Внедрение MSA в виртуализированном окружении предприятия
Виртуализация стала в современных ИТ темой номер один. По данным VMware, уровень виртуализации серверов в России вырос в 2014 году до 30%, удвоившись за три года. В результате увеличивается эффективность использования серверов: по разным оценкам, средний коэффициент их загрузки составляет теперь от 50% до 80%, что означает снижение потребности в физических серверах. Не удивительно, что технологию виртуализации всё активнее используют не только крупные компании и организации, но и предприятия малого бизнеса. В первую очередь речь идёт о серверной виртуализации.
Виртуализация в SMBВиртуализация даёт весомые преимущества не только в крупных дата-центрах с сотнями виртуальных машин, но и в том случае, когда на одном сервере работает несколько ВМ. В их числе — выгоды консолидации серверов, простота их развёртывания, лёгкое и удобное выделение ресурсов и стандартизация оборудования, избавление от «зоопарка» систем. В конечном итоге всё это выражается в сокращении затрат на ИТ и снижении совокупной стоимости владения (TCO).Между тем при внедрении виртуализации критичный вопрос – выбор систем хранения. Виртуализация увеличивает нагрузку на СХД, поэтому перед её внедрением необходимо планирование, грамотный выбор дискового массива. СХД не должна становиться «узким местом» в виртуальной среде с высокими требованиями к производительности ввода-вывода и задержке. Для успешного развёртывания виртуализации серверов это даже важнее, чем мощности процессоров и ёмкость оперативной памяти серверов.
Небольшим компаниям, решающим задачи виртуализации серверов и консолидации хранения данных, нужны надёжные, но в то же время недорогие и простые в обслуживании системы хранения данных. HP предлагает таким клиентам дисковые массивы начального уровня серии MSA. Они рассчитаны на предприятия с ограниченным бюджетом, желающие получить максимальную отдачу от инвестиций в ИТ.
MSA — одна из самых успешных серий дисковых массивов HP. В мире продано уже более 400 тыс. массивов семейства MSA, которые считаются одними из лучших систем хранения начального уровня на Fibre Channel. Эти СХД обеспечивают высокую производительность, надёжность и простоту управления, хорошо подходят для компаний, представляющих малый и средний бизнес (SMB). Массивами HP MSA 1040 и MSA 2040 можно управлять из среды Windows Server 2012, что является дополнительным плюсом, поскольку платформа Windows часто используется в небольших организациях.
Система MSA поддерживает большое число виртуальных сред, позволяет консолидировать разнородные ресурсы ИТ и в сочетании с виртуализацией повысить эффективность их использования. По статистике HP, в 60% инсталляций массивы MSA развёртываются именно в виртуальной среде, что говорит само за себя. Вчетверо более высокая производительность MSA по сравнению с прежним поколением этих дисковых массивов SAN означает, что система может поддерживать больше ВМ, уменьшается время отклика в приложениях. Производительность MSA 1040 составляет 29 000 IOPS, а MSA 2040 — 82 000 IOPS при произвольном чтении, а пропускная способность — 3,1 и 6,2 Гбайт/с соответственно.
Благодаря своей производительности и функциональности массивы HP MSA 1040/2040 представляют решение, заслуживающее внимания при планировании развёртывания виртуальных сред, особенно в сочетании с серверами HP ProLiant. Модель 1040 — подходящий вариант для первого проекта виртуализации, а массив 2040 можно использовать для развёртывания высокопроизводительных виртуальных сред в компаниях, уже накопивших некоторый опыт работы с виртуальными серверами. HP MSA предлагает функции, упрощающие управление виртуальной средой, ее развертывание и поддержку, а также реализующие необходимые сервисы для работы с данными.
Усовершенствованные функции HP MSA Малые и средние компании, как и крупные корпорации, вынуждены постоянно искать пути снижения издержек. За последнее десятилетие технологии хранения данных существенно повысили эффективность и гибкость СХД. Однако эти усовершенствования до недавнего времени были реализованы только в дисковых массивах среднего и старшего классов, что делало их недоступными для компаний малого и среднего бизнеса.В конце 2014 года компания HP представила программные обновления для массивов MSA с расширенными функциями виртуализации — новое программное обеспечение снижает себестоимость хранения данных и заметно упрощает управление. Обновления включают функции динамической оптимизации данных, повышение производительности за счёт использования флэш-накопителей SSD и интеллектуальную автоматизацию хранилищ, использующую возможности четвёртого поколения аппаратной архитектуры HP MSA.
Расширенные функции виртуализации MSA: Thin Provisioning (динамическое выделение ёмкости), SSD Read Cache (кэш-память чтения на твердотельных накопителях), Automated Tiering (автоматическое перемещение данных по уровням хранения), Redirect on Write Snapshot (снимки данных с перенаправлением при записи) и Wide Striping (виртуальный пул с распределением по HDD).
Thin ProvisioningЭта функция обеспечивает гибкое использование ёмкости и её расширение по мере необходимости. Thin Provisioning — создание логических томов, которые изначально используют немного места и «растут» по мере записи в них данных. Динамическое распределение дискового пространства позволяет быстро выделять ресурсы хранения виртуальным серверам и исключить резервирование большей ёмкости, чем это необходимо. Thin Provisioning поддерживается популярными средами виртуализации серверов, причём по информации VMware её влияние на производительность незначительно.
Thin Provisioning означает сокращение расходов на ресурсы хранения, которые в противном случае пришлось бы выделять с избытком. Администраторы могут выделять приложениям большие виртуальные тома — даже с превышением физической ёмкости. Реально ВМ использует столько места на диске, сколько нужно в данный момент. Система сама предупреждает администратора, что скоро потребуется покупка дополнительной ёмкости. Ещё одно полезное качество — «тонкое перестроение» RAID (Thin Rebuild), когда в процессе реорганизации RAID после выхода из строя диска или изменения уровня RAID в конслои участвуют только уже выделенные блоки. Это значительно сокращает время данной процедуры.
Важно отметить также, что в отличие от линейки HP StoreVirtual, в MSA поддерживается не только динамическое выделение, но и освобождение ёмкости (T10-Unmap): система высвобождает блоки данных после получения команды удаления файлов со стороны файловой системы. Это важно для эффективного использования Thin Provisioning.
Кэширование на SSDФункция SSD Read Cache, доступная в MSA 2040 (модель MSA 1040 не поддерживает SSD), означает возможность кэшировать данные на твердотельных накопителях при чтении. Система автоматически резервирует на SSD небольшую область для «горячих» данных. Она служит расширением кэш-памяти контроллера массива (ёмкостью 4 Гбайта на контроллер). SSD Read Cache увеличивает производительность СХД при случайном чтении. В лабораторных условиях при операциях чтения время отклика дисковой системы улучшается до 80%, что отражается в заметном ускорении работы виртуальной среды.
Автоматическое многоуровневое хранениеЭта функция позволяет оптимизировать использование дорогостоящих накопителей SSD — на них хранятся «горячие» данные, к которым часто обращаются, то есть данные с наибольшим количеством операций чтения/записи. Automated Tiering перемещает горячие блоки (страницы по 4 Мбайта) на быстрые накопители SSD, что ускоряет операции с ними. Аналогично работает «архивный тиринг»: редко используемые («холодные») данные перемещаются с дисков SAS на более медленные диски MDL SAS. Тиринг помогает найти оптимальный баланс между стоимостью системы и ее производительностью. По данным HP, автоматический тиринг даёт экономию в 70–80% в долларах на гигабайт. Что важно: тиринг и кэш на чтение являются дополняющими друг друга технологиями, кэш на чтение срабатывает почти мгновенно и позволяет ускорить работу в период так называемых «всплесков активности», а тиринг перемещает блоки на основании сформированной временной отчетности системы.
В качестве уровней хранения в тиринге могут использоваться диски SAS разного класса (в MSA 1040) или SAS и SSD (в MSA 2040).
Wide StripingДанная функция фактически означает виртуализацию ресурсов хранения данных внутри MSA. Она позволяет организовать имеющиеся физические диски в пул хранения данных и использовать их емкость для создания виртуальных дисков (V-диск). При этом V-диск может быть распределён по всему пулу. Снимается прежнее ограничение в 16 физических дисков на один виртуальный диск, увеличена ёмкость тома. За счёт распределения виртуального диска по физическим накопителям повышается производительность, т.е. виртуальный том может использовать дисковые ресурсы всех дисков, используемых в пуле.
Wide Striping повышает эффективность использования дискового массива и снижает время отклика за счёт распределения данных тома V-диск между всеми дисками.
Улучшение механизма снимков данныхБолее эффективные функции моментального копирования упрощают управление и улучшают производительность при создании копий, делая возможным аварийное восстановление в более сложных случаях. Снимки в новом релизе теперь работают по принципу Redirect-on-Write, что повышает производительность операций по сравнению с традиционным Copy-on-Write (требуется меньше операций ввода-вывода на уровне back-end). Упростилась настройка снимков.
В новой версии прошивки MSA появилась возможность создавать «снимки снимков», что используется разработчиками ПО для отладки версий.
Улучшенный Web-интерфейс и усовершенствованное управлениеОбновился интерфейс управления, теперь в качестве платформы используется HTML5. Новый интерфейс упрощает и ускоряет администрирование, особенно в среде виртуализации серверов, где управление может осложняться быстрым увеличением количества ВМ, снижает вероятность ошибок. Функции сортировки, поиска, фильтрации и создания групп облегчают управление большим числом хостов и томов. Управлять массивами MSA можно также непосредственно из популярных систем управления виртуальной средой, например, в VMware vCenter — создавать логические тома (LUN), присваивать их серверам и т.д.
Новый интерфейс утилиты SMU (Storage Management Utility).
Виртуализация на примере Microsoft Exchange
Что даёт виртуализация Microsoft Exchange? Такую среду легко масштабировать, выделяя ресурсы (например, память и процессорные мощности) виртуальным машинам. Более эффективное использование оборудования сокращает операционные затраты, включая расходы на электропитание, охлаждение, инфраструктуру хранения данных и администрирование СХД. Увеличивается надёжность системы: виртуализация позволяет администраторам создавать группы Database Availability Group (DAG) и использовать средства репликации баз данных Exchange, задействуя минимум аппаратных ресурсов. Можно настроить уровень отказоустойчивости всей архитектуры Exchange и обезопасить себя от выхода из строя компонентов системы. Кроме того, можно обновлять ПО, не отключая пользователей от почтового сервера.
Пример референсной архитектуры для развёртывания виртуальной среды Exchange (вид спереди и сзади):1. Два сервера HP ProLiant DL380p Gen8.2. Массив HP MSA 2040 с 8 дисками 2 TB SAS LFF, выделенными под базы данных Exchange и логи. Остальные диски используются как резервные.3. Первичное и вторичное соединение FC 16 Гбит/с. 4. Первичное и вторичное соединение SAS 6 Гбит/с. 5. Дисковая полка HP MSA 2040 LFF с 8 дисками 2 TB SAS LFF, выделенными под базы данных Exchange и логи.
HP MSA 2040 можно масштабировать с увеличением числа пользователей, подключая дисковые полки. Два контроллера системы, работающие в режиме active/active, двухпортовые диски и резервируемые компоненты снижают вероятность отказа СХД до минимума. HP MSA 2040 позволяет также выбирать разные варианты подключения в соответствии с требованиями конфигурации SAN. Встроенные инструменты упрощают развертывание массива и администрирование.
Рекомендации по виртуализации Exchange 2013 доступны на сайте Microsoft.
При виртуализации Microsoft Exchange 2013 с использованием Microsoft Hyper-V и массивов HP MSA 2040 можно разместить на том же сервере дополнительные виртуализированные приложения. Например, сервер HP ProLiant DL380p Gen8 вполне может справиться не только с нагрузкой Exchange, но одновременно обслуживать и другие виртуальные серверы. Уменьшение количества физических серверов упрощает администрирование, снижает стоимость поддержки.
Microsoft Exchange на серверах HP ProLiant и СХД HP MSA — экономичное, надёжное и масштабируемое решение для обмена сообщениями. В виртуальной среде Microsoft Windows Server 2012 Hyper-V на серверах ProLiant DL380p Gen8 с дисковыми массивами HP MSA 2040 можно поддерживать порядка 750 почтовых ящиков Exchange 2013.
Подходящим примером использования также является применение массива MSA 2040 для среды SQL server 2012, где массив MSA 2040 хорошо показал себя в работе с нагрузками на последовательное и случайное чтение и запись.
Референсная архитектура MSA 2040 для среды SQL Server 2012
Массивы HP MSA 1040/2040 — подходящее решение для развёртывания виртуальной среды в SMB. Эти системы обладает достаточной гибкостью, просты в управлении/администрировании и позволяют выбрать оптимальный вариант по стоимости или производительности.
Почитать по теме:» Лучшие практики по работе с массивами MSA 1040/2040» Производительность до 1.2GB/s на массиве MSA» Лучшие практики по работе с массивом MSA в среде VMware
Наши предыдущие публикации:
» Дисковые массивы HP MSA как основа для консолидации данных» Мультивендорная корпоративная сеть: мифы и реальность» Доступные модели серверов HP ProLiant (10 и 100 серия)» Конвергенция на базе HP Networking. Часть 1» HP ProLiant ML350 Gen9 — сервер с безумной расширяемостью
Спасибо за внимание, готовы ответить на ваши вопросы в комментариях.
