Post on 03-Jun-2020
transcript
FlashSystem family 2015
IBM FlashSystem®
Обзор технологии
Дмитрий Агеев
Руководитель отдела технических решений
департамента систем хранения данных
+7-985-784-93-82
dmitry_ageev@ru.ibm.com
© 2015 IBM Corporation 2
DeepFlash
150
DS8888
High End Server
• z/OS
• Power HA
• Power i HA
Big Data
• High capacity
• High density
• Extreme performance
• Targeting database
acceleration & Spectrum
Storage booster
FlashSystem 900 Application acceleration
IBM FlashCore™ Technology Optimized
FlashSystem
A9000
FlashSystem
A9000R
• Full time data
reduction
• Workloads: Cloud,
VDI, VMware
Large deployments
FlashSystem
V9000
Virtualizing the DC Cloud service
providers
• Full time data
reduction
• Workloads: Mixed
and cloud
Storwize
V7000F
Mid-Range
Storwize
V5030F
Entry /
Mid-Range
Enhanced data storage functions, economics and flexibility with sophisticated virtualization
SVC
Simplified management
Flexible consumption model
Virtualized, enterprise-class, flash-optimized, modular storage
Enterprise class heterogeneous data services and selectable data reduction
ТЕХНОЛОГИИ ФЛЭШ ПАМЯТИ В РЕШЕНИЯХ IBM ПО ХРАНЕНИЮ
ДАННЫХ
© 2015 IBM Corporation 3
Содержание:
• Проектирование Flash СХД корпоративного уровня
• FlashSystem V9000
• FlashSystem A9000/A9000R
© 2015 IBM Corporation 4
Взгляд на технологию
• Variable Stripe RAID™
• (2D) Flash RAID
• FlashSystem производительность
• Архитектура Флэш модуля
• Архитектура системы
• Архитектура FlashSystem 900
© 2015 IBM Corporation 5
• Патентованная технология Variable Stripe RAID позволяет изменять
глубину страйпа
• В стандартной RAID 5, технологии, нужно переместить весь страйп
Variable Stripe RAID работает вместе с коррекцией ошибок ECC
• При записи четность распределяются между чипами
• Не влияет на производительность
• Используется 10% от сырой емкости
• Плохие блоки в дальнейшем игнорируются для последующего
использования
Fla
sh
Co
ntr
olle
r
Ga
tew
ay
Inte
rface
4k 4k 4k 4k 4k 4k 4k 4k 4k 4k
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Variable Stripe RAID™ (VSR)
© 2015 IBM Corporation 6
SSD
• Сбой памяти= Сбой диска
• Нужен RAID между дисками
• Частые перестроения
Enterprise Flash Drive or Memory Module
• Сбой памяти= Компонент
переходит в специальный режим
• Снижение производительности по
всему RAID
• Перестроение диска
FlashSystem с Variable Stripe RAID
• Сохраняет жизнеспособность
модуля
• Сохраняет производительность
• Перестроение за микросекунды
Parity
Parity
No Parity Преимущества Variable
Stripe RAID™:
Меньше циклов обслуживания
системы, постоянная защита
данных и производительность
Variable Stripe RAID™ (VSR)
© 2015 IBM Corporation 7
Защита в 2х измерениях - (2D) Flash RAID Protection
• VSR предоставляет первых уровень
защиты на уровне модуля
• Системный RAID защищает от выхода из
строя модуля целиком
• RAID-5 между модулями, hot swappable
from front of chassis
• Два независимых контроллера(XBAR)
• Модули вывода распределяют нагрузку
между XBAR
• Возможные 4, 6, 8, 10 или 12 флэш
модулей
© 2015 IBM Corporation 8
Процессоры (18)
Модули ввода/вывода
Модули управления
RAID контроллеры
Флэш модули (12)
• FlashSystem – аппаратное решение на всех уровнях
• Специализированные FPGA контроллеры для обеспечения низкого
времени отклика
• Более низкое время отклика в SAN чем у конкурентов.
• Распределенные вычисления с множеством процессоров
FlashSystem Core - производительность
© 2015 IBM Corporation 9
Gateway Interface FPGA
I/O интерфейс и прямой доступ к памяти
Control PPC and DRAM Функции обслуживания отделены от пути
данных
Garbage collection, Error Handling, System Health
Wear Leveling, Statistics, etc.
Flash Controller - FPGA 2 или 4 на Модуль
Data path, Hardware I/O logic
Look up Tables and Write Buffer
На каждые 16 флэш чипов
Flash Chips 16 на контроллер
32 или 64 на Модуль
Четность(XOR)
Primary Board
(2.9TB)
Secondary Board
(2.9TB)
Данные
FPGA
FPGA
FPGA
FPGA
FPGA
FPGA
FPGA
Архитектура Флэш модулей
© 2015 IBM Corporation 10
До 4 Контроллеров на Модуль Каждый может делать 40 4K DMA операций
параллельно
До 44 Активный контроллеров на
FlashSystem 900 1,760 4K DMA (прямой доступ к памяти) параллельных
операций
FlashSystem 900 может делать 8 одновременных
операций с каждым флэш чипом
С 64 чипами на модуле и 11 активными модулями,
FlashSystem может совершать до 5,632 одновременных
операций с флэш
FPGA FPGA
FPGA FPGA
Масштабируемость и параллелизм
© 2015 IBM Corporation 11
Флэш Модули(12)
RAID Контроллеры (2)
Батареи (2)
Источники питания (2)
Модули охлаждения (4)
Интерфейс карты (4)
Модули управления (2)
Канистры (2)
IBM FlashSystem 900 – Архитектура
© 2015 IBM Corporation 12
Новое поколение All-Flash Array с минимальным временем отклика
Минимальное время отклика
Запись 90 µs
Чтение 155 µs
Максимум IOPS, 4 KB
Чтение (100%, случайная) 1,100,000
Чтение/Запись (70%/30%, случайная) 800,000
Write (100%, случайная) 600,000
Максимальная пропускная способность, 256 KB
Чтение (100%, последовательная) 10 GB/s
Запись (100%, последовательная) 4,5 GB/s
Тип модуля 1.2ТБ 2.9ТБ 5.7ТБ
Количество модулей 4 6 8 10 12 6 8 10 12 6 8 10 12
Емкость в RAID5 2.4ТБ 4.8ТБ 7.2ТБ 9.6ТБ 12ТБ 11.6ТБ 17.4ТБ 23.2ТБ 29ТБ 22.8ТБ 34.2ТБ 45.6ТБ 57ТБ
«Сырая» емкость 7.1ТБ 10.7ТБ 14.2ТБ 17.8ТБ 21.4ТБ 26.3ТБ 35.1ТБ 43.9ТБ 52.7ТБ 52.7ТБ 70.3ТБ 87.9ТБ 105.5ТБ
IBM FlashSystem 900: полноценный AFA
Легко интегрируется в любую инфраструктуру
Многократно ускоряет работу приложений
В десятки раз быстрее классических дисковых HDD и SSD решений
FlashSystem family 2015
Flash System V9000
© 2015 IBM Corporation 14
IBM FlashSystem V9000
Контроллерная полка (AC2)
Overview
- Same controller hardware
- 6U bezel hides two 2U controllers and one 2U flash enclosure
© 2015 IBM Corporation 15
Базовая конфигурация
Масштабирование блоками
Больше производительности и емкости
Больше емкости
Максимальная производительность Базовая конфигурация: 100% чтение, Cache Miss
Время отклика (4K) 200µs
Количество IOPS (4K) 526,000
Пропускная способность (128K) 6.2 GB/s
Максимальная производительность Full Scale-out конфигурация: 100% чтение, Cache Miss
Время отклика (4K) 200µs
Количество IOPS (4K) 2,520,000
Пропускная способность (128K) 19.2 GB/s
Максимальная производительность Масштабирование: 100% чтение, Cache Miss
Время отклика (4K) 200µs
Количество IOPS (4K) 630,000
Пропускная способность (128K) 6.2 GB/s
Scale up и sсale out масштабирование
© 2015 IBM Corporation 16
• Простое управление
• Мониторинг
• Мобильная версия
Интегрированное управление системой
© 2015 IBM Corporation 17
Миграция данных без остановки сервисов
• I/O не останавливается
• Виртуализация СХД
• Перенос данных со старых СХД
FlashSystem family 2015
Flash System V9000/A9000R
© 2015 IBM Corporation 19
Новые системы в линейке IBM FlashSystem
IBM FlashSystem A9000R IBM FlashSystem A9000
Ускорьте свой бизнес с технологией IBM
MicroLatency® которая в 30 быстрее чем
решения на обычных дисках
Упростите свою инфраструктуру
консолидировав более 20 шкафов в один -
IBM FlashSystem®
В IBM сделали быстрый СХД простым
| 20 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
Dynamic Performance for data at scale
IBM FlashSystem A9000R
Производительность для самых интенсивных
приложений
IBM FlashSystem A9000
Versatile Performance for mixed workloads
IBM FlashSystem V9000
Extreme Performance for critical application
acceleration
IBM FlashSystem 900
Создано для
облачных
сервисов • Увеличьте производительность с помощью технологии IBM®
FlashCore™ и инновационной параллельной архитектуры
• Оптимизируйте расходы с технологиями оптимизации данных
– онлайн дедупликация и компрессия
• Гарантируйте качество сервисов problems с помощью
разделения различных данных в смешанных окружениях
• Простая интеграция с VMware, OpenStack и решениями от
Microsoft ,
• Упростите администрирование используя новый
инновационный графический интерфейс
IBM FlashSystem A9000: Масштабируемое all-flash решение для построения
гибридной облачной инфраструктуры
© 2015 IBM Corporation 21
Представляем IBM FlashSystem A9000 Высоко масштабируемая all-flash платформа
• Интуитивный GUI
• Снимки - Redirect on Write
• Асинхронная репликация
• Синхронная репликация
• Интеграция с VMware
• Интеграция с OpenStack
• REST API
Функциональная
• Онлайн дедупликация и компрессия
для снижения TCO
• Виртуальное выделение емкости и
снимки для максимально
эффективности
Эффективная
• Технология IBM FlashCoreTM
• Стабильное, низкое время
отклика при дедупликации и
компрессии
Быстрая
• Технология Hyper-Scale
• QoS – поддержка смешанных
окружений
Консолидируемая
Безопасная
• IBM Variable Stripe RAIDTM
• Доступность 99’999
• Нет деградации
производительности при выходе
контроллера
• Аппаратное шифрование
данных (SKLM / KMIP)
© 2015 IBM Corporation 22
1Оптимизация 5.26:1; 270/30 чтение/запись
Flash Enclosure-60 Flash Enclosure-
150 Flash Enclosure-300
Эффективная емкость1 60 ТБ 150 ТБ 300 ТБ
Модули IBM MicroLatency® 12 x 1.2 ТБ 12 x 2.9 ТБ 12 x 5.7 ТБ
IOPS2 До 500,000
Мин. Время отклика 250 µs
Интерфейсы 8 или 16 Gb Fibre Channel + 10 Gb iSCSI,
или 10 Gb iSCSI
IBM FlashSystem A9000 Эффективность, масштабируемость и надежность
• 8U – модульный конструктив
• Состоит и 3 грид-контроллеров и полки с флэш памятью
• Масштабируется с помощью IBM Hyper-Scale Manager
© 2015 IBM Corporation 23 | 23 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
Грид контроллеры FlashSystem A9000: - Three-way active Grid Control enclosures w/ 16 CPU cores
each
- Dual Socket 8 Core CPU @ 2.3Ghz
- Each Grid Controller contains 192GB DRAM cache
(576GB total)
- 2 SAS HDDs – boot & log RAID1
- 2 SAS SSDs – Vault devices
- 2 Coleto Creek compression accelerators.
- Running IBM Linux MCP software
FC+ISCSI, или ISCSI - 2 x FC cards and 1 x 10 GigE
- or 2 x 10 GigE
InfiniBand для подключения Flash полки - Dual Port 56Gbit FDR, 16 lanes
Flash System A9000 - Архитектура
© 2015 IBM Corporation 24 | 24 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
FlashSystem A9000 Троирование кэш памяти
IBM Systems |
24
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
© 2015 IBM Corporation 25
Dynamic Performance for data at scale
IBM FlashSystem A9000R
Versatile Performance for mixed workloads
IBM FlashSystem V9000
Extreme Performance for critical application
acceleration
IBM FlashSystem 900
• Линейная масштабируемость для построения облачных
сервисов, аналитики и когнитивных решений
• Консолидируйте хранилища данных в единое
интегрированное решение для обработки больших массивов
информации
• Увеличьте производительность с помощью технологии IBM®
FlashCore™ и инновационной параллельной архитектуры
• Оптимизируйте расходы с технологиями оптимизации данных
– онлайн дедупликация и компрессия
• Гарантируйте качество сервисов с помощью разделения
различных данных в смешанных окружениях
• Простая интеграция с VMware, OpenStack и решениями от
Microsoft ,
• Упростите используя новый инновационный графический
интерфейс
IBM FlashSystem A9000R: Масштабируемое all-flash решение для консолидации
инфраструктуры
Производительность для
самых интенсивных
приложений
IBM FlashSystem A9000R
Создано для
облачных
сервисов
© 2015 IBM Corporation 26
IBM FlashSystem A9000R Масштабируемое all-flash решение для консолидации инфраструктуры
• Масштабируется до сотен
петабайт
• Технология Hyper-Scale
Функциональная
Масштабируемая
Эффективная Автономная
Быстрая
Безопасная
• Онлайн дедупликация и компрессия для
снижения TCO
• Виртуальное выделение емкости и
снимки для максимально
эффективности
• Технология IBM FlashCoreTM
• Стабильное, низкое время
отклика при дедупликации и
компрессии
• Интуитивный GUI
• Снимки - Redirect on Write
• Асинхронная репликация
• Синхронная репликация
• Интеграция с VMware
• Интеграция с OpenStack
• REST API
• IBM Variable Stripe RAIDTM
• Доступность 99’999
• Нет деградации
производительности при выходе
контроллера
• Аппаратное шифрование данных
(SKLM / KMIP)
• Грид-архитектура автоматически
перераспределяет ресурсы
• Нет узких мест, тюнинг не
требуется
© 2015 IBM Corporation 27
Грид-масштабируемость гарантирует надежность и
консистентность данных
Oracle
VMware
ERP
В начальной конфигурации:
• Данные распределены между всеми
грид-контроллерами и полками
• Защита данных на уровне полки
При масштабирование, система автоматически
перераспределит нагрузку между всеми
доступными модулями :
• Не требует вмешательства
• Не нужно тюнинга
• Не нужно планировать
• Линейная масштабируемость
© 2015 IBM Corporation 28
Кол-во
модулей 900 TБ 1.8 ПБ
2 300 TБ 600 ТБ
3 450 TБ 900 TБ
4 600 TБ 1,200 ПБ
5 750 TБ 1,500 ПБ
6 900 TБ 1,800 Пб
1Оптимизация 5.26:1; 270/30 чтение/запись
Флэш модули
Контроллеры
Грид-модули
PERFORMANCE AT SCALE2
IBM FlashSystem A9000R Эффективность, масштабируемость и надежность
12 x 2.9 TБ Модули IBM MicroLatency® 12 x 5.7 TБ
IB свитчи
Мин. Время
отклика 250 µs IOPS До 2M
EFFECTIVE CAPACITY1
Интерфейсы 8 или 16 Gb Fibre Channel + 10 Gb iSCSI,
или 10 Gb iSCSI
© 2015 IBM Corporation 29 | 29 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
Infiniband свитч
FDR 56Gbps
Контроллеры
System x3650
2U 2S x86 Server with 20 CPU cores each
4x16Gb FC + 2x10Gb iSCSI or 4x10Gb
iSCSI
384GB DRAM cache
Flash-Optimized SW stack
Flash System A9000R - Архитектура
IBM Flash полка
Two-Dimensional VSR + System-level
RAID
12 x 2.9TB or 12 x 5.7TBs
* 5:1 data reduction
© 2015 IBM Corporation 30 | 30 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN
Interface Node Front
Distribution
DRN
Backend Distribution
Cache
Controller Controller
TxN Three controllers re-
Main active, therefore
triple cache mirroring
continues to function.
The system remains
operational without
any disruptions. Data
remains fully available.
FlashSystem A9000R Троирование кэш памяти
© 2015 IBM Corporation 31 | 31 IBM FlashSystem © 2016 IBM Corporation
FlashSystem A9000 и FlashSystem A9000R Спроектированы для облачных сред
Технология IBM
FlashCore™
Оптимизация
хранения
Безопасность
Multi-Tenancy
Grid-Scale и
Hyper-Scale
Энтерпрайз
функционал
QoS Интеграция с облаком
• Microsoft
• VMWare
• OpenStack
• REST API
© 2015 IBM Corporation 32
В FlashSystem A9000, все операции распределены между тремя грид-
контроллерами. В каждой системе 48 ядер для обработки операций с томами.
Множество систем могут управляется с помощью Hyper-Scale Manager, и
данные могут мигрировать между ними с помощью Hyper-Scale Mobility.
Каждая система - это
законченное решение Масштабируемость
Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe
FlashSystem A9000
IBM Hyper-Scale Manager
© 2015 IBM Corporation 33
FlashSystem A9000R
В FlashSystem A9000R, все операции распределены между всеми
узлам. В системе из 6 грид элементов, 240 ядер отвечающих за
работу с данными.
InfiniBand бекплейн
Стартовая конфигурация это
2 Грид элемента Масштабируемость
Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe Dedupe
IBM Hyper-Scale Manager
© 2015 IBM Corporation 34
Масштабирование производительности и емкости внутри
шкафа
Добавление грид-
элементов для
производительност
и и ёмкости
Производите
льность
Ем
ко
сть
600 TБ
900 TБ
1,200 TБ
1,500TБ
До 2M IOPS
1,800 TБ
Assuming a 5.26 to 1 data
reduction ratio; IOPS shown
measured for 70/30 read/write
© 2015 IBM Corporation 35
Управление более 100 системами из одного окна
IBM Hyper-Scale Manager -
единый интерфейс управления
всеми системами , FlashSystem
A9000 и FlashSystem A9000R
© 2015 IBM Corporation 36
Мобильность данных
IBM Hyper-Scale Mobility позволят
прозрачно перемещать данные
между системами:
• Максимальная утилизация
• Полная автоматизация
• Без прерывания доступа
приложений к своим данным
• Балансировка нагрузок между
системами
11101010101
10101001101
1110110101
1110110101
Сервер Автоматически
перенаправляется за
данными
© 2015 IBM Corporation 37
Новый и простой интерфейс управления
Целостность
Удобная
навигация
Аналитика
Веб
© 2015 IBM Corporation 38
Дружественный интерфейс – экономия времени
Емкость Состояние системы
Поиск Аналитика
Подсказки
Мультизадачность
FlashSystem family 2015
Вопросы? Узнайте больше на:
ibm.com/storage/flash
TSJ03632-USEN-00