Дмитрий Янковский NetApp Russia Повышение производительности работы за счет флэш-технологий

2 Какие задачи могут решать флэш- технологии Обзор решений с применением флэш-технологий в СХД Решения компании NetApp

Темпы бизнеса растут Каждый день новых данных все больше –Их нужно эффективно хранить, легко ими управлять и быстро получать для обработки Скорость дает преимущества –Принятие более точных решений –Быстрее выход на рынок –Лучше продуктивность Доступность приложений и защита данных остаются приоритетом 1 –Перебои могут привести в потерям 3

Что бизнесу нужно от ИТ 4 Данные доступны Данные защищены Риски ликвидированы Данные доступны Данные защищены Риски ликвидированы Непрерывный доступ к данным Непрерывный доступ к данным Снижение CapEx Снижение OpEx Снижение площадей Снижение CapEx Снижение OpEx Снижение площадей Улучшенная эффективность Улучшенная эффективность Быстрые операции Малые задержки Работа с большим объемом данных Быстрые операции Малые задержки Работа с большим объемом данных Высокая скорость бизнес-операций Высокая скорость бизнес-операций Флэш влияет на все перечисленное

Соотношение емкости и производительности в СХД «Лишняя» емкость Полученная Требуемая Производительность Емкость Традиционные жесткие диски

Жесткие диски с флэш- ускорителями Флэш-технология меняет уклон соотношения Флэш-ускорители в СХД дают рост производительности и лучшую эффективность Производительность Традиционные жесткие диски Требуемая Емкость

High performance Low capacity All-Flash системы All-Flash системы дают сверх- производительность для небольших объемов данных Емкость Традиционные жесткие диски Производительность Жесткие диски с флэш- ускорителями

Примерный график для получения требуемых IOPS и емкости Емкость (TB) Проихводительность (K-IOPS) All Flash Гибриды HDD + Flash Емкость HDD 8

Рост продаж флэш-дисков в мире 9 External Host based (primarily DAS) Source: IDC Analysts, Worldwide Solid State Storage 2012–2016 Forecast and Analysis, NetApp Internal Estimates SSD Market ($B) CAGR FY % 23% 34% % Market estimates are SSD $ Only Hybrid total opportunity is 5 – 8X hybrid SSD

Сегменты рынка СХД All-Flash системы Сверхбыстрые Мин. $/IOPS Макс. $/GB Только флэш Производительность (мин. задержка)Емкость 10 Кэш сервера гибридные СХД Малые задержки для кэша Обычные HDD для емкости Средние $/IOPS и $/GB Флэш + HDD Классические СХД Мин. $/GB Макс. $/IOPS Обычный доступ Только HDD

Лидерство NetApp в поставках флэш 11 | growth in flash capacityhybrid arraysall-flash arrays 93 flash shipped PB 18 flash in Q PB

Возможности флэш-технологий 12 Флэш-технологии могут обеспечить: Более высокую производительность Уменьшить затраты Флэш-технологии могут обеспечить: Более высокую производительность Уменьшить затраты Но Универсального флэш-решения нет Но Универсального флэш-решения нет Востребованы разные варианты решений

Самый полный набор решений в СХД All-Flash системы Только флэш Классические СХД Только HDD Кэш сервера гибридные СХД Флэш + HDD Flash Accel Flash Cache Flash Pool SSD Cache FAS/V-Series E Series EF-Series Решения для всех типов нагрузок и приложений NetApp Confidential - Internal Use Only 13 FAS All-Flash

Интеграция флэш и Data ONTAP Flash Accel Динамическое ускорение работы приложений Кэширование максимально близко к приложению Синергия с кэшированием на дисковом массиве Flash Cache Оптимально для набора различных нагрузок Уменьшение задержек случайного чтения Предсказуемый, быстрый доступ к данным Flash Pool Высокая производительность для OLTP Ускорение случайного чтения и перезаписи Сохраняет кэш при перезагрузке контроллеров 14 Сервер Flash Accel СХД Flash Cache Flash Pool End-to-end fl ash capabilities

Выгода от Flash Accel Снижение затрат на СХД для Microsoft Exchange Изменения емкости/цены На 33% меньше дисков На 15% снижение общей цены (с учетом server flash card) На 12% снижение загрузки памяти в СХД На 15% снижение загрузки процессора в СХД Изменения производительности Примерно те же IOPS (±2%) Примерно та жк задержка (±2%) FAS3240 с 144 TB 72x 2TB 7.2k rpm disks 1x 512GB Flash Cache FAS3240 с 96 TB 48x 2TB 7.2k rpm disks 1x 512GB Flash Cache Ландшафт: 15,000 почтовых ящиков 2GB на ящик 0.12 IOPS на ящик Плюс Flash Accel и 800GB server flash До: После: 15

NetApp ® Flash Cache (и Flash Cache 2) – ключевой компонент NetApp Virtual Storage Tier (VST) В системах NetApp FAS среднего и старшего классов используются кэширующие флэш-модули, устанавливаемые в PCIe слоты Снижают среднюю задержку чтения за счет обращения в кэш, а не к жесткому диску Кэшируют случайные и последовательные блоки Улучшают I/O throughput дисковых систем хранения данных без добавления жестких дисков Быстрый пере прогрев в Data ONTAP позволяет быстро восстановить производительность после отключения контроллера Проверено: продано более 85,000 систем с >63 PB кэша, которые ускоряют более 8.5 EB дискового пространства Что такое Flash Cache? Умный кэш на чтение на основе флэш-памяти 16

Выгода от Flash Cache Файловая нагрузка Изменения емкости/цены Все данные перенесены с 10k rpm на 7.2k rpm диски На 34% меньше цена TB На 40% ниже цена IOPS На 40% меньше энергопотребление Улучшения На 17% больше емкость На 28% больше IOPS На 18% лучше среднее время отклика 1 TB Flash Cache До: После: 168x 1TB 7.2k rpm HDDs FAS6210 HA с 168 TB FAS6210 HA с 144 TB 240x 600GB 10k rpm HDDs 17

Внедрение в нефтегазовой компании Снижение Capex и рост производительности Внедрение Перенос и консолидация ЦОДа для снижения расходов и улучшения производительности Разные типы нагрузок в разделяемой инфраструктуре Консолидация с 6 контроллеров на 4 контроллера с 2TB Flash Cache на контроллер Выгода Ускорение процессов и быстрые результаты Консолидация 13 стоек в 4 с переходом на емкие диски На >20% лучше производительность (время отклика и IOPS) 18

Обзор решения Flash Pool Гибридный (смешанный) агрегат из: –RAID-групп одного типа HDD (напр., 7.2k rpm) –плюс RAID-группа SSD Оптимизация нагрузок от операций с HDD –Дополняет имеющиеся механизмы Data ONTAP ® –Случайные: SSD разгружают I/O с HDD –Последовательные: SSD хорошо поддерживают HDD Горячие данные кэшируются SSD –Данные случайного чтения из основной памяти –Повторяющиеся случайные записи Стабильная производительность при перегрузке контролера –Кэш защищен RAID и доступен обеим нодам Обычные агрегаты могут быть бесперебойно конвертированы в агрегаты Flash Pool 19

Эффект от Flash Pool Пример нагрузки OLTP Изменения емкости/цены Все данные перенесены с SAS на SATA диски На 46% ниже цена TB На 18% ниже цена IOPS На 26% меньше энергопотребление Улучшения На 50% больше емкость Значительно улучшено среднее время отклика 20 24x 100GB SSDs До: После: 216x 1TB 7.2k rpm disks FAS6210 HA с 144 TB FAS6210 HA с 216 TB 240x 600GB 10K rpm disks

Сравнение Flash Cache и Flash Pool Основные различия Flash Cache Кэш на чтение для контроллера Быстрый прогрев после планового выключения или перезагрузки контроллера Кэширует данные, которые 1 … –Последовательно читаются с HDD –С LUNов через V-Series –С систем NetApp Storage Encryption (NSE) –С томов SnapLock ® Гибкость в перестановке флэш- адаптеров между нодами 1. Только для Flash Cache Только для Flash Pool Flash Pool Кэш на чтение и перезапись для дискового агрегата Данные кэша остаются доступными при плановых и внеплановых выключениях или перезагрузках контроллера Работает на low-end 2 Может иметь больше флэша на каждую ноду, чем Flash Cache Сохраняет свободные слоты PCIe для других адаптеров

Flash Only Flash + HDD Флэш-ускорение в СХД Гибридные массивы Лучшее соотношение $/IOPS и $/GB Скорость флэш и емкость дисков Лучшее решение для большинства типов нагрузок 22 Флэш-массивы Предсказуемо сверхнизкие задержки Высочайшие показатели IOPS Идеально для высоконагруженных приложений

Два различных решения NetApp в сегменте флэш-массивов Баланс производительности и функциональности Полное управление данными с встроенной защитой и высокой эффективностью Больше места и энергопотребления Scale-out дизайн Баланс производительности и функциональности Полное управление данными с встроенной защитой и высокой эффективностью Больше места и энергопотребления Scale-out дизайн Фокус на низкую латентность Базовое управление данными с интеграцией приложений (plug- ins) Экономия места, низкое энергопотребление Scale-up дизайн Фокус на низкую латентность Базовое управление данными с интеграцией приложений (plug- ins) Экономия места, низкое энергопотребление Scale-up дизайн 23 Управление данными со стороны приложения Управление данными со стороны СХД Цена/Производительность Мощная функциональность

Богатая функциональность сочетается с высокой производительностью, встроенной эффективностью, лучшим масштабированием и непрерывностью работы Богатая функциональность сочетается с высокой производительностью, встроенной эффективностью, лучшим масштабированием и непрерывностью работы Специальный дизайн для производительности, сверхнизких задержек и высоких IOPS NetApp All-Flash Storage Portfolio 24 EF-Series Enterprise-class storage for performance-driven applications All-Flash FAS

SAN массив enterprise-класса создан для самых требовательных задач с задержкой менее миллисекунды SAN массив enterprise-класса создан для самых требовательных задач с задержкой менее миллисекунды NetApp EF550 Flash Array 25

Характеристики EF Производительность: Пиковая: 900,000 IOPS

Примеры успеха EF-Series 27 Oracle DB 20x уменьшение латентности 75% снижение места в стойке Oracle DB 20x уменьшение латентности 75% снижение места в стойке Аналитика продаж Время создания отчетов снижено в 4 раза Аналитика продаж Время создания отчетов снижено в 4 раза Oracle DB Обработка 1 миллиона записей базы за ½ времени Oracle DB Обработка 1 миллиона записей базы за ½ времени Расчетные данные в SAP Экономия в несколько сотен жестких дисков; 2.5x улучшение отчетности Расчетные данные в SAP Экономия в несколько сотен жестких дисков; 2.5x улучшение отчетности Анализ данных производства Обсчет данных нефтяной скважины: с 1 мин до 1 с Анализ данных производства Обсчет данных нефтяной скважины: с 1 мин до 1 с Запросы SQL Database 10-20x снижение латентности при пиковых нагрузках Запросы SQL Database 10-20x снижение латентности при пиковых нагрузках

NetApp All-Flash FAS 28 Для задач, требующих высокой производительности, быстрого отклика, надежности и больших возможностей управления данными Работа с большим набором нагрузок Простота работы и отличная TCO Снижение рисков и непрерывная работа

All-Flash FAS Рост производительности для SAN и NAS 29 Масштабирование (до 24 контроллеров) >2 млн. IOPS и почти 5PB флэш-емкости Масштабиро- вание в рамках контроллера All-flash FAS: высокая производительность для некоторых нагрузок All-Flash FAS All-flash + Hybrid FAS: Единая система для всех нагрузок All-Flash FAS Hybrid FAS

All-Flash FAS: масштабируемая инфраструктура SAN и NAS Сохранение инвестиций Поддержка всех протоколов –NFS, CIFS, iSCSI, FC, FCoE, SMB Высокая производительность для всех типов приложений –Соответствие данных типам дисков и контроллеров (QoS) –Управление разными tiers в одном кластере Эффективность разделяемой инфраструктуры –дедупликация, компрессия –Thin provisioning, FlexClone®, Snapshot copies Многозадачный дизайн –SVMs for isolation –NPIV for virtualized fabrics –iSCSI, FCoE for unified fabrics Application AApplication 3Application B Unified Fabric: Block (FC, FCoE, iSCSI) + File (NFS, SMB) Secure Multi-Tenancy Storage Efficiency (Dedupe, Compression) Data Management (Scale-out, QoS, Clones) Data Protections(Snapshot, Sync/Async Mirroring) All-Flash FAS Clustered Data ONTAP® System

Как соответствовать требованием SLA 31 Управление производительностью Контроль того, сколько приложение потребляет мощности (IOPS или Mbps) Разнесение нагрузок для снижения загрузки элементов системы (QoS) Проведение необходимых изменений Tenant A Sales Tenant B Databases Tenant C VDI SVM NetApp ® Clustered Data ONTAP ® VDI SQL SAP Oracle CRM VDI SQL ERP Best Effort IOPS Limit: 200K IOPS Limit: 120K

Tenant A Sales Tenant B Databases Tenant C VDI SVM NetApp ® Clustered Data ONTAP ® VDI SQL SAP Oracle CRM VDI SQL ERP Получить наилучшие результаты 32 Лучшая эффективность $/IOPS Изначальный выбор тех нодов, что наиболее подходят для данной нагрузки Прозрачный перенос при изменении IOPS или трбований price/performance Нулевые простои и работа без прерываний All-Flash FAS Hybrid FAS

Непрерывность операций Прозрачные апгрейды и обновления Постоянный доступ к данным при замене систем Ребалансировка емкости и производительности 33 ERP NetApp ® Clustered Data ONTAP ® VDIMessaging Hypervisor Нулевые перерывы при апгрейдах, обновлениях и заменах оборудования

Выбор технологии Как выбрать верную флэш- технологию? –All-flash или гибридное решение? –Data ONTAP ® или E-Series? Главные факторы выбора: –Производительность, емкость, цена, критерии работы, защита данных, управление данными, эффективность 34

Performance Data Management Services E-Series SSD Cache E-Series SSD Cache All-Flash FAS All-Flash FAS EF-Series NetApp Flash Portfolio Positioning Hybrid FAS Hybrid FAS Extreme High Application-driven Array-driven

Выбор технологии 36 Требуется сверх- производительность с предсказуемой сверхмалой задержкой? EF-Series Требуется мощное управление данными с предсказуемой сверхмалой задержкой? FAS All-Flash Требуется мощное управление данными с низкой средней задержкой? FAS Hybrid Требуется сверх- производительность с низкой средней задержкой? E-Series SSD Cache

37