Plug-in EMC Storage Integrator (ESI) per Windows ........................................................ 62 Plug-in EMC Storage Integrator (ESI) for Oracle VM ....................................................... 63 Controller ViPR ............................................................................................................. 63 ViPR SRM ..................................................................................................................... 64 Plug-in Virtual Storage Integrator (VSI) per VMware vCenter .......................................... 64

Soluzioni di integrazione delle applicazioni ..................................................................... 65 AppSync ....................................................................................................................... 65 Plug-in Oracle Enterprise Manager (OEM) ..................................................................... 65

Soluzioni per High Availability e Business Continuity ....................................................... 66 PowerPath .................................................................................................................... 66 VPLEX ........................................................................................................................... 66

Integrazione di OpenStack ..................................................................................... 67

Conclusioni ........................................................................................................... 68


Executive Summary Lo storage Flash può essere un metodo interessante per potenziare le prestazioni di I/O nei data center, ma comporta sempre costi elevati in termini sia economici che di capacità, con una riduzione di scalabilità, high availability e funzionalità di classe enterprise.

Lo storage array di livello enterprise di EMC XtremIO basato su Flash e di tipo scale-out non solo offre alti livelli di prestazioni e scalabilità, ma garantisce anche nuovi standard di facilità di utilizzo per lo storage SAN, con funzionalità avanzate mai ritenute possibili prima d'ora.

Oltre che per assicurare massime prestazioni e tempi di risposta con latenza coerentemente ridotta, l'array All-Flash EMC XtremIO è stato interamente progettato per offrire caratteristiche di high availability di classe enterprise, riduzione dei dati in linea in tempo reale per un abbattimento consistente dei costi e varie funzionalità avanzate tra cui thin provisioning, stretta integrazione con VMware, snapshot, clone di volumi ed eccezionale protezione dei dati.

Tutto ciò con costi complessivi di gestione assolutamente concorrenziali. L'architettura del prodotto tocca tutti i requisiti di uno storage basato su Flash: garantisce una lunga durata dei supporti Flash, riduce il costo effettivo della capacità Flash, garantisce prestazioni e scalabilità elevate, fornisce efficienza operativa e funzionalità di storage array avanzate.

Il presente white paper offre un'ampia introduzione a EMC XtremIO Storage Array, con descrizioni dettagliate dell'architettura del sistema, della teoria alla base del funzionamento e delle sue numerose funzionalità.


Introduzione EMC XtremIO è uno storage array All-Flash che è stato progettato interamente per garantire tutto il potenziale in termini di prestazioni della tecnologia Flash e per offrire funzionalità basate su array che sfruttano le caratteristiche esclusive delle unità SSD, sempre partendo dai supporti Flash.

EMC XtremIO utilizza componenti standard di settore e software intelligente proprietario per garantire livelli di prestazioni senza pari. È possibile raggiungere prestazioni che vanno da centinaia di migliaia a milioni di IOPS, con una latenza bassa costante inferiore a un millisecondo.*

Il sistema è stato progettato anche per fornire una pianificazione minima, grazie all'interfaccia facile da usare che semplifica sensibilmente provisioning e gestione dell'array.

EMC XtremIO sfrutta la tecnologia Flash per offrire servizi di valore nei seguenti aspetti principali:

• Prestazioni: indipendentemente da quanto sia occupato il sistema e dall'utilizzo della capacità dello storage, latenza e throughput restano sempre prevedibili e costanti in modo omogeneo. La latenza all'interno dell'array per una richiesta di I/O è in genere molto inferiore a un millisecondo.*

• Scalabilità: il sistema di storage EMC XtremIO si basa su un'architettura scale-out. Il sistema inizia con un singolo block predefinito, detto X-Brick. Quando si rendono necessarie prestazioni e capacità aggiuntive, il sistema sfrutta la sua scalabilità e aggiunge gli X-Brick. Le prestazioni scalano in modo lineare affinché due X-Brick forniscano il doppio di IOPS, quattro X-Brick il quadruplo di IOPS, sei X-Brick il sestuplo di IOPS e otto X-Brick otto volte gli IOPS rispetto alla configurazione a X-Brick singolo. La latenza rimane costantemente bassa durante lo scale-out del sistema.

• Efficienza: il core engine implementa la riduzione dei dati in linea in base al contenuto. EMC XtremIO Storage Array riduce automaticamente (ovvero deduplica e comprime) i dati "al momento", non appena giungono sul sistema. In questo modo si riduce il quantitativo di dati scritti sulla Flash, si incrementa la longevità dei supporti e si abbattono i costi. Gli array EMC XtremIO assegnano capacità ai volumi on-demand in data block granulari. Questi volumi sono sempre sottoposti a thin provisioning senza alcuna perdita in prestazioni, overprovisioning della capacità o frammentazione. Una volta implementata la deduplica in linea basata sui contenuti, i dati restanti vengono ulteriormente compressi, riducendo il numero di scritture sui supporti Flash. La compressione dei dati viene eseguita in linea sui data block (univoci) deduplicati. La possibilità di evitare numerose operazioni di scrittura porta con sé una serie di vantaggi, tra cui:

Miglioramento delle prestazioni grazie alla riduzione dei dati

Maggiore resistenza generale delle unità SSD del Flash array

*In base a quanto misurato per block di dimensioni ridotte. Un block di I/O di grandi dimensioni incorre, per sua natura, in una maggiore latenza su qualsiasi sistema di storage.


Minore capacità fisica richiesta per l'archiviazione dei dati, con conseguente aumento dell'efficienza dello storage array e notevole riduzione dei costi di storage per ogni GB


• Protezione dei dati: EMC XtremIO sfrutta un algoritmo proprietario di protezione dei dati ottimizzato per Flash (EMC XtremIO Data Protection o XDP) che offre prestazioni superiori rispetto a qualsiasi algoritmo RAID esistente. Grazie alle ottimizzazioni offerte da XDP, si riduce il numero di scritture sui flash media ai fini della protezione dei dati.

• Funzionalità: EMC XtremIO supporta prestazioni elevate e snapshot efficienti a livello di spazio, riduzione dei dati in linea (incluse deduplica e compressione dei dati in linea), thin provisioning e integrazione completa di VMware VAAI, oltre a essere compatibile con i protocolli Fibre Channel e iSCSI.

Panoramica del sistema Lo storage array EMC XtremIO è un sistema all-flash basato su un'architettura scale-out. Il sistema è costituito da elementi di base, denominati X-Brick, che possono essere uniti in cluster per accrescere le prestazioni e la capacità in base alle necessità, come illustrato nella figura 2.

Il sistema è gestito mediante un server Linux dedicato e di tipo standalone, denominato EMC XtremIO Management Server (XMS). Un host XMS, che può essere un server virtuale o fisico, può gestire più cluster XtremIO. L'array continua a funzionare se viene scollegato da XMS, ma non può essere configurato o monitorato.

L'architettura basata su array di EMC XtremIO è stata specificatamente progettata per garantire il massimo in termini di potenziale prestazionale della tecnologia Flash e per eseguire al contempo il dimensionamento lineare di tutte le risorse come CPU, RAM, SSD e porte host in modo equilibrato. Ciò consente all'array di raggiungere il livello di prestazioni desiderato, mantenendo l'omogeneità delle prestazioni essenziale per un comportamento prevedibile delle applicazioni.

Il sistema di storage EMC XtremIO fornisce un livello di prestazioni molto elevato che resta costante nel tempo e con il cambiare delle condizioni del sistema e dei modelli di accesso. È progettato per fornire operazioni di I/O casuali a tutti gli effetti.

Il livello di prestazioni del sistema non viene alterato dal suo livello di utilizzo della capacità, dal numero dei volumi o dagli effetti di aging. Inoltre le prestazioni non si basano su un'architettura "cache condivisa" e non sono quindi interessate dalle dimensioni del dataset o dal modello di accesso ai dati.

Grazie alla sua storage architecture sensibile ai contenuti, EMC XtremIO fornisce:

• Distribuzione omogenea dei data block, che offre a livello intrinseco massime prestazioni e minima usura dei supporti Flash.

• Distribuzione omogenea dei metadati.

• Nessun hotspot di dati o metadati.

• Facile configurazione e assenza di tuning.


• Innovative funzionalità di storage, tra cui riduzione dei dati in linea (deduplica e compressione), thin provisioning, protezione dei dati avanzata (XDP), snapshot e molto altro.


X-Brick La figura 1 mostra una configurazione X-Brick.

Figura 1. X-Brick

Gli X-Brick rappresentano le fondamenta degli array EMC XtremIO.

Ciascun X-Brick è costituito dai seguenti componenti:

• Un Disk Array Enclosure (DAE) 2U che contiene:

25 SSD eMLC (X-Brick standard) o 13 SSD eMLC (X-Brick iniziale da 10 TB [5TB])

Due alimentatori ridondanti (PSU)

Due moduli di interconnessione SAS ridondanti

• Una Battery Backup Unit

• Due storage controller 1U (storage processor ridondanti)

Ogni storage controller include:

Due alimentatori ridondanti (PSU)

Due porte Fibre Channel (FC) da 8 Gb/s

Due porte iSCSI 10 GbE

Due porte InfiniBand da 40 Gb/s

Una porta di gestione da 1 Gb/s

5U

First Storage Controller

1U

DAE2U

Battery Backup Unit

Second Storage Controller

1U

1U


La Tabella 1 riporta le specifiche di sistema per X-Brick.

Tabella 1. Specifiche di sistema (per X-Brick)

Funzionalità Specifiche (per X-Brick)

Risorse fisiche • 5U

• 13 unità SSD Flash eMLC (Starter X-Brick da 10 TB [5 TB])

• 25 unità SSD Flash eMLC (X-Brick standard)

High Availability • Ridondante

• Componenti hot swap

• Nessun single point of failure (SPOF)

Accesso host Active/Active simmetrico : è possibile accedere a qualsiasi volume in parallelo da qualsiasi porta di destinazione su qualsiasi controller con prestazioni equivalenti. Non è richiesto alcun ALUA.

Porte host • 4 porte FC da 8 Gb/s

• 4 porte iSCSI Ethernet da 10 Gb/s

Capacità utilizzabile* • Per Starter X-Brick da 10 TB (5 TB):

- 3,26 TiB (13 SSD, senza riduzione dei dati)

- 7,22 TiB (25 SSD, senza riduzione dei dati)

• Per X-Brick da 10 TB:

7,58 TiB (senza riduzione dei dati)





Latenza Meno di un millisecondo†

* La capacità utilizzabile corrisponde alla quantità di dati univoci non comprimibili che possono essere scritti sull'array. La capacità effettiva sarà in genere di molto superiore grazie alla riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO. I valori finali potrebbero scostarsi leggermente. † La latenza inferiore a un millisecondo si applica ai block di dimensioni standard. La latenza per block di piccole o grandi dimensioni potrebbe essere più elevata.


Architettura scale-out Un sistema di storage EMC XtremIO può comprendere un unico X-Brick o un cluster di più X-Brick, come mostrato nella figura 2 e nella tabella 2.

Figura 2. Configurazioni di sistema con X-Brick singolo o in cluster di più X-Brick

Con i cluster con due o più X-Brick, EMC XtremIO utilizza una rete ridondante QDR InfiniBand da 40 Gb/s per la connettività back-end tra i controller di storage, garantendo una rete a elevata disponibilità e bassa latenza. La rete InfiniBand è un componente completamente gestito dell'array EMC XtremIO e gli amministratori dei sistemi XtremIO non devono disporre di competenze specifiche nella tecnologia InfiniBand.

Two X-Brick Cluster

Four X-Brick Cluster

Single X-Brick Cluster

Six X-Brick Cluster

Eight X-Brick Cluster


Un cluster con X-Brick singolo si compone di:

• Un X-Brick

• Una Battery Backup Unit aggiuntiva

Un cluster con X-Brick multipli si compone di:

• Due, quattro, sei oppure otto X-Brick

• Due switch InfiniBand

Tabella 2. Configurazioni di sistema con X-Brick singolo o in cluster di più X-Brick

X-Brick iniziale

da 10 TB (5 TB)

Cluster da un X-

Brick

Cluster da due

X-Brick

Cluster da quattro X-Brick

Cluster da sei X-

Brick

Cluster da otto X-

Brick

N. di X-Brick 1 1 2 4 6 8

N. di switch InfiniBand

0 0 2 2 2 2

N. di Battery Backup Unit aggiuntive

1 1 0 0 0 0

Starter X-Brick da 10 TB (5 TB)

Lo Starter X-Brick da 10 TB (5 TB) di EMC XtremIO è identico a un cluster X-Brick standard, con l'unica differenza che è dotato di solo 13 unità SSD Flash eMLC anziché 25. Lo Starter X-Brick da 10 TB (5 TB) può essere espanso a un X-Brick standard aggiungendo 12 unità SSD.


Architettura del sistema EMC XtremIO funziona come qualsiasi altro storage array basato su block e si integra con le reti SAN, con la possibilità di scegliere tra la connettività Fibre Channel da 8 Gb/s e Ethernet iSCSI (SFP+) da 10 Gb/s agli host.

Ciononostante, diversamente da altri array in block, EMC XtremIO è un sistema di storage flash specifico, progettato per fornire il massimo in termini di prestazioni e servizi di gestione dei dati avanzati e facili da usare. Ogni controller di storage all'interno dell'array EMC XtremIO esegue una distribuzione Linux leggera appositamente personalizzata come la piattaforma base. Il sistema operativo EMC XtremIO (XIOS) viene eseguito a monte di Linux e gestisce tutte le attività all'interno di un controller di storage, come mostrato nella figura 3. XIOS è ottimizzato per il trattamento di elevate velocità I/O e gestisce i moduli funzionali del sistema, la funzionalità RDMA su operazioni InfiniBand, il monitoraggio e i pool di memoria.

Figura 3. Diagramma a block X-Brick

XIOS dispone di un algoritmo proprietario di pianificazione e trattamento dei processi, che è stato progettato per rispondere ai requisiti specifici di prestazioni sensibili al contenuto e ai sottosistemi di storage a prestazioni elevate.

X-Brick

Storage Controller 1

XIOS

Use

r Spa

ce

Proc

esse

sU

ser S

pace

Pr

oces

ses

Use

r Spa

ce

Proc

esse

s

Use

r Spa

ce

Proc

esse

s

Storage Controller 2

XIOS

Use

r Spa

ce

Proc

esse

sU

ser S

pace

Pr

oces

ses

Use

r Spa

ce

Proc

esse

s

Use

r Spa

ce

Proc

esse

sDAE

SSD SSD SSD SSD SSD SSD


XIOS assicura:

• Pianificazione a bassa latenza: per abilitare lo switching contestuale efficiente dei processi secondari, ottimizzare la pianificazione e ridurre al minimo i tempi di attesa.

• Scalabilità CPU lineare: per sfruttare al massimo le risorse della CPU, comprese le CPU multi-core.

• Sincronizzazione tra core limitata della CPU: per ottimizzare la comunicazione e il trasferimento dati tra processi secondari.

• Nessuna sincronizzazione tra socket della CPU: per ridurre al minimo le operazioni di sincronizzazione e le dipendenze tra i processi secondari eseguiti su socket diversi.

• Consapevolezza della linea cache: per ottimizzare la latenza e l'accesso ai dati.

I controller di storage su ogni X-Brick sono dotati di una Disk Array Enclosure (DAE) a cui sono collegati mediante interconnessioni SAS ridondanti. I controller di storage sono collegati anche a una fabric InfiniBand ridondante e a elevata disponibilità. A prescindere da quale controller di storage riceve una richiesta di I/O da un host, più controller di storage su più X-Brick collaborano all'elaborazione della richiesta. Il layout dei dati nel sistema EMC XtremIO garantisce che tutti i componenti condividano intrinsecamente il carico e partecipino in modo equo alle operazioni di I/O.


Teoria alla base del funzionamento EMC XtremIO Storage Array riduce automaticamente (ovvero deduplica e comprime) i dati nel momento in cui giungono sul sistema, elaborandoli in block. La deduplica è globale (sull'intero sistema), è sempre attiva e viene eseguita in tempo reale (mai come un'operazione post-elaborazione). Dopo la deduplica, i dati vengono compressi in linea prima di essere scritti sulle unità SSD.

EMC XtremIO utilizza una cache di memoria globale, che è consapevole dei dati deduplicati, e una distribuzione basata sui contenuti che intrinsecamente distribuisce i dati in modo omogeneo sull'intero array. Tutti i volumi sono accessibili da tutti gli X-Brick e da tutte le porte host dello storage array.

Il sistema si avvale di una rete InfiniBand back-end a elevata disponibilità (fornita da EMC) che assicura velocità elevate con una latenza decisamente bassa e la funzionalità Remote Direct Memory Access (RDMA) tra tutti i controller di storage inclusi nel cluster. Grazie all'uso di RDMA, il sistema EMC XtremIO rappresenta in sostanza un singolo spazio di memoria condiviso che si estende su tutti i controller di storage.

La capacità logica effettiva di un X-Brick singolo varia in base al dataset memorizzato.

• Per i dati con un elevato tasso di deduplica, che rappresentano la condizione standard di molti ambienti virtualizzati con clone, ad esempio Virtual Desktop Integration (VDI), la capacità effettiva utilizzabile è molto superiore rispetto alla capacità Flash fisica disponibile. In questi ambienti si raggiungono di norma rapporti di deduplica compresi tra 5:1 e 10:1.

• Per i dati comprimibili, presenti in genere in molti database e nelle applicazioni, i rapporti di compressione vanno da 2:1 a 3:1.

• I sistemi che traggono vantaggio sia dalla compressione che dalla deduplica dei dati, come ad esempio Virtual Server Infrastructures (VSI), raggiungono normalmente un rapporto di 6:1.

Tabella di mapping Ogni storage controller conserva una tabella che gestisce la sede di ogni data block sull'unità SSD, come mostrato nella tabella 3 (a pagina17).

Questa tabella è formata da due parti:

• La prima parte della tabella mappa l'indirizzo LBA dell'host fino all'impronta del suo contenuto.

• La seconda parte della tabella mappa l'impronta del contenuto alla sua sede sull'unità SSD.

L'uso della seconda parte della tabella fornisce a EMC XtremIO la funzionalità esclusiva di distribuire i dati in modo omogeneo sull'array e di posizionare ogni block nella sede più adatta sull'unità SSD. Consente anche al sistema di saltare un disco che non risponde o di selezionare dove scrivere nuovi block quando l'array è quasi pieno e non sono disponibili stripe vuoti su cui scrivere.


Funzionamento del flusso I/O di scrittura

In un'operazione di scrittura standard, il flusso di dati in ingresso raggiunge uno qualsiasi degli storage controller active-active e viene suddiviso in blocchi di dati. Per ogni data block, l'array assegna ai dati un'impronta con un identificatore univoco.

L'array conserva una tabella con questa impronta (come mostrato nella tabella 3) per determinare se le scritture in entrata sono già presenti nell'array. L'impronta viene utilizzata anche per stabilire la sede dei dati nello storage. Il mapping da indirizzo LBA all'impronta del contenuto viene registrato nei metadati all'interno della memoria del controller di storage.

Tabella 3. Esempio di tabella di mapping

Offset LBA Impronta Offset SSD / Sede fisica

Indirizzo 0 20147A8 40

Indirizzo 1 AB45CB7 8

Indirizzo 2 F3AFBA3 88

Indirizzo 3 963FE7B 24

Indirizzo 4 0325F7A 64

Indirizzo 5 134F871 128

Indirizzo 6 CA38C90 516

Indirizzo 7 963FE7B – Deduplicata –

Nota: Nella Tabella 3, i colori dei data block corrispondono ai rispettivi contenuti. I contenuti univoci sono rappresentati da colori diversi, mentre i contenuti doppi sono rappresentati dallo stesso colore (rosso).

Dati Dati

Dati Dati

Dati Dati

Dati Dati

Dati Dati

Dati Dati

Dati Dati

Dati


Il sistema controlla se l'impronta e il data block corrispondente sono già stati archiviati in precedenza.

Se l'impronta è nuova, il sistema:

• Comprime i dati.

• Sceglie una sede nell'array dove posizionare il block (in base all'impronta e non alla sede LBA).

• Crea il mapping "da impronta a sede fisica".

• Incrementa di uno il conteggio di riferimento relativo all'impronta.

• Esegue la scrittura.

In caso di scrittura "duplicata", il sistema registra il mapping da nuovo indirizzo LBA a impronta e incrementa il conteggio di riferimento su questa impronta specifica. Poiché i dati sono già presenti nell'array, non è necessario modificare il mapping da impronta a sede fisica né scrivere nell'unità SSD. Tutte le modifiche ai metadati hanno luogo all'interno della memoria. Pertanto, la scrittura deduplicata viene eseguita più rapidamente del primo block di scrittura univoco. Questo è uno dei vantaggi esclusivi della riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO, dove la deduplica migliora effettivamente le prestazioni di scrittura.

La scrittura effettiva del data block nell'unità SSD viene eseguita in modo asincrono. Al momento della scrittura dell'applicazione, il sistema posiziona il data block nel buffer di scrittura in memoria (che è protetto grazie alla replica in diversi storage controller tramite RDMA) e restituisce immediatamente una conferma all'host. Quando si raccoglie un numero sufficiente di block nel buffer, il sistema li scrive nello stripe XDP (EMC XtremIO Data Protection) sulle unità SSD. Questo processo viene eseguito nel modo più efficiente; per una spiegazione dettagliata consultare il white paper di EMC XtremIO Data Protection.


Quando viene emesso un I/O di scrittura nell'array:

1. Il sistema analizza i dati in ingresso e li segmenta in data block, come mostrato nella figura 4.

Figura 4. Dati suddivisi in block fissi

2. Per ogni data block, l'array assegna ai dati un'impronta univoca, come mostrato nella figura 5.

Figura 5. Impronta assegnata a ogni block

L'array conserva una tabella con questa impronta per determinare se le scritture successive sono già presenti nell'array stesso, come mostrato nella tabella 3 (a pagina 17).

Se un data block non è presente nel sistema, il controller di storage di elaborazione registra nel journal la propria intenzione di scrivere il block negli altri controller di storage utilizzando l'impronta per determinare la sede dei dati.

Se un data block è già presente nel sistema, non viene scritto, come mostrato nella figura 6.

Figura 6. Deduplica del block esistente/ripetuto

Data Incoming Data StreamData Data Data Data Data Data Data

CA38

C90

Data

134F

871

Data

0325

F7A

DataF3

AFBA

3Data

AB45

CB7

Data

2014

7A8

Data

963F

E7B

Data

963F

E7B

Data

Deduplicate

CA38

C90

Data

134F

871

Data

0325

F7A

Data

F3AF

BA3

Data

AB45

CB7

Data

2014

7A8

Data

963F

E7B

Data

963F

E7B

Data


3. L'array aumenta il conteggio di riferimento per ogni data block.

4. Grazie a un mapping distribuito omogeneo, ogni block viene indirizzato al controller di storage che è responsabile dello spazio indirizzo dell'impronta corrispondente.

Il mapping distribuito omogeneo si basa sull'impronta del contenuto. Il processo matematico che calcola le impronte porta a una distribuzione uniforme dei valori delle impronte e il mapping delle impronte viene distribuito in modo omogeneo su tutti i controller di storage inclusi nel cluster, come mostrato nella figura 7.

Figura 7. Dati distribuiti nel cluster

Nota: Il trasferimento di dati nel cluster viene eseguito sulla rete InfiniBand a bassa latenza e ad alta velocità tramite RDMA, come mostrato nella figura 7.

5. Il sistema invia una conferma all'host.

CA38

C90

Data

134F

871

Data

0325

F7A

Data

F3AF

BA3

Data

AB45

CB7

Data

2014

7A8

Data96

3FE7

BData

Data

DataData

DataData

Data Data

X-Brick 1

X-Brick 2

F, …

2, A, …

1, 9, …

0, C, …

Infin

iBan

d


6. Grazie alla distribuzione omogenea della funzione delle impronte, ogni controller di storage del cluster riceve una share equa dei data block. Quando arrivano blocchi nuovi, questi popolano gli stripe, come mostrato nella figura 8.

Figura 8. Block aggiuntivi popolano i full stripe

7. Il sistema comprime i data block per ridurre ulteriormente le dimensioni di ciascun block.

8. Quando un controller di storage dispone di data block a sufficienza per riempire lo stripe più vuoto dell'array (o un full stripe se disponibile), li trasferisce dalla cache all'unità SSD, come mostrato nella figura 9.

Figura 9. Stripe trasmessi alle SSD

DataDataData P1 P2Data4K

P1 P2

Data Data Data Data P1 P2DataDataDataDataDataData


Data

DataData

Data Data

X-Brick 1

X-Brick 2

DataDataDataDataData

DataDataDataDataDataDataDataDataDataData





Data

DataData

DataData

Data Data

X-Brick 1

X-Brick 2


Funzionamento del flusso I/O di lettura

In un'operazione di lettura dei data block, il sistema esegue una ricerca dell'indirizzo logico nel mapping da indirizzo LBA a impronta. Una volta individuata l'impronta, cerca nel mapping da impronta a sede fisica e recupera il data block dalla sede fisica specifica. Poiché i dati vengono scritti in modo omogeneo in tutto il cluster e nelle unità SSD, anche il carico di lettura viene condiviso in modo equo.

EMC XtremIO dispone di una cache di lettura basata sulla memoria in ogni controller di storage.

• Negli array tradizionali, la cache di lettura è organizzata in base a indirizzi logici. I block in indirizzi che hanno una maggiore probabilità di essere letti vengono posizionati nella cache di lettura.

• Nell'array EMC XtremIO, la cache di lettura è organizzata in base all'impronta del contenuto. I block con contenuti (rappresentanti dall'ID della loro impronta) che hanno una maggiore probabilità di essere letti vengono posizionati nella cache.

Questo rende la cache di lettura di EMC XtremIO sensibile alla deduplica, ovvero la sua cache di lettura relativamente piccola sembra molto più grande delle cache tradizionali delle stesse dimensioni.

Se le dimensioni del block richieste sono superiori a quelle del data block, EMC XtremIO esegue letture in parallelo del data block sul cluster e le assembla in block più grandi prima di restituirli all'applicazione.

Un data block compresso viene decompresso prima della sua distribuzione.

Quando viene emesso un I/O di lettura nell'array:

1. Il sistema analizza la richiesta in entrata per determinare l'indirizzo LBA di ogni data block e crea un buffer per la conservazione dei dati.

2. I seguenti processi vengono eseguiti in parallelo:

Per ogni data block, l'array trova l'impronta memorizzata. L'impronta determina la sede del data block su un X-Brick. Per operazioni di I/O di maggiore entità (ad es. 256 K), vengono coinvolti più X-Brick nel recupero di ogni data block.

Il sistema trasmette i dati di lettura richiesti al controller di storage di elaborazione, via RDMA, per mezzo di InfiniBand.

3. Il sistema invia il buffer di dati completamente popolato nuovamente all'host.


Funzionalità del sistema EMC XtremIO Storage Array offre un'ampia gamma di funzionalità sempre disponibili che non richiedono licenze speciali.

Le funzionalità del sistema includono:

• Funzionalità di data service - Applicate in sequenza (come elencate di seguito) per tutte le scritture in ingesso:

Thin provisioning

Riduzione dei dati in linea:

− Deduplica dei dati in linea

− Compressione dei dati in linea

XtremIO Data Protection (XDP)

Data at Rest Encryption

Snapshot

• Funzionalità a livello di sistema:

Prestazioni scalabili

Distribuzione uniforme dei dati

High Availability

• Altre caratteristiche:

Upgrade senza interruzioni

Integrazione con VMware VAAI


Thin provisioning

Lo storage EMC XtremIO dispone del thin provisioning nativo con dimensioni minime del block interno. Ciò assicura una risoluzione fine per lo spazio con thin provisioning.

Tutti i volumi nel sistema sono dotati di thin provisioning, vale a dire che il sistema consuma capacità soltanto quando è realmente necessario. EMC XtremIO determina dove collocare fisicamente i data block univoci all'interno del cluster dopo averne calcolato l'ID dell'impronta. Pertanto, non alloca preventivamente o non esegue mai il thick provisioning dello spazio di storage prima dell'operazione di scrittura.

Grazie all'architettura con riconoscimento dei contenuti di EMC XtremIO, i block possono essere archiviati in qualsiasi posizione all'interno del sistema (solo i metadati vengono utilizzati per fare riferimento alla relativa posizione) e i dati vengono scritti solo quando si ricevono i block univoci.

Quindi, a differenza del thin provisioning con molte architetture orientate ai dischi, con EMC XtremIO non esistono spazio crescente e Garbage Collection. In aggiunta, il problema della frammentazione dei volumi nel corso del tempo non vale per EMC XtremIO (giacché i block sono sparsi su tutto l'array ad accesso casuale) e non occorre alcuna utility di deframmentazione.

Il thin provisioning intrinseco di EMC XtremIO consente anche prestazioni e gestione dei dati uniformi per tutto il ciclo di vita dei volumi, indipendentemente dall'utilizzo della capacità del sistema o dai pattern di scrittura nel sistema.

Riduzione dei dati in linea

L'esclusiva riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO si ottiene utilizzando le seguenti tecniche:

• Deduplica dei dati in linea

• Compressione dei dati in linea

Deduplica dei dati in linea

La deduplica dei dati in linea consiste nel rimuovere le ridondanze dai dati prima che vengano scritti sui supporti Flash.

EMC XtremIO deduplica i dati automaticamente e globalmente non appena vengono immessi nel sistema. La deduplica viene eseguita in tempo reale e non come operazione post-elaborazione. EMC XtremIO non comporta processi in background che consumano risorse e non richiede operazioni di lettura/scrittura aggiuntive (associate alla post-elaborazione). Pertanto, non incide negativamente sulle prestazioni dello storage array, non implica sprechi in termini di risorse disponibili che vengono assegnate alle operazioni di I/O dell'host e non consuma i cicli di usura flash.


Con EMC XtremIO, i data block vengono memorizzati in base al loro contenuto e non al loro indirizzo di livello utente all'interno dei volumi. Il risultato è un bilanciamento perfetto del carico su tutti i dispositivi nel sistema in termini di capacità e prestazioni. Ogni volta che un data block viene modificato, può essere posizionato in qualsiasi set di unità SSD nel sistema o non viene scritto del tutto se il contenuto del block è già noto al sistema.

Il sistema diffonde intrinsecamente dati su tutto l'array, utilizzando tutte le SSD in modo uniforme e assicurando un perfetto livellamento dell'usura. Anche se lo stesso LBA (logical block address) viene scritto ripetutamente da un computer host, ogni operazione di scrittura viene diretta a una sede diversa all'interno dell'array EMC XtremIO. Se l'host continua a scrivere gli stessi dati ripetutamente, verranno deduplicati per evitare operazioni di scrittura ulteriori su flash.

EMC XtremIO usa una cache con riconoscimento dei contenuti deduplicata a livello globale per una deduplica dei dati altamente efficiente. L'esclusiva storage architecture con riconoscimento dei contenuti consente di archiviare dimensioni della cache significativamente maggiori con un'allocazione DRAM contenuta. Ciò fa di EMC XtremIO la soluzione ideale per i modelli di accesso ai dati difficili, come i "picchi di carico dovuti agli avvii" molto comuni negli ambienti VDI.

Il sistema utilizza anche le impronte digitali del contenuti, non solo per la deduplica dei dati in linea ma anche per una distribuzione uniforme dei data block su tutto l'array. Ciò assicura un bilanciamento intrinseco del carico per prestazioni e incrementa l'efficienza del livello di usura flash, poiché non occorre mai riscrivere o ribilanciare i dati.

Eseguire questo processo in linea e globalmente su tutto l'array si traduce in un numero inferiore di operazioni di scrittura sulle SSD. Si incrementa così la resistenza delle SSD e si elimina il degrado delle prestazioni, associato alla deduplica in post-elaborazione.

La deduplica dei dati in linea EMC XtremIO e il relativo processo intelligente di storage dei dati assicurano:

• Uso bilanciato delle risorse di sistema, con massimizzazione delle prestazioni di sistema.

• Numero minimo di operazioni flash, con massimizzazione della longevità della tecnologia Flash.

• Pari distribuzione dei dati, con conseguente usura flash uniformemente bilanciata su tutto il sistema.

• Assenza della Garbage Collection a livello di sistema (anziché riduzione dei dati in post-elaborazione).

• Uso intelligente della capacità SSD, con riduzione al minimo dei costi di storage.


Compressione dei dati in linea

La compressione dei dati in linea consiste nella compressione dei dati già deduplicati prima che vengano scritti nei supporti Flash.

XtremIO comprime automaticamente i dati dopo aver rimosso tutte le dedupliche. Ciò garantisce che la compressione venga eseguita solo per data block univoci. La compressione viene eseguita in tempo reale e non come operazione post-elaborazione.

La natura del dataset determina la percentuale complessiva di compressione. Il data block compresso viene quindi archiviato sull'array.

La compressione riduce la quantità totale di dati fisici che devono essere scritti sull'unità SSD. Questa riduzione minimizza l'amplificazione di scrittura (WA) dell'unità SSD, migliorando di conseguenza la resistenza del Flash array.

La compressione dei dati in linea di EMC XtremIO offre i seguenti vantaggi:

• La compressione dei dati è sempre in linea e non viene mai eseguita come attività successiva all'elaborazione. Di conseguenza, i dati vengono sempre scritti solo una volta.

• La compressione è supportata da una diversa varietà di dataset (ad esempio dati del database, ambienti VSI, VDI, e così via).

• La compressione dei dati in molti casi si integra alla deduplica dei dati. Ad esempio, in un ambiente VDI la deduplica riduce notevolmente la capacità richiesta per i desktop clonati. Di conseguenza, la compressione riduce i dati dell'utente specifici. Pertanto, un X-Brick singolo può gestire un maggior numero di desktop VDI.

• La compressione consente di risparmiare capacità di storage archiviando i data block nel modo più efficiente.

• Se combinato con le potenti funzionalità snapshot di XtremIO, XtremIO può supportare facilmente PB di dati delle applicazioni funzionali.


Riduzione totale dei dati

La deduplica e la compressione dei dati di EMC XtremIO si integrano a vicenda. La deduplica dei dati riduce i dati fisici, eliminando i data block ridondanti. La compressione dei dati riduce ulteriormente l'ingombro dei dati, eliminando la ridondanza dei dati nel livello binario di ciascun data block.

La figura 10 mostra i vantaggi dei processi di deduplica e compressione dei dati combinati tra loro, in modo da consentire una riduzione totale dei dati.

Figura 10. Deduplica e compressione dei dati combinate

Nell'esempio precedente, i dodici data block scritti dall'host vengono prima deduplicati su quattro data block, con un rapporto di deduplica di 3:1. In seguito al processo di compressione dei dati, ciascuno dei quattro data block viene compresso con un rapporto di 2:1, per un rapporto di riduzione totale dei dati di 6:1.

Data Written by Host3:1

Data Deduplication

2:1 Data

Compression

6:1 Total Data Reduction

This is the only data written to

the flash media.


EMC XtremIO Data Protection (XDP)

Il sistema di storage EMC XtremIO assicura protezione dei dati "self-healing" a doppia parità con un'elevatissima efficienza.

Il sistema necessita di un overhead di capacità decisamente limitato per la protezione dei dati e per lo spazio destinato ai metadati Non necessita di unità libere dedicate per le ricostruzioni. Sfrutta, invece, il concetto di "hot space" secondo cui qualsiasi spazio libero disponibile nell'array può essere utilizzato per le ricostruzioni di unità guaste. Il sistema riserva sempre una quantità di capacità distribuita sufficiente per eseguire una ricostruzione singola.

Nel raro caso di doppio guasto a SSD, anche in presenza di una capacità completa dei dati, l'array utilizza lo spazio libero per ricostruire i dati di una delle unità. Ricrea la seconda unità dopo che è stata sostituita una delle unità guaste. Se è disponibile spazio libero sufficiente per ricostruire i dati di entrambe le unità, le operazioni vengono eseguite simultaneamente.

EMC XtremIO mantiene costanti le sue prestazioni, anche in caso di utilizzo elevato della capacità e con un overhead di capacità minimo. Il sistema non necessita di schemi di mirroring (e dell'overhead di capacità al 100% ad essi associati).

Con EMC XtremIO, i requisiti in termini di capacità per protezione dei dati, storage dei metadati, snapshot, unità libere e prestazioni sono molto bassi e tali da lasciare molto più spazio per i dati dell'utente. In questo modo si riduce il costo per GB utilizzabile.

Il sistema di storage EMC XtremIO fornisce:

• Protezione dei dati N+2

• Overhead di capacità per la protezione dei dati estremamente basso (8%).

• Prestazioni superiori a qualsiasi algoritmo RAID (RAID 1, l'algoritmo RAID più efficiente per le operazioni di scrittura, richiede più del 60% di scritture in più rispetto a EMC XtremIO Data Protection).

• Resistenza flash superiore a qualsiasi algoritmo RAID, grazie a un numero minore di scritture e alla distribuzione uniforme dei dati.

• Ricostruzione automatica in caso di errore dell'unità e tempi di ricostruzione più veloci rispetto agli algoritmi RAID tradizionali.

• Robustezza superiore con algoritmi adattivi che proteggono completamente i dati in entrata anche in presenza di unità guaste nel sistema.

• Operazioni amministrative semplificate per mezzo del supporto fail-in-place.


Tabella 4. Confronto tra EMC XtremIO Data Protection e gli schemi RAID

Algoritmo Prestazioni Protezione

dei dati Overhead

di capacità

Letture per

aggiornamento stripe

Svantaggio della lettura

degli algoritmi tradizionali

Scritture per

aggiornamento stripe

Svantaggio della scrittura degli algoritmi

tradizionali

RAID 1 Alta 1 errore 50% 0 – 2

(64%) 1,6 volte

RAID 5 Media 1 errore 25% (3+1) 2

(64%) 1,6 volte

2 (64%)

1,6 volte

RAID 6 Bassa 2 errori 20% (8+2) 3

(146%) 2,4 volte

3 (146%)

2,4 volte

EMC XtremIO

XDP

60% migliori rispetto a RAID 1

2 guasti per X-Brick

Ultra basso 8% (23+2)

1,22 – 1,22 –

Funzionamento di XDP

La soluzione EMC XtremIO Data Protection (XDP) è stata progettata per sfruttare le proprietà specifiche dei supporti flash e la storage architecture "content addressable" di EMC XtremIO.

Sfruttando il fatto che può controllare dove vengono memorizzati i dati senza alcuna penalità, XDP raggiunge livelli di protezione elevati e basso overhead dello storage, ma con prestazioni migliori rispetto a RAID 1. Ulteriore vantaggio, EMC XtremIO Data Protection migliora sensibilmente la resistenza dei supporti flash sottostanti rispetto a qualsiasi algoritmo RAID precedente, un aspetto importante per un flash array di classe enterprise.


Figura 11. Parità di riga e diagonale

XDP utilizza una variazione della parità di riga N+2 e diagonale, come mostrato nella figura 11, che fornisce protezione contro due guasti simultanei dell'unità SSD. Con array da 25 SSD, si perviene a un 8% di overhead di capacità.

Gli array tradizionali aggiornano i logical block address (LBA) nella stessa sede fisica sul disco (causando l'elevato overhead di I/O di un aggiornamento stripe). EMC XtremIO posiziona sempre i dati nello stripe più vuoto. Scrivere i dati nello stripe più vuoto consente di ammortizzare in modo efficace l'overhead delle operazioni I/O di lettura e scrittura; ciò è possibile solo nell'architettura All-Flash, basata sui contenuti di EMC XtremIO. Questo processo assicura prestazioni omogenee da parte di EMC XtremIO con il progressivo riempimento dell'array, oltre a un uso prolungato, anche quando le sovrascritture e gli aggiornamenti stripe parziali diventano la norma.

EMC XtremIO fornisce inoltre un processo di ricostruzione superiore. Quando un array RAID 6 tradizionale si trova ad affrontare un guasto singolo del disco, utilizza il metodo del RAID 5 per ricostruirlo: legge quindi ogni stripe ed elabora la cella mancante dalle altre celle contenute nello stripe. Per contro, EMC XtremIO utilizza sia la parità P che Q per ricostruire le informazioni mancanti e si avvale di un algoritmo elaborato che legge solamente le informazioni necessarie per la ricostruzione della cella successiva.

Tabella 5. Confronto tra le letture XDP per la ricostruzione di un disco guasto e le letture di diversi schemi RAID

Algoritmo Letture per ricostruire uno stripe di disco guasto con ampiezza K

Svantaggio degli algoritmi tradizionali

EMC XtremIO XDP 3 K/4 – RAID 1 1 Nessuna RAID 5 K 33% RAID 6 K 33%

Nota: Per informazioni più dettagliate su XDP, consultare il white paper di to EMC XtremIO Data Protection.

1 2

2 3

3 4

D0 D1

3 4

4 5

5 1

D2 D3

k = 5 (prime)

5

1

2

D4

1

2

3

P Q

4 5 1 2 3 4

k-1

5


Data at Rest Encryption

Data at Rest Encryption (DARE) offre una soluzione in grado di proteggere i dati critici anche quando i supporti vengono rimossi dall'array. Gli array EMC XtremIO utilizzano una tecnica di crittografia in linea ad alte prestazioni per garantire che tutti i dati archiviati sull'array non possano essere utilizzati se l'unità SSD viene rimossa. In questo modo è possibile impedire l'accesso non autorizzato in caso di furto o perdita dei dati durante il trasporto, nonché restituire o sostituire i componenti guasti che contengono dati sensibili.

La crittografia DARE è obbligatoria in molti settori, tra cui quello sanitario (dove le informazioni sui pazienti devono essere tenute sotto stretto controllo) e quello bancario (dove è fondamentale proteggere i dati finanziari), oltre che per molti enti della pubblica amministrazione.

La soluzione DARE di EMC XtremIO si basa sull'utilizzo della tecnologia SED (Self-Encrypting Drive). Un'unità SED dispone di un hardware dedicato, utilizzato per crittografare e decrittografare i dati nel momento in cui vengono scritti o letti dall'unità SSD. Ripartendo il carico dell'operazione di crittografia sull'unità SSD, EMC XtremIO mantiene la stessa architettura software indipendentemente dal fatto che la crittografia sull'array sia abilitata o disabilitata. Tutte le funzionalità e tutti i servizi di EMC XtremIO, inclusi la riduzione dei dati in linea, XtremIO Data Protection (XDP), il thin provisioning e le snapshot, sono disponibili su un cluster crittografato (oltre che su cluster non crittografati).

In fase di produzione dell'unità viene creata una chiave DEK (Data Encryption Key) univoca. Tale chiave rimane sempre associata all'unità. La chiave DEK può essere eliminata o modificata. In questo caso, però, i dati sull'unità diventano illeggibili e non è presente alcuna opzione che consenta di recuperare la chiave. Affinché solo gli host autorizzati possano accedere ai dati sull'unità SED, la chiave DEK è protetta da un codice di autenticazione (Authentication Key, AK). Senza questo codice, la chiave DEK è crittografata e non può essere utilizzata per crittografare e decrittografare i dati.


Figura 12. Unità SED sbloccata

Allo stato di fabbrica, le unità SED vengono fornite non bloccate: ciò significa che qualsiasi host può accedere ai dati presenti sull'unità. Nelle unità non bloccate i dati sono sempre crittografati, mentre la chiave DEK viene sempre decrittografata senza che sia richiesta un'autenticazione.

Per bloccare l'unità è necessario modificare il codice AK predefinito dell'unità stessa, impostando un nuovo codice di autenticazione privato e modificando le impostazioni dell'unità SED in modo che rimanga bloccata in seguito all'avvio o a un'interruzione nell'alimentazione (ad esempio in caso di rimozione dell'unità SSD dall'array). Se rimossa dall'array, l'unità SSD viene disattivata e al suo avvio verrà richiesto il codice AK. Se il codice AK inserito è sbagliato, non sarà possibile leggere e accedere ai dati sull'unità SSD.

Per accedere ai dati, gli host devono fornire il codice AK corretto in modo da "acquisire" o "prendere il controllo" dell'unità, sbloccando la chiave DEK e consentendo così l'accesso ai dati.

L'acquisizione dell'unità avviene solo dopo l'avvio e l'unità SED rimane sbloccata finché l'array è attivo. Poiché i dati vengono in ogni caso analizzati dall'hardware di crittografia o decrittografia, il blocco dell'unità SED non pregiudica in alcun modo le prestazioni.


Figura 13. Modalità operativa SED

L'All-Flash array EMC XtremIO esegue la crittografia dei dati sulle seguenti unità SSD:

• SSD di dati: dove tutti i dati dell'utente vengono archiviati

• SSD per storage controller: potrebbero contenere journal dump dei dati dell'utente


Snapshot

Per creare le snapshot si acquisisce lo stato dei dati nei volumi in un preciso point-in-time e si consente agli utenti di accedere a quei dati quando serve, anche quando il volume di origine è stato modificato. Le snapshot di EMC XtremIO sono intrinsecamente scrivibili ma, per conservarne l'immutabilità, è possibile eseguirne il mount in sola lettura. Le snapshot possono essere acquisite sia dall'origine che da qualsiasi snapshot del volume di origine.

È possibile utilizzare le snapshot in diversi use case, tra cui:

• Protezione dal danneggiamento logico

XtremIO consente di creare snapshot frequenti (basate sugli intervalli RPO desiderati) e di utilizzarle per ripristinare qualsiasi danneggiamento logico dei dati. Le snapshot possono essere conservate nel sistema per tutto il tempo che servirà. Se si verifica un danneggiamento logico dei dati, è possibile utilizzare le snapshot per ricavare lo stato precedente dell'applicazione (prima del danneggiamento logico dei dati) e ripristinarla a un point-in-time noto e valido.

• Backup

È possibile generare snapshot da presentare a un server/agent di backup. In tal modo si ripartisce il carico del processo di backup dal server di produzione.

• Sviluppo e test

Il sistema consente all'utente di generare snapshot dei dati di produzione, nonché di creare copie multiple (che occupano poco spazio e con prestazioni elevate) del sistema di produzione e presentarle ai fini dello sviluppo e dell'esecuzione di test.

• Clone

Con EMC XtremIO è possibile disporre di funzionalità di tipo clone utilizzando snapshot scrivibili permanenti. Queste possono essere utilizzate per presentare un clone del volume di produzione a più server. Le prestazioni del clone saranno identiche a quelle del volume di produzione.

• Elaborazione offline

Le snapshot possono essere utilizzate per ripartire il carico dell'elaborazione dei dati dal server di produzione. Ad esempio, se è necessario eseguire un processo intenso sui dati (che può avere un impatto sulle prestazioni del server di produzione), è possibile utilizzare snapshot per creare una copia recente dei dati di produzione ed effettuarne il mount su un altro server. Tale processo può quindi essere eseguito (sull'altro server) senza consumare le risorse del server di produzione.


XtremIO offre i seguenti strumenti efficienti per la gestione di snapshot e l'ottimizzazione della loro fruibilità:

• Consistency group

I consistency group (CG) vengono utilizzati per creare un'immagine coerente di un set di volumi, in genere utilizzato da una singola applicazione, ad esempio database. Con i consistency group XtremIO è possibile creare una snapshot di tutti i volumi in un gruppo con un unico comando. Ciò garantisce che tutti i volumi vengano creati contemporaneamente. Molte delle operazioni che vengono applicate a un singolo volume possono essere applicate anche a un consistency group.

• Set di snapshot

Un set di snapshot è un gruppo di snapshot che sono state acquisite mediante un singolo comando e rappresentano un point-in-time di un gruppo. Un set di snapshot può essere il risultato di una snapshot di un consistency group, di un altro set di snapshot o di un set di volumi selezionati manualmente. Un set di snapshot mantiene una relazione con il predecessore dal quale è stato generato.

• Snapshot in sola lettura

Per impostazione predefinita, le snapshot XtremIO sono volumi standard e vengono create come snapshot scrivibili. Al fine di soddisfare la necessità di backup locale e copie inalterabili, è disponibile un'opzione per creare una snapshot di sola lettura. Una snapshot di sola lettura può essere mappata su un host esterno, ad esempio un'applicazione di backup, ma non è possibile scrivere su essa.

• Scheduler

Lo Scheduler può essere utilizzato per gli use case locali di protezione. Può essere applicato a un volume, a un consistency group o a un set di snapshot. Ogni Scheduler può essere definito per l'esecuzione in un intervallo di ore, minuti o secondi. In alternativa, può essere impostato per essere eseguito in un momento specifico di un giorno o una settimana. Ogni Scheduler prevede un criterio di conservazione, in base al numero di copie che il cliente vorrebbe conservare o all'età della snapshot meno recente.

• Restore

Utilizzando un singolo comando, è possibile eseguire il restore di un volume di produzione o di un consistency group da uno dei relativi set di snapshot discendenti. L'immagine SCSI del volume di produzione verrà spostata in una snapshot del set di snapshot richiesto senza la necessità che l'applicazione debba eseguire una nuova ricerca e una rediscovery di un nuovo volume.

• Refresh

Il comando di refresh è un potente strumento per gli ambienti di test e sviluppo e per lo use case di elaborazione offline. Con un unico comando, viene acquisita una snapshot del volume di produzione o consistency group e l'immagine SCSI del volume, mappata sull'applicazione di test e sviluppo, viene spostato in essa. Ciò consente all'applicazione di test e sviluppo di lavorare su dati correnti senza la necessità di copiare i dati o effettuare una nuova ricerca.


La tecnologia snapshot di EMC XtremIO si implementa sfruttando le funzionalità con riconoscimento dei contenuti del sistema (riduzione dei dati in linea), ottimizzate per supporti SSD, con una struttura ad albero univoca di metadati che indirizza le operazioni di I/O al timestamp dei dati corretto. Ciò rende possibile un'esecuzione di snapshot efficiente, che può sostenere prestazioni elevate e massimizzare al contempo la durata del supporto, sia in termini della capacità di creare più snapshot sia in relazione al numero di I/O che una snapshot può supportare.

Quando si creano snapshot, il sistema genera un puntatore ai metadati precedenti (dei dati effettivi nel sistema). La creazione di snapshot è quindi un'operazione molto rapida, che non ha alcun impatto sul sistema e non consuma capacità. Il consumo della capacità snapshot avviene soltanto se una modifica richiede la scrittura di un nuovo block univoco.

Quando viene creata una snapshot, i relativi metadati sono identici a quelli del volume precedente. Quando viene scritto un nuovo block nel precedente, il sistema aggiorna i metadati del volume precedente per rispecchiare la nuova scrittura (e archivia il block nel sistema, utilizzando il processo di flusso di scrittura standard). Fino a quando questo block viene condiviso tra le snapshot e il volume precedente, non può essere eliminato dal sistema a seguito di un'operazione di scrittura. Ciò vale sia per la scrittura in un nuovo sito sul volume (un'operazione di scrittura su un LBA inutilizzato) sia per una scrittura ripetuta su un sito già scritto.

Il sistema gestisce i metadati delle snapshot e del precedente, mediante una struttura ad albero. La snapshot e i volumi precedenti vengono rappresentati come foglie in questa struttura, come illustrato nella figura 14.

Figura 14. Struttura ad albero dei metadati

Time Line

t0 t1 Currentt2

A(t0)

S(t0)

A(t1)

A(t2)

S(t1)

P

S(t2)

A(x): Ancestor for snapshot at time x

S(x): Snapshot at time xP: Production entity


I metadati vengono condivisi tra tutti i block delle snapshot che non sono stati modificati (dal precedente originale della snapshot). La snapshot mantiene metadati univoci soltanto per un LBA il cui data block sia diverso da quello del suo precedente. Si assicura in tal modo una gestione economica dei metadati.

Quando si crea una nuova snapshot, il sistema crea sempre due foglie (due unità discendenti) dall'entità sottoposta a snapshot. Una delle foglie rappresenta la snapshot e l'altra diventa l'entità di origine. L'entità sottoposta a snapshot non sarà più utilizzata direttamente, ma verrà conservata nel sistema ai soli fini di gestione dei metadati.

Figura 15. Creazione di snapshot

A(t0)/S(t0)

H8 H2

H1 H2 H1 H3 H4 H5 H6 H7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

H4 H9

H6

H1

A(t1)

S(t1)

A(t2)/S(t2)

A(t2)

A(t0)

S(t0)

A(t1)

H1 H2 H1 H3 H4 H5 H6 H7

H4 H9

H6

H1

H8 H2

Snapshot Tree

P

2

1

1

S(t1)

P

S(t2)

2

8

Read/Write entity

Read Only entityAncestor entity

“A” represents an ancestor entity that can be used as a source for creating more snapshots or for production restore.

“P” represents the current (most updated) state of the production volume.

9

9

9

8

7

Phys

ical

Cu

mul

ativ

e Fl

ash

Capa

city

(Blo

cks)

MD

Size


La figura 15 illustra un volume a 16 block nel sistema XtremIO. La prima riga (contrassegnata con A(t0)/S(t0)) mostra il volume al momento dell'acquisizione della prima snapshot (t0). A t0, il precedente (A(t0)) e la snapshot (S(t0)) hanno gli stessi dati e metadati poiché S(t0) è la snapshot di sola lettura di A(t0) (contenente gli stessi dati del relativo precedente).

Nota: Dei 16 block ne vengono usati soltanto 8. I block 0 e 4 consumano soltanto un block di capacità fisica a seguito della deduplica. I block vuoti punteggiati rappresentano i block con thin provisioning che non consumano alcuna capacità fisica.

Nella figura 15, prima di creare la snapshot a S(t1), vengono scritti su P due nuovi block:

• H8 sovrascrive H2.

• H2 viene scritto sul block D ma non occupa altra capacità fisica perché è identico a H2, archiviato nel block 3 in A(t0).

S(t1) è una snapshot di lettura/scrittura. Contiene due block ulteriori (2 e 3) che sono diversi dal suo precedente.

A differenza delle snapshot tradizionali (che richiedono spazi riservati per i block modificati e una copia completa dei metadati per ogni snapshot), EMC XtremIO non richiede spazio riservato per le snapshot e non produce mai metadati gonfiati.

In qualsiasi momento, la snapshot EMC XtremIO consuma solo i metadati univoci, che vengono utilizzati esclusivamente per i block che non sono condivisi con le entità precedenti della snapshot. In tal modo il sistema mantiene efficientemente un numero consistente di snapshot, sostenendo spese di storage assai ridotte che sono dinamiche e proporzionali alla quantità di modifiche nelle entità.

Ad esempio, in corrispondenza del tempo t2, i block 0, 3, 4, 6, 8, A, B, D e F vengono condivisi con le entità del precedente. Solo il block 5 è univoco per questa snapshot. Quindi, EMC XtremIO consuma soltanto una unità di metadati. Il resto dei block è condiviso con i precedenti e utilizza la struttura di dati precedente per compilare i dati e la struttura corretti del volume.

Il sistema supporta la creazione di snapshot su un set di volumi. Tutte le snapshot dei volumi nel set sono uniformi in senso trasversale e contengono esattamente lo stesso point-in-time per tutti i volumi. Questo risultato si può ottenere manualmente, selezionando un set di volumi di cui acquisire snapshot, o tramite la collocazione di volumi in un contenitore consistency group e la creazione di una snapshot del consistency group.

Durante la creazione delle snapshot non vi è alcun impatto sulle prestazioni di sistema o sulla latenza complessiva del sistema (le prestazioni vengono mantenute). Ciò avviene indipendentemente dal numero di snapshot nel sistema o dalle dimensioni della struttura ad albero delle snapshot.


Le eliminazioni delle snapshot sono leggere e proporzionali soltanto alla quantità di block modificati tra le entità. Il sistema utilizza le proprie funzionalità con riconoscimento dei contenuti per gestire le eliminazioni degli snapshot. Ogni data block dispone di un contatore che indica il numero di istanze di quel block nel sistema. Quando un block viene eliminato, il valore del contatore viene ridotto di uno. Qualsiasi block il cui valore contatore sia zero (ovvero dove non vi sia alcun LBA sui volumi o sulle snapshot nel sistema che faccia riferimento a questo block) viene sovrascritto da XDP quando nuovi dati univoci accedono al sistema.

Eliminare un elemento secondario senza elementi discendenti non richiede alcuna elaborazione ulteriore da parte del sistema.

Eliminare una snapshot in una zona centrale della struttura ad albero innesca un processo asincrono. Tale processo fonde i metadati degli elementi secondari dell'entità eliminata con quelli delle relative entità superiori di due livelli. In tal modo la struttura ad albero non viene frammentata.

Con EMC XtremIO, tutti i block da eliminare vengono immediatamente contrassegnati come liberati. Non vi è quindi alcuna attività di Garbage Collection e il sistema non deve eseguire un processo di scansione per individuare ed eliminare i block orfani. Inoltre, con EMC XtremIO, l'eliminazione delle snapshot non ha alcun impatto sulle prestazioni di sistema e sulla durata dei supporti SSD.

L'implementazione delle snapshot si basa interamente sui metadati e sfrutta la riduzione dei dati in linea dell'array, in modo che i dati non vengano mai copiati all'interno dell'array. È così possibile mantenere diverse snapshot.

Snapshot di EMC XtremIO:

• Non richiedono spazio snapshot riservato.

• Consentono la creazione di copie immutabili e/o di cloni scrivibili del volume di origine.

• Vengono create istantaneamente.

• Hanno un impatto prestazionale trascurabile sul volume di origine e sulla snapshot stessa.

Nota: Per informazioni dettagliate sulle snapshot, consultare il white paper relativo alle snapshot di EMC XtremIO.


Prestazioni scalabili

XtremIO è stato progettato per lo scale-out per poter rispondere alle richieste future in termini di prestazioni e capacità, non solo per applicazioni nuove ma anche per quelle già implementate. L'architettura di EMC XtremIO consente di incrementare prestazioni e capacità aggiungendo fondamenta (X-Brick), pur mantenendo un punto di gestione singolo e un equilibrio tra risorse in tutto il sistema.

Lo scale-out è una parte essenziale dell'architettura di EMC XtremIO e può essere eseguito senza un upgrade integrale dell'hardware esistente e senza dover trasferire i dati per periodi prolungati.

Quando sono necessarie prestazioni e capacità aggiuntive, il sistema di storage EMC XtremIO può essere sottoposto a scale-out aggiungendo altri X-Brick. Più X-Brick vengono uniti per mezzo di una rete InfiniBand ridondante, con high availability e latenza ultra-ridotta.

Quando il sistema si espande, le risorse rimangono equilibrate e i dati nell'array vengono distribuiti su tutti gli X-Brick per conservare prestazioni omogenee e livelli equivalenti di usura della tecnologia Flash.

L'espansione del sistema viene eseguita senza dover ricorrere a configurazione o spostamento manuale dei volumi. EMC XtremIO utilizza l'algoritmo di generazione impronte per ridurre al minimo le ripetizioni di mapping. Un nuovo X-Brick viene aggiunto allo schema di bilanciamento interno del carico e solo i dati pertinenti esistenti vengono trasferiti nel nuovo DAE.

La capacità di storage e le prestazioni scalano in modo lineare affinché due X-Brick forniscano il doppio di IOPS, quattro X-Brick il quadruplo di IOPS, sei X-Brick il sestuplo di IOPS e otto X-Brick otto volte gli IOPS rispetto alla configurazione a X-Brick singolo. Ciononostante, la latenza rimane costantemente bassa (meno di 1 ms) per tutto lo scale-out del sistema, come mostrato nella figura 16.


Figura 16. Scalabilità delle prestazioni lineare con latenza uniformemente bassa

Poiché EMC XtremIO è stato sviluppato principalmente per fornire la scalabilità, il suo software non ha un limite intrinseco relativo alla dimensione del cluster.* L'architettura del sistema gestisce la latenza nel modo più efficiente possibile. La struttura del software è modulare. Ogni controller di storage esegue una combinazione di moduli diversi e condivide il carico totale. Questi moduli di software distribuiti (su controller di storage diversi) gestiscono ogni operazione di I/O singola, che attraversa il cluster. XtremIO gestisce ogni richiesta di I/O di due moduli software (2 hop), non importa se si tratti di un sistema a X-Brick singolo o un cluster di più X-Brick. Pertanto, la latenza resta sempre costante indipendentemente dalle dimensioni del cluster.

Nota: La latenza inferiore al millisecondo è convalidata dai risultati effettivi del test ed è determinata in base allo scenario peggiore.†

* Le dimensioni massime del cluster si basano su configurazioni attualmente testate e supportate. † La latenza inferiore a un millisecondo si applica ai block di dimensioni standard. La latenza per block di piccole o grandi dimensioni potrebbe essere più elevata.


InfiniBand svolge un ruolo importante nell'architettura di EMC XtremIO. EMC XtremIO utilizza due tipi di comunicazione su backplane InfiniBand: RPC (Remote Procedure Call) per i messaggi di controllo e RDMA (Remote Direct Memory Access) per lo spostamento dei data block.

InfiniBand non solo dispone di una delle larghezze di banda più elevate disponibili in qualsiasi tecnologia di interconnessione (40 Gb/s per una connessione QDR), ma presenta anche la latenza più bassa. Il tempo di roundtrip per un trasferimento RDMA di un data block tra due controller di storage XtremIO è di circa 7 microsecondi, valore quasi trascurabile se confrontato alla latenza di 500 microsecondi per ogni I/O di XtremIO. Ciò consente al software di selezionare qualsiasi controller di storage e SSD necessario, locale o remoto (su InfiniBand) per lo Storage Controller che riceve l'I/O.

Tutte le funzionalità di livello enterprise di XtremIO (compresi riduzione dei dati in linea, snapshot, XDP, HA ecc.) sono stati sviluppati come parte dell'architettura scale-out. Tutti i dati e i metadati vengono distribuiti equamente sull'intero cluster. Le operazioni di I/O vengono ammesse all'array tramite tutte le porte dell'host, utilizzando le zone della rete SAN e il multipath. Pertanto, poiché tutto il carico di lavoro viene condiviso in modo equo sui controller e sulle unità SSD, è pressoché impossibile che si verifichi un qualsiasi collo di bottiglia delle prestazioni all'interno del sistema.

Con EMC XtremIO:

• Processori, RAM, unità SSD e porte di connettività vengono scalati insieme, per offrire prestazioni scalabili con un equilibrio perfetto.

• La comunicazione interna avviene tramite una fabric interna InfiniBand QDR (40 Gb/s) con high availability.

• Il cluster è attivo "a N vie" e fa in modo che ogni volume venga raggiunto da qualsiasi porta dell'host su qualsiasi controller di storage su ogni X-Brick con prestazioni equivalenti.

• L'accesso ai dati RDMA a zero copie rende le operazioni di I/O alle unità SSD locali o remote equivalenti, indipendentemente dalla dimensione del cluster.

• I dati vengono bilanciati tra tutti gli X-Brick con l'espansione del sistema.

• Il livello di ridondanza è superiore e il cluster è più resistente a eventuali guasti hardware e software. In un cluster scale-out attivo "a N vie", se un controller di storage si guasta, il sistema perde solo 1/N-esimo delle prestazioni totali.

• È molto semplice aggiornare il sistema e, diversamente dai sistemi tradizionali con due controller, il modello di scale-out di EMC XtremIO consente ai clienti di iniziare con poco e di incrementare la capacità e le prestazioni dello storage con l'aumentare del carico di lavoro.


Distribuzione uniforme dei dati

Rispetto alle applicazioni esterne, EMC XtremIO appare e si comporta come uno storage array a block standard. Ciononostante, grazie alla sua architettura esclusiva, adotta un approccio sostanzialmente diverso all'organizzazione interna dei dati. Invece di utilizzare gli indirizzi logici, EMC XtremIO utilizza contenuti di block per decidere dove posizionare i data block.

Internamente, EMC XtremIO utilizza data block. In un'operazione di scrittura, qualsiasi chunk di dati di dimensioni superiori a quelle native del block viene suddiviso in block standard non appena accede all'array. Il sistema calcola un'impronta univoca di ciascun data block in entrata, utilizzando un algoritmo matematico speciale.

Questo ID univoco viene utilizzato per due scopi principali:

• Determinare dove posizionare i data block all'interno dell'array

• Per la riduzione dei dati in linea (vedere pagina 24)

A causa della modalità di funzionamento dell'algoritmo di generazione impronte, i numeri ID vengono visualizzati in modo completamente casuale e vengono distribuiti in modo equo all'interno dell'intervallo possibile di valori delle impronte. Si avrà così una distribuzione omogenea dei data block nell'intero cluster e in tutte le schede SSD all'interno dell'array. In altre parole, con EMC XtremIO non è necessario controllare i livelli di utilizzo dello spazio su schede SSD diverse, né gestire in modo attivo le scritture di dati uguali su ogni scheda SSD. XtremIO fornisce intrinsecamente una distribuzione omogenea dei dati posizionando i block in base al loro ID univoco (vedere la figura 7 a pagina20).

EMC XtremIO conserva i seguenti metadati:

• Mapping da indirizzo logico (LBA) a ID impronta

• Mapping da ID impronta a sede fisica

• Conteggio di riferimento su ogni ID impronta

Il sistema conserva tutti i metadati nella memoria dei controller di storage e li protegge applicando il mirroring dei journal delle modifiche a più controller di storage via RDMA. Inoltre li salva periodicamente nell'unità SSD.


Conservare tutti i metadati nella memoria consente a EMC XtremIO di fornire i seguenti vantaggi esclusivi:

• Nessuna ricerca nella SSD

Se non sono necessarie le ricerche nella SSD, aumentano le operazioni di I/O disponibili per le operazioni dell'host.

• Snapshot istantanee

Le operazioni relative alle snapshot sono istantanee poiché il processo di acquisizione di una snapshot viene eseguito interamente nella memoria dell'array (vedere pagina 34).

• Clonazione VM istantanea

Riduzione dei dati in linea e VAAI, unite ai metadati in memoria, consentono a EMC XtremIO di clonare una virtual machine solo con le operazioni della memoria.

• Prestazioni stabili

Sedi fisiche dei dati, grandi volumi e ampi intervalli LBA non incidono sulle prestazioni di sistema.

High Availability

Evitare la perdita di dati e garantire il servizio in caso di guasti multipli è una delle funzionalità core nell'architettura dello storage array All-Flash EMC XtremIO.

Dal punto di vista dell'hardware, nessun componente costituisce un single point of failure. Ciascun controller di storage, DAE e switch InfiniBand nel sistema ha una doppia fonte di alimentazione. Il sistema è anche dotato di doppie Battery Backup Unit (BBU) e una doppia rete e porte dati (in ciascuno dei storage controller). I due switch InfiniBand hanno una connessione cross-connect e creano una doppia fabric di dati. Sia l'ingresso dell'alimentazione sia i diversi percorsi dei dati vengono costantemente monitorati e ogni guasto avvia un tentativo di ripristino o un failover.

L'architettura software è costruita in modo analogo. Ogni singola informazione che non viene confermata nell'unità SSD viene conservata in più sedi, dette journal. Ciascun modulo software ha il proprio journal, che non viene tenuto sullo stesso storage controller e può essere utilizzato per ripristinare i dati in caso di guasti imprevisti. I journal vengono considerati estremamente importanti e sono sempre conservati sui controller di storage con alimentazione supportata da batterie. In caso di problemi alla Battery Backup Unit, il journal esegue il failover su un altro storage controller. Nell'evenienza di un'interruzione globale dell'alimentazione, le Battery Backup Unit assicurano la scrittura di tutti i journal sui dischi di vaulting nei controller di storage e la disattivazione del sistema.

Inoltre, a causa del design scale-out e dell'algoritmo XPD di protezione dei dati, ciascun X-Brick è preconfigurato come un singolo gruppo di ridondanza. Si elimina così l'esigenza di selezionare, configurare e regolare i gruppi di ridondanza.


L'architettura Active-Active di EMC XtremIO è progettata per garantire massime prestazioni e latenza uniforme. Il sistema comprende un meccanismo di self-healing che tenta il ripristino da qualsiasi guasto e recupera la piena funzionalità. Il tentativo di riavviare un componente guasto viene eseguito una volta prima di un'azione di failover. Il failover dello storage controller viene eseguito come ultima opzione. In base alla natura del guasto, il sistema tenta di eseguire il failover del relativo componente software, mantenendo al contempo l'operatività degli altri componenti e riducendo così al minimo l'impatto sulle prestazioni. L'intero controller di storage esegue il failover soltanto se i tentativi di ripristino non sono efficaci o se il sistema deve agire nell'interesse della protezione contro la perdita di dati.

Quando viene ripristinato un componente che era temporaneamente non disponibile, si avvia un failback. Questo processo viene eseguito a livello del componente software o dello storage controller. Un meccanismo antirimbalzo impedisce che il sistema esegua il failback a un componente instabile o a un componente in manutenzione.

Creato con commodity hardware, EMC XtremIO non si affida soltanto al rilevamento degli errori basato su hardware e include un algoritmo proprietario che assicura il rilevamento, la correzione e la segnalazione delle aree danneggiate. Qualsiasi situazione di danneggiamento dati che non viene automaticamente gestita dall'hardware SSD viene gestita dal meccanismo XDP sull'array o dalle copie multiple conservate nei journal. L'impronta digitale del contenuto viene utilizzata come meccanismo sicuro e affidabile di integrità dei dati durante le operazioni di lettura per evitare errori automatici di danneggiamento dei dati. Se nell'impronta digitale si riscontra una mancata corrispondenza, l'array ripristina i dati leggendoli di nuovo o ricostruendoli a partire dal gruppo di ridondanza XDP.


Espansione e upgrade senza interruzioni

Durante gli upgrade senza interruzioni (NDU) del sistema operativo EMC XtremIO, il sistema esegue la procedura di aggiornamento su un cluster live, aggiorna tutti i controller di storage nel cluster e riavvia l'applicazione in un processo che richiede meno di 10 secondi. Poiché il kernel Linux sottostante è attivo per l'intera durata del processo di upgrade, gli host non rilevano nessuna disconnessione del percorso nel periodo di ravvio dell'applicazione.

Nel raro caso di un upgrade del kernel Linux o del firmware, è possibile aggiornare l'array All-Flash EMC XtremIO senza interruzioni del servizio e senza rischio di perdita di dati. La procedura NDU viene avviata dal management server EMC XtremIO ed è in grado di aggiornare il software EMC XtremIO e il sistema operativo e firmware sottostanti.

Durante la procedura NDU di Linux/del firmware, il sistema esegue automaticamente il failover di un componente e ne aggiorna il software. Una volta completato l'upgrade e verificato il buono stato dei componenti, il sistema esegue il failback su di esso e il processo si ripete sugli altri componenti. Durante il processo di upgrade, il sistema è totalmente accessibile, non vengono persi dati e l'impatto sulle prestazioni resta minimo.

L'espansione senza interruzioni consente l'aggiunta di risorse di storage e di elaborazione come descritto inPrestazioni scalabili, a pagina 40. L'espansione del sistema viene eseguita senza dover ricorrere a configurazione o spostamento manuale dei volumi. XtremIO utilizza l'algoritmo di generazione impronte per ridurre al minimo le ripetizioni di mapping. Un nuovo X-Brick viene aggiunto allo schema di bilanciamento interno del carico e solo i dati rilevanti esistenti vengono trasferiti nel nuovo DAE.


Integrazione con VMware VAAI

VAAI (vSphere Storage APIs for Array Integration) è stato introdotto come miglioramento alla clonazione VM basata su host. Senza VAAI, per clonare un'intera virtual machine, l'host deve leggere ciascun data block e scriverlo al nuovo indirizzo dove risiede la virtual machine clonata, come illustrato nella figura 17. Si tratta di un'operazione costosa che grava sul carico dell'host, dell'array e della SAN (Storage Area Network).

Figura 17. Copia completa senza VAAI

A B A C D D

Storage Array

(Full clone)

A

VM1

Addr 1 Addr 2 Addr 3 Addr 4 Addr 5 Addr 6

VM1

A B A C D D

Host reads every block

Storage Array

B


VM1 VM2

A B A C D D A B A C D D

Storage Array

Host writes every block

C

New Addr 1

New Addr 2

New Addr 3

New Addr 4

New Addr 5

New Addr 6Addr 1 Addr 2 Addr 3 Addr 4 Addr 5 Addr 6


Con VAAI, il carico di lavoro dato dalla clonazione di una virtual machine viene ridistribuito sullo storage array. L'host deve soltanto emettere un comando X-Copy affinché l'array copi i data block al nuovo indirizzo della virtual machine, come illustrato nella figura 18. Questo processo consente di risparmiare le risorse dell'host e della rete. Tuttavia continua a consumare le risorse dello storage array.

Figura 18. Copia completa con VAAI

A B A C D D

X-Copy command (full clone)

A

VM1

Storage Array


A B A C D DCopy all blocks

B

VM1

Storage Array


A B A C D D A B A C D D

All blocks are copied internally to the new location, without having to move them over the SAN and through the host.

C

VM1 VM2

Storage Array

ANew

Addr 1

BNew

Addr2

ANew

Addr3

CNew

Addr4

DNew

Addr5

DNew

Addr6Addr 1 Addr 2 Addr 3 Addr 4 Addr 5 Addr 6


EMC XtremIO è completamente compatibile con VAAI e consente all'array di comunicare direttamente con vSphere e di fornire vMotion con storage accelerato e funzionalità di provisioning di VM e di thin provisioning.

Inoltre, l'integrazione con VAAI di EMC XtremIO migliora ulteriormente l'efficienza di X-Copy e rende l'intera operazione basata su metadati. Con EMC XtremIO, a causa della riduzione dei dati in linea e dei metadati in memoria, durante il comando X-Copy non viene copiato alcun data block effettivo. Il sistema si limita a creare nuovi puntatori per i dati esistenti e l'intero processo viene condotto nella memoria degli storage controller, come illustrato nella figura 19. Pertanto, non consuma le risorse dello storage array e non ha alcun impatto sulle prestazioni di sistema.

Ad esempio, un'immagine VM può essere clonata istantaneamente (anche più volte) con EMC XtremIO.

Ptr Ptr Ptr Ptr Ptr Ptr

A B C D

Metadata in RAM

Data on SSDXtremIO

X-Copy command (full clone)

A

VM1



A B C D

Copy metadata pointers

Data on SSDXtremIO

B

VM1



Figura 19. Copia completa con EMC XtremIO

L'operazione è possibile soltanto con i metadati in memoria e con la riduzione dei dati in linea di EMC XtremIO. Gli altri prodotti flash che implementano VAAI ma non dispongono della deduplica in linea devono comunque scrivere la X-Copy su flash e deduplicare in seguito. Gli array che non dispongono di metadati in memoria devono condurre ricerche su SSD per eseguire la X-copy, che ha un impatto negativo sull'I/O delle macchine virtuali attive esistenti. Soltanto con EMC XtremIO il processo viene completato rapidamente, senza operazioni di scrittura SSD e senza incidere sulle operazioni di I/O sulle virtual machine esistenti.

Le funzionalità di EMC XtremIO per il supporto VAAI comprendono:

• Zero Block/Write Same

Utilizzata per azzerare le regioni del disco (termine VMware: HardwareAcceleratedInit).

Questa funzionalità assicura la formattazione accelerata del volume.

• Clone Block/Full Copy/XCOPY

Utilizzata per copiare o eseguire la migrazione di dati all'interno dello stesso array fisico (termine VMware: HardwareAcceleratedMove).

Su EMC XtremIO, questa funzionalità fa in modo che la clonazione della virtual machine avvenga quasi istantaneamente, senza alcun impatto sull'I/O utente o sulle VM attive.

• Record based locking/Atomic Test & Set (ATS)

Utilizzata durante la creazione e il blocco dei file sul volume VMFS, ad esempio, durante l'accensione/lo spegnimento delle virtual machine (termine VMware: HardwareAcceleratedLocking).

Sono in tal modo consentiti volumi maggiori e cluster ESX senza conflitti.

• Block Delete/UNMAP/TRIM

Consente il recupero dello spazio inutilizzato, grazie alla funzionalità SCSI UNMAP (termine VMware: BlockDelete; solo vSphere 5.x).


A B C D


Metadata in RAM

Data on SSDXtremIO

C• No data blocks are copied.• New pointers are created to the existing data.

VM1 VM2New

Addr 1New

Addr 2New

Addr 3New

Addr 4New

Addr 5New

Addr 6Addr 1 Addr 2 Addr 3 Addr 4 Addr 5 Addr 6


EMC XtremIO Management Server (XMS) EMC XMS consente di controllare e gestire il sistema, compiendo le seguenti attività:

• Creazione, inizializzazione e formattazione di nuovi sistemi

• Monitoraggio di salute ed eventi del sistema

• Monitoraggio delle prestazioni di sistema

• Gestione di un database cronologico delle statistiche di prestazioni (XMS conserva fino a due anni di dati cronologici, fornendo funzionalità di reporting avanzate).

• Fornitura di servizi GUI e CLI ai client

• Implementazione della gestione volumi e della logica di funzionamento gruppi di protezione dei dati

• Manutenzione del sistema (arresto, avvio e riavvio)

XMS è preinstallato con interfacce CLI, GUI e interfacce API RESTful. Può essere installato su un server fisico dedicato nel data center o come virtual machine su VMware.

EMC XMS deve accedere a tutte le porte di gestione sugli storage controller X-Brick e deve essere accessibile da qualsiasi macchina host client GUI/CLI. Poiché tutte le comunicazioni utilizzano connessioni TCP/IP standard, EMC XMS può essere collocato ovunque siano rispettati i requisiti di connettività suddetti.

Dal momento che XMS non si trova nel percorso dei dati, può essere disconnesso dal cluster XtremIO senza influenzare l'I/O. Un guasto dell'XMS interessa solo le attività di monitoraggio e configurazione, come la creazione e l'eliminazione di volumi. Tuttavia, quando si utilizza una topologia EMC XMS virtuale, è possibile sfruttare le funzionalità VMware vSphere HA per superare facilmente simili guasti.

Un singolo XMS può gestire più cluster*. L'XMS può gestire cluster di dimensioni, modelli e numeri di versione di XtremIO diversi. I vantaggi principali della gestione di più cluster sono:

• Dalla prospettiva gestionale, un amministratore può gestire più cluster da un unico pannello di gestione.

• Da una prospettiva di implementazione, per gestire più cluster è necessario solo un singolo server XMS.

Con il tempo, altri cluster possono essere aggiunti a un XMS implementato. Inoltre, un cluster può essere spostato facilmente da un XMS a un altro. Tutte le interfacce di gestione (GUI/CLI/REST) offrono funzionalità interne di gestione di più cluster. La gestione di più cluster è supportata dalla versione 4.0 e successive.

* Il sistema versione 4.0 supporta fino a otto cluster gestiti da un XMS in un determinato sito. Questa cifra continuerà ad aumentare nelle release successive del sistema operativo di EMC XtremIO.


GUI del sistema

La figura 20 illustra la relazione tra l'interfaccia grafica di sistema (GUI) e altri componenti della rete.

Figura 20. Relazione tra interfaccia grafica e altri componenti della rete

L'interfaccia grafica di sistema viene implementata utilizzando un client Java. Il software client GUI comunica con EMC XMS, per mezzo di protocolli TCP/IP standard, e può essere utilizzato in qualsiasi sito che consenta al client di accedere a EMC XMS.

L'interfaccia grafica offre strumenti di facile utilizzo per l'esecuzione della maggior parte delle operazioni di sistema (alcune operazioni di gestione devono essere eseguite tramite CLI).

XMS EthernetEthernet

Management Plane

Host

Host

Host

FC/iSCSIFC/iSCSI SANXtremIO

Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Host

Host

Host


Array

Data Plane

Up to Eight XtremIO Clusters (Managed by a Single XMS)


La figura 21 mostra il dashboard dell'interfaccia grafica e consente all'utente di monitorare lo storage, le prestazioni, gli alert e lo stato dell'hardware del sistema.

Figura 21. Monitoraggio del sistema tramite l'interfaccia grafica

Interfaccia a riga di comando

L'interfaccia a riga di comando (CLI) del sistema consente agli amministratori e agli altri utenti del sistema di eseguire operazioni di gestione supportate. Viene preinstallata su EMC XMS e vi si può accedere con un protocollo SSH standard.

Per facilitare la creazione di script da un host remoto, è possibile definire un accesso utente SSH basato su chiave che non richiede lo storage della password nello script e consente l'accesso remoto CLI.

API RESTful

L'API RESTful di XtremIO abilita l'interfaccia basata su HTTPS per automazione, organizzazione delle azioni, query e provisioning del sistema. L'API consente di utilizzare applicazioni di terze parti per controllare e gestire completamente l'array. Consente quindi di sviluppare soluzioni di gestione flessibili per l'array EMC XtremIO.


LDAP/LDAPS

EMC XtremIO Storage Array supporta l'autenticazione LDAP sia per gli utenti dell'interfaccia grafica che dell'interfaccia a riga di comando. Una volta configurato per l'autenticazione LDAP, EMC XMS reindirizza l'autenticazione dell'utente ai server LDAP o Active Directory (AD) configurati e consente l'accesso ai soli utenti autenticati. Le autorizzazioni XMS degli utenti vengono quindi definite in base a un mapping tra i gruppi LDAP/AD degli utenti e i ruoli XMS.

Grazie alla funzione di configurazione LDAP del server XMS, è possibile utilizzare uno o più server per autenticare gli utenti esterni durante il login al server XMS.

L'operazione LDAP viene eseguita una volta quando si esegue l'accesso a un server XMS con le credenziali di utenti esterni. Il server XMS funziona come un client LDAP e si connette a un servizio LDAP, in esecuzione su un server esterno. Viene eseguita la ricerca LDAP, utilizzando il profilo di configurazione LDAP preimpostato e le credenziali di login dell'utente esterno.

Se l'autenticazione va a buon fine, l'utente esterno si collega al server XMS e può accedere in parte o in toto alle funzionalità del server XMS (in base al ruolo XMS assegnato al gruppo di utenti LDAP).

EMC XtremIO Storage Array supporta anche il protocollo LDAPS per l'autenticazione sicura.

Facilità di gestione EMC XtremIO è estremamente semplice da configurare e da gestire e non richiede tuning o pianificazione dettagliata.

Con EMC XtremIO, l'utente non è tenuto a scegliere tra opzioni RAID diverse per ottimizzare il sistema. Quando il sistema è inizializzato, XDP (vedere pagina 28) è già configurato come singolo gruppo di ridondanza. Tutti i dati dell'utente vengono distribuiti su tutti gli X-Brick. Inoltre non è necessario effettuare né il tiering, né il tuning delle prestazioni. Tutti gli I/O vengono trattati allo stesso modo. Di tutti i volumi, una volta creati, viene eseguito il mapping a tutte le porte (FC e iSCSI) e non esiste alcun storage tiering in questo array. Si elimina così l'esigenza di tuning manuale delle prestazioni e di impostazioni di ottimizzazione, fatto che rende il sistema facile da gestire, configurare e utilizzare.

Caratteristiche di EMC XtremIO:

• Pianificazione minima

Non richiede alcuna configurazione RAID

Minima attività di ridimensionamento per clonazione/snapshot

• Non richiede il tiering

Tier singolo, all-flash array

• Non richiede il tuning delle prestazioni

Indipendente dal modello di accesso di I/O, percentuali di riscontri nella cache, decisioni in materia di tiering ecc.


Replica di XtremIO a un array remoto

RecoverPoint

La famiglia EMC RecoverPoint fornisce a costi contenuti soluzioni CDP (Continuous Data Protection) locali, CRR (Continuous Remote Replication) e CLR (Concurrent Local and Remote Replication) che consentono di eseguire il ripristino dei dati a qualsiasi point-in-time e un nuovo meccanismo "snap e replica" per replica locale e remota (XRP). Ciò consente la replica per applicazioni con prestazioni elevate e bassa latenza. RecoverPoint/EX supporta la replica locale e remota per EMC Symmetrix® VMAX™ 10K, Symmetrix VMAX 20K, Symmetrix VMAX 40K, VPLEX™, EMC XtremIO (con splitter VPLEX se virtualizzato con VPLEX o con supporto nativo di RecoverPoint), la serie EMC VNX e gli array CLARiiON CX3 o CX4.

I prodotti consentono ai clienti di centralizzare e semplificare la gestione della protezione dei dati e forniscono funzionalità di Continuous Data Protection locale e/o di replica remota:

• Supporto della replica nativa per XtremIO

Il supporto della replica nativa per XtremIO è progettato per applicazioni a prestazioni elevate e bassa latenza e fornisce un Recovery Point Objective basso, pari o inferiore a un minuto, e un RTO immediato.

I vantaggi includono:

Replica remota o locale a livello di block

Replica locale e remota asincrona

Replica basata su policy per consentire l'ottimizzazione dello storage e delle risorse di rete, mentre si ottengono RPO e RTO desiderati

Integrazione con riconoscimento dell'applicazione

• Replica basata su splitter, utilizzando VPLEX

La replica basata su splitter di RecoverPoint fornisce replica sincrona, replica continua con granularità elevata (basata su journal) e replica per i data center active-active.


Replica remota o locale a livello di block

Replica remota dinamica sincrona, sincrona o asincrona.

Replica basata su policy per consentire l'ottimizzazione dello storage e delle risorse di rete, mentre si ottengono RPO e RTO desiderati

Integrazione con riconoscimento dell'applicazione


• RecoverPoint per virtual machine

RecoverPoint per virtual machine è una soluzione di replica basata su hypervisor completamente virtualizzata che utilizza un engine EMC RecoverPoint completamente virtualizzato.


Ottimizzazione degli obiettivi RPO/RTO per l'ambiente VMware a costi complessivi di gestione inferiori

Semplificazione di OR e disaster recovery e incremento dell'agilità del business

Disponibilità, per l'IT o i service provider, di protezione dei dati pronta per il cloud in modo da poter eseguire il Disaster Recovery as-a-Service per private, public e hybrid cloud.

Solution Brief

Replica nativa di RecoverPoint per XtremIO

La replica nativa di RecoverPoint per XtremIO utilizza l'opzione "snap e replica" ed è una soluzione di replica per gli ambienti con prestazioni elevate e bassa latenza. Sfrutta le migliori caratteristiche di RecoverPoint e di XtremIO, fornendo una replica per carichi di lavoro gravosi con un RPO ridotto.

La soluzione è stata sviluppata per supportare tutti i carichi di lavoro XtremIO, e supporta tutti i tipi di cluster da una configurazione Starter X-Brick e fino a otto cluster X-Brick con possibilità di scale-out tramite l'opzione di scale-out di XtremIO.

La tecnologia di replica nativa di RecoverPoint viene implementata utilizzando al meglio le funzionalità di riconoscimento dei contenuti di XtremIO. Questo consente una replica efficiente replicando solo le modifiche dopo l'ultimo ciclo. Inoltre, sfrutta esclusivamente la gestione di larghezza di banda matura ed efficiente di RecoverPoint per aumentare al massimo la quantità di I/O che la replica è in grado di supportare.

Quando viene avviata la replica di RecoverPoint, i dati vengono completamente replicati sul sito remoto. RecoverPoint crea una snapshot sull'origine e la trasferisce al sito remoto. La prima replica viene eseguita, innanzitutto, abbinando le firme tra le copie locali e remote e solo dopo replicando i dati richiesti nella copia di destinazione.


Figura 22. Opzione "snap e replica" di RecoverPoint – replica iniziale

Per ogni ciclo successivo, viene creata una nuova snapshot e RecoverPoint esegue la replica delle sole modifiche tra snapshot alla copia di destinazione e memorizza le modifiche apportate in una nuova snapshot sul sito di destinazione.

Figura 23. Opzione "snap e replica" di RecoverPoint – repliche successive

Host

RPAs

First Snapshot First InitializationSnapshot

RPAs

Snapshot is transferred to the target side by RecoverPointand stored at the target array.

Cluster

First Snapshot First InitializationSnapshot

New Snapshot

Delta snapDIFF

RPAsRPAs

Host

RecoverPoint only syncs the changes between the snapshots to the target site and stores the changes as a new snapshot at the target site.


Le snapshot sulla destinazione vengono conservate in base al criterio di conservazione e possono essere utilizzate per il test di DR e per il failover sulla copia di destinazione.

La replica nativa di RecoverPoint per XtremIO offre valori esclusivi e superiori, tra cui:

• Tutte le operazioni di disaster recovery

• Integrazione completa con gli ecosistemi EMC e VMware

• Supporto della scala completa e delle prestazioni di XtremIO

• Vantaggi offerti dalla maturità di oltre 12 anni di RecoverPoint

• Gestione e configurazione semplici da un'unica console

• Possibilità di failover e test con RTO immediato

• Razionalità nel consumo di spazio e sincronizzazione dei dati veloce, utilizzando al meglio le shapshot di XtremIO di dimensioni contenute

La replica di XtremIO consente protezione dei dati e disaster recovery all'interno dello stesso sito e tra i siti.

• Fan-In / Fan-Out

• Replica bidirezionale

• Da XtremIO a XtremIO

• Replica eterogenea tra XtremIO ad array VPLEX, VMAX e VNX

Replica sincrona e CDP per XtremIO

Con la soluzione di splitter VPLEX è supportata la replica sincrona e CDP.

EMC PowerPath, EMC VPLEX, EMC RecoverPoint ed EMC XtremIO possono* essere integrati tra loro per fornire una soluzione di storage a block efficiente, affidabile e dalle prestazioni elevate.

• PowerPath: viene installato su host per fornire failover dei percorsi, bilanciamento del carico e engine VPLEX di ottimizzazione delle prestazioni (o direttamente all'array XtremIO se non si utilizza VPLEX).

• EMC VPLEX Metro - Consente di condividere i servizi di storage tra volumi virtuali distribuiti e consente l'accesso simultaneo in lettura e scrittura sui siti Metro e sui confini degli array.

• EMC VPLEX Local - Utilizzato al sito di destinazione, virtualizza gli storage device EMC e non EMC, per un migliore utilizzo delle risorse.

• RecoverPoint/EX - Qualsiasi dispositivo incapsulato da EMC VPLEX (compreso EMC XtremIO) può utilizzare i servizi RecoverPoint per la replica asincrona, sincrona e dinamica sincrona.

* Approvazione RPQ obbligatoria. Contattare il responsabile EMC.


Ad esempio:

Un'organizzazione dispone di tre data center situati nel New Jersey, a New York City e nell'Iowa, come illustrato nella figura 24.

Figura 24. Soluzione integrata che utilizza EMC XtremIO, EMC PowerPath, EMC VPLEX e EMC RecoverPoint

I nodi Oracle RAC e VMware HA sono distribuiti tra i siti del NJ e di NYC e i dati vengono spostati frequentemente tra tutti i siti.

L'organizzazione ha adottato una strategia multi-vendor per la propria infrastruttura di storage:

• Lo storage EMC XtremIO viene utilizzato per la VDI aziendale e altre applicazioni a elevate prestazioni.

• EMC VPLEX Metro consente di ottenere data mobility e accesso su entrambi i siti del NJ e di NYC. EMC VPLEX Metro offre all'organizzazione funzionalità Access Anywhere, dove è possibile accedere ai volumi virtuali distribuiti in lettura/scrittura presso entrambi i siti.

• La soluzione di disaster recovery viene implementata tramite RecoverPoint per Continuous Remote Replication asincrona tra il sito Metro e il sito dell'Iowa.

• EMC VPLEX Metro viene utilizzato presso la sede dell'Iowa per migliorare l'utilizzo degli asset e delle risorse e per abilitare contestualmente la replica dallo storage EMC a quello non EMC.

Instance C - IowaLocal VPLEX

Remote site C (Remote DR)

RecoverPoint/EX

VPLEX

PowerPath PowerPath

VNX

Instance A - NJMetro VPLEX

Instance B - NYCMetro VPLEX

Metro site B

Distributed Virtual Volume

Metro site A

VPLEX

XtremIO

PowerPath PowerPath/VE

Oracle RAC Node 1

XtremIO VMAX

RecoverPoint/EX

VPLEX

PowerPath PowerPath/VE

Oracle RAC Node 2

WAN

Oracle


Le soluzioni EMC (come quelle dell'esempio precedente) offrono valori esclusivi e superiori, tra cui:

• High availability e ottimizzazione delle prestazioni di più percorsi in un ambiente di storage ad elevate prestazioni

• Storage All-Flash con riconoscimento dei contenuti ad elevate prestazioni, che supporta centinaia di migliaia di IOPS con bassa latenza e throughput elevato

• Cluster geograficamente distribuito con RPO pari a zero

• Ripristino automatizzato con RTO quasi pari a zero

• High availability all'interno e nei vari data center VPLEX Metro

• Incremento delle prestazioni grazie alla condivisione dei carichi di lavoro tra siti

• Continuous Remote Replication (o CDP o CLR) dei sistemi EMC XtremIO


Integrazione con altri prodotti EMC EMC XtremIO si integra perfettamente con altri prodotti EMC. I punti di integrazione continueranno ad essere ampliati nelle successive release di EMC XtremIO, per offrire ulteriore valore aggiunto ai clienti EMC.

Soluzioni di integrazione del sistema

Vblock

Vblock è una piattaforma di converged infrastructure che combina le risorse di storage, elaborazione e rete in un unico prodotto. Prodotto di punta del percorso di innovazione, Vblock 540 è primo sistema basato sui primi sistemi converged infrastructure basati su all-flash per carichi di lavoro misti a prestazioni elevate. Il sistema è dotato all-flash array (AFA) ExtremIO, prodotto leader di settore di EMC, di Cisco Unified Computing System di nuova generazione e di rete Cisco Nexus ACI, per prestazioni scale-out a bassissima latenza, flessibilità di livello superiore ed eccellenza operativa.

Combinato con l'estensione tecnologica VCE per lo storage EMC Isilon, Vblock 540 è ideale per applicazioni mission-critical ed emergenti di terza piattaforma, quali Big Data (analisi del business) ed End-User Computing.

VSPEX

La Proven Infrastructure di VSPEX accelera l'implementazione del private cloud e delle soluzioni VDI con XtremIO. Sviluppata con tecnologie all'avanguardia di virtualizzazione, server, rete, storage e backup, VSPEX garantisce un'implementazione più veloce, una maggiore semplicità, una scelta più ampia, un'efficienza superiore e un rischio inferiore. La convalida di EMC garantisce prestazioni prevedibili e consente ai clienti di selezionare prodotti che sfruttino l'infrastruttura IT esistente eliminando i carichi di pianificazione, dimensionamento e configurazione.

Ulteriori informazioni sulle soluzioni VSPEX sono disponibili all'indirizzo: https://support.emc.com/products/30224_VSPEX

https://support.emc.com/products/30224_VSPEX


Soluzioni di gestione e monitoraggio

EMC Storage Analytics (ESA)

ESA collega VMware vRealize Operations Manager (vR OPs Manager) per lo storage con un adattatore EMC. vR OPs Manager consente di visualizzare non solo le metriche delle prestazioni e della capacità dei sistemi di storage, ma anche i dati forniti dall'adattatore nei seguenti modi:

• Esso si collega alle risorse del sistema di storage e ne raccoglie i dati

• Conversione dei dati in un formato che vC OPs Manager è in grado di elaborare

• Trasferimento dei dati nel collector di vC OPs Manager

vC OPs Manager presenta i dati aggregati tramite alert, dashboard e report predefiniti che risultano di facile interpretazione per gli utenti finali. EMC Adapter viene installato con l'interfaccia utente amministrativa di vR OPs Manager. ESA è conforme ai requisiti di certificazione del pacchetto VMware e ha ricevuto la certificazione VMware Ready.

Ulteriori informazioni su ESA sono disponibili all'indirizzo: https://support.emc.com/products/30680_Storage-Analytics

Plug-in EMC Storage Integrator (ESI) per Windows

EMC Storage Integrator (ESI) for Windows Suite è un set di strumenti destinato agli amministratori delle applicazioni MS Windows e Microsoft. Il plug-in ESI è basato su Microsoft Management Console (MMC) e viene eseguito come strumento standalone o come parte di uno snap-in MMC su un computer Windows. Offre la possibilità di visualizzare, eseguire il provisioning e gestire lo storage dall'array XtremIO.

Altre funzionalità del plug-in ESI per Windows sono le seguenti:

• L'ESI PowerShell Toolkit offre funzionalità di storage provisioning e discovery ESI con i cmdlet di PowerShell corrispondenti.

• Oltre a supportare gli ambienti fisici, ESI supporta discovery e provisioning dello storage per macchine virtuali Windows eseguite su Microsoft Hyper-V, VMware vSphere e vCenter.

• Gli ESI SCOM Management Pack per Microsoft System Center Operations Manager consentono la gestione dell'array XtremIO con SCOM fornendo viste dashboard consolidate e semplificate.

• ESI Exchange Integration consente l'integrazione con l'implementazione di Exchange.

• L'adattatore ESI SQL Server consente la visualizzazione di istanze e database di Microsoft SQL Server locali e remoti e il mapping dei database allo storage EMC. ESI supporta la funzionalità Always On in SQL Server 2012 e 2014, il che consente all'utente di visualizzare la replica di SQL Server primaria e fino a quattro repliche secondarie.

https://support.emc.com/products/30680_Storage-Analytics


ESI plug-in for Windows è un software gratuito e scaricabile da:https://support.emc.com/products/17404_ESI-for-Windows-Suite

Plug-in EMC Storage Integrator (ESI) for Oracle VM

Oracle VM è una soluzione di virtualizzazione dei server di Oracle Corporation. Consente la rapida implementazione di applicazioni di livello enterprise. EMC Storage Integrator (ESI) for Oracle VM è un plug-in EMC che consente alle virtual machine Oracle di eseguire la discovery e il provisioning di storage da XtremIO. Il plug-in ESI è progettato per funzionare in combinazione con il framework Oracle Storage Connect. Il framework fornisce un set di API per la discovery e il provisioning dello storage che incrementano l'abilità di gestione e provisioning degli storage device in un ambiente Oracle.

Oracle VM e le API Storage Connect, insieme a EMC Storage Integrator, migliorano le operazioni IT per la gestione dell'infrastruttura virtuale. Consente all'amministratore di Oracle VM di:

• Creare e aggiungere dispositivi di storage dall'array.

• Generare snapshot di questi dispositivi.

• Clonare le virtual machine con lo storage collegato.

ESI plug-in for Oracle VM è un software gratuito e scaricabile da: https://support.emc.com/products/37222_Storage-Integrator-for-Oracle-VM-Storage-Connect

Controller ViPR

EMC ViPR Controller è una piattaforma di software-defined storage che astrae, raccoglie e automatizza l'infrastruttura di storage fisico sottostante di un data center. Fornisce agli amministratori di data center un unico control plane per i sistemi di storage eterogenei.

ViPR abilita i software-defined data center offrendo le seguenti funzionalità:

• Automazione dello storage per gli ambienti di block e file storage multi-vendor

• La gestione di più data center dislocati in sedi diverse con accesso ai dati single sign-on da qualsiasi data center

• Integrazione con stack di elaborazione VMware e Microsoft per consentire livelli più elevati di orchestration di rete e di elaborazione

• Reporting completo e personalizzabile in base alla piattaforma che comprendono misurazione della capacità, chargeback e monitoraggio delle prestazioni tramite il ViPR SolutionPack incluso

Ulteriori informazioni su ViPR Controller sono disponibili all'indirizzo:https://support.emc.com/products/32034_ViPR-Controller

https://support.emc.com/products/17404_ESI-for-Windows-Suite

https://support.emc.com/products/37222_Storage-Integrator-for-Oracle-VM-Storage-Connect

https://support.emc.com/products/37222_Storage-Integrator-for-Oracle-VM-Storage-Connect

https://support.emc.com/products/32034_ViPR-Controller


ViPR SRM

EMC ViPR SRM offre funzionalità complete di monitoraggio, reporting e analisi per ambienti di storage eterogenei di block, file e virtualizzati. Consente agli utenti di visualizzare applicazioni in relazione alle relative dipendenze di storage, monitorare e analizzare configurazioni e aumenti di capacità, nonché ottimizzare l'ambiente per migliorare il ritorno sugli investimenti.

La virtualizzazione consente alle aziende di tutte le dimensioni di semplificare la gestione, controllare i costi e garantire i tempi di attività. Gli ambienti virtualizzati aggiungono tuttavia livelli di complessità all'infrastruttura IT che riducono la visibilità e possono complicare la gestione delle risorse di storage. ViPR SRM affronta questi livelli offrendo visibilità sulle relazioni fisiche e virtuali per garantire livelli di servizio coerenti.

Ulteriori informazioni su ViPR SRM sono disponibili all'indirizzo:https://support.emc.com/products/34247_ViPR-SRM

Plug-in Virtual Storage Integrator (VSI) per VMware vCenter

Il plug-in VSI è un plug-in web client vSphere gratuito che consente agli amministratori VMware di visualizzare, gestire e ottimizzare lo storage per i server ESX/ESXi. È composto da un'interfaccia grafica e da EMC Solutions Integration Service (SIS), che fornisce comunicazione e accesso ad array XtremIO.

Il plug-in VSI consente agli utenti di interagire con l'array XtremIO da una prospettiva vCenter. Ad esempio, l'utente può eseguire il provisioning di DataStore VMFS e volumi RDM, creare cloni completi utilizzando snapshot di XtremIO, visualizzare le proprietà di datastore e volumi RDM, estendere la capacità di datastore ed effettuare il provisioning in massa di datastore e volumi RDM.

Inoltre, il plug-in VSI consente di eseguire le seguenti attività per XtremIO:

• Impostazione dei parametri host sui valori consigliati, inclusi multipathing, profondità della coda del disco, dimensione massima di I/O e altre impostazioni consigliate. Se necessario, queste impostazioni possono essere configurate anche a livello di cluster.

• Ottimizzazione delle impostazioni per VAAI e altre operazioni ESX.

• Recupero di spazio a livello di datastore, con la possibilità di pianificare a orari fissi le operazioni di recupero dello spazio.

• Integrazione con VMware Horizon View e Citrix XenDesktop

• Reporting sulla capacità utilizzata dalla prospettiva di VMware ed XtremIO

Il plug-in VSI può essere scaricato da: https://support.emc.com/products/32161_VSI-Plugin-Series-for-VMware-vCenter

https://support.emc.com/products/34247_ViPR-SRM

https://support.emc.com/products/32161_VSI-Plugin-Series-for-VMware-vCenter


Soluzioni di integrazione delle applicazioni

AppSync

EMC AppSync è un approccio di protezione dei dati semplice, self-service e basato su Service Level Agreement (SLA) per ambienti XtremIO. Con AppSync, è possibile proteggere tutte le applicazioni critiche con un semplice clic del mouse, erogare il livello di servizio corretto e consentire ai proprietari delle applicazioni di garantire la massima protezione. AppSync è in genere utile con qualsiasi attività di gestione di copia, come ridestinazione dei dati per test/sviluppo, accelerazione del backup utilizzando snapshot o il ripristino delle attività.

AppSync consente agli amministratori delle applicazioni di gestire le snapshot di XtremIO dal punto di vista dell'applicazione. In altre parole, consente la pianificazione delle attività di gestione di snapshot con riconoscimento delle applicazioni. Consente inoltre l'acquisizione (e l'eliminazione) di snapshot coerenti delle applicazioni secondo una pianificazione predefinita e l'iscrizione delle applicazioni a un "piano di servizio". AppSync offre l'integrazione per ambienti VMware, Oracle, SQL Server ed Exchange.

Ulteriori informazioni su AppSync sono disponibili all'indirizzo: www.emc.com/it-it/AppSync

Plug-in Oracle Enterprise Manager (OEM)

Il plug-in EMC Storage per Oracle Enterprise Manager 12c offre informazioni complete relative ad availability, prestazioni e configurazione per array XtremIO. Il plug-in riduce le complessità e i costi di gestione delle applicazioni che utilizzano tecnologie XtremIO e Oracle.

Gli amministratori delle applicazioni possono consolidare le informazioni di monitoraggio in Oracle Enterprise Manager ed eseguire root-cause analysis complete. Gli Storage Administrator e i Database Administrator possono eseguire il monitoraggio proattivo di XtreMIO, identificare l'impatto dei problemi relativi alle prestazioni dello storage sui servizi degli utenti finali e allineare al meglio le proprie azioni alle esigenze del business.

Il plug-in OEM è un software gratuito e scaricabile da:https://support.emc.com/products/38391_Storage-Plug-in-for-Oracle-Enterprise-Manager-12c

http://www.emc.com/AppSync

https://support.emc.com/products/38391_Storage-Plug-in-for-Oracle-Enterprise-Manager-12c

https://support.emc.com/products/38391_Storage-Plug-in-for-Oracle-Enterprise-Manager-12c


Soluzioni per High Availability e Business Continuity

PowerPath

EMC PowerPath è un software basato su host che offre funzionalità automatizzate di gestione dei percorsi dati e di bilanciamento del carico per server, reti e storage eterogenei implementati in ambienti fisici e virtuali. Consente agli utenti di soddisfare i livelli di servizio con availability delle applicazioni e prestazioni elevate. PowerPath automatizza il failover dei percorsi e il ripristino per high availability in caso di errore o guasto e ottimizza le prestazioni tramite I/O di bilanciamento del carico su più percorsi. XtremIO è supportato in PowerPath sia direttamente che tramite la virtualizzazione del sistema XtremIO con VPLEX.

VPLEX

La famiglia EMC VPLEX è la soluzione di nuova generazione per data mobility e accesso ai dati all'interno di un singolo data center e tra due o più data center. La piattaforma abilita la federazione locale e distribuita.

• La federazione locale offre la collaborazione trasparente degli elementi fisici all'interno di un sito.

• La federazione distribuita estende l'accesso tra due sedi a distanza.

VPLEX elimina le barriere fisiche e consente agli utenti di accedere a una singola copia uniforme con coerenza di cache di dati da sedi geografiche diverse, oltre a rendere possibili cluster di host fisici o virtuali geograficamente estesi. Ciò consente la condivisione trasparente dei carichi tra più siti e, al contempo, offre la flessibilità di riposizionare i carichi di lavoro tra i siti anticipando eventi pianificati. Inoltre, in caso di un evento imprevisto che potrebbe causare l'interruzione delle attività di uno dei data center, i servizi non disponibili possono essere facilmente riavviati sul sito funzionante.

VPLEX supporta due configurazioni, Local e Metro. Nel caso di VPLEX Metro con VPLEX Witness opzionale e configurazione a connessioni incrociate, le applicazioni continueranno a funzionare presso il sito integro senza interruzioni o tempi di inattività. Le risorse di storage virtualizzate da VPLEX collaborano per mezzo dello stack, con la possibilità di spostare dinamicamente le applicazioni e i dati tra sedi e service provider diversi.

EMC XtremIO può essere utilizzato come pool a elevate prestazioni all'interno di un cluster VPLEX Local o Metro. Se utilizzato insieme a VPLEX, EMC XtremIO sfrutta tutti i data service VPLEX, compresi supporto al sistema operativo host, data mobility, protezione dei dati, replica e ricollocazione dei carichi di lavoro.


Integrazione di OpenStack OpenStack è una piattaforma aperta per la gestione di private e public cloud. Consente di posizionare le risorse di storage ovunque nel cloud, rendendole disponibili per l'utilizzo on-demand. Cinder è il servizio di storage a block per OpenStack.

Grazie al driver Cinder di EMC XtremIO, i cloud OpenStack possono accedere allo storage EMC XtremIO. Il driver di gestione Cinder di EMC XtremIO gestisce la creazione e l'eliminazione dei volumi sull'array EMC XtremIO e collega o scollega i volumi alle/dalle istanze o virtual machine create da OpenStack. Il driver automatizza la creazione di mapping dell'initiator ai volumi. Tali mapping consentono l'esecuzione delle istanze di OpenStack per l'accesso allo storage EMC XtremIO. Questa procedura viene eseguita on-demand in funzione dei requisiti cloud di OpenStack.

Il driver Cinder OpenStack di EMC XtremIO utilizza l'API XtremIO RESTful per comunicare le richieste di gestione di OpenStack all'array EMC XtremIO.

Il cloud OpenStack può accedere a EMC XtremIO tramite protocollo iSCSI o Fibre Channel.


Conclusioni XtremIO ha sviluppato un'architettura avanzata rivoluzionaria, ottimizzata per tutti i sottosistemi di storage di livello enterprise completamente SSD. EMC XtremIO offre un'ampia serie di funzionalità che sfruttano e ottimizzano le capacità dei supporti SSD e che sono state progettate specificatamente per fornire soluzioni senza precedenti allo scopo di soddisfare esigenze e requisiti delle aziende di livello enterprise.

Le funzionalità di XtremIO comprendono soluzioni realmente scalabili (possibilità di acquistare capacità e prestazioni aggiuntive quando servono), elevate prestazioni con centinaia di migliaia di IOPS, bassa latenza costante inferiore al millisecondo, riduzione dei dati in linea con riconoscimento dei contenuti, High Availability, thin provisioning, snapshot e supporto VAAI.

EMC XtremIO offre anche uno schema esclusivo tutelato da brevetto che utilizza al meglio le caratteristiche dei supporti SSD per garantire un meccanismo di protezione dei dati efficiente e potente, in grado di proteggere i dati a fronte di due guasti simultanei e consecutivi.

Inoltre, EMC XtremIO integra un'interfaccia completa, intuitiva e di facile utilizzo che comprende entrambe le modalità GUI e CLI, è progettata per la facilità d'uso e consente al contempo una gestione efficiente del sistema.

EMC XtremIO assicura la soluzione perfetta per tutto lo storage SAN di livello enterprise completamente SSD, e offre ai propri clienti una soluzione TCO superiore.

introduzione a emc xtremio storage array (v. 4.0) · per eseguire al contempo il dimensionamento...

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