Fujitsu ETERNUS DSP

Публикация подготовлена на основе материалов компании Fujitsu (Александр Яковлев, «Fujitsu ETERNUS DSP – разработано для будущего», Storage News № 1 (76), 2020, www.storagenews.ru).

В мае 2020 г. Fujitsu представила новую линейку СХД ETERNUS DSP (Data Services Platform), которая повышает удобство в работе, позволяя заменять и добавлять узлы, не снижая рабочих характеристик. Серия DSP обладает способностью к машинному обучению, за счет чего возможна автоматизация ИТ-операций. С сентября 2020 года решение доступно в России. ETERNUS DSP представляет собой решение SDS (Software Defined Storage), реализованное на базе серверов х86.

Почему именно SDS

Сейчас повсеместно изменяются подходы к созданию и управлению ИТ-архитектур: от внутрикорпоративных систем, имеющих только выход в Интернет (в лучшем случае – возможность удаленного резервирования и катастрофоустойчивости) происходит смещение акцента на использование облачных технологий. По данным исследования ESG Master Survey Results за 2019 г., более 72 % крупных предприятий планируют использовать SDS для хранения своих данных.

В платформе ETERNUS DSP учтены эти тенденции и применено решение SDS, в котором используются как преимущества локального хранения (on-premise), так и публичного облака.

Почему лучше сочетать локальное хранение с облачным? Бывают ситуации, когда емкости местного хранения не хватает, и приходится использовать публичного облако для того, чтобы справится со взрывным ростом количества данных. Кроме того, облако – хорошее средство для резервирования и архивного хранения на случай непредвиденной потери данных.

Однако многие предприятия по разным причинам пока не спешат полностью переходить на облачное хранение; прежде всего – по соображениям безопасности. Следовательно, возникает потребность в интегрированных системах хранения, которые бы сочетали преимущества как локального, так и удаленного хранения данных. Сразу возникает проблема единого управления данными – как местными, так и облачными. К этому сегодня готовы пока лишь 7 % предприятий, однако доля желающих внедрить такое решение растет очень быстро.

Запрос на интегрированное управление облаками

Возможны следующие варианты построения гибридного облака с интегрированным управлением:

• System separation (разделение систем), когда одни системы предприятия работают полностью в локальном облаке, другие – в публичном.
• Secondary storage (вторичное хранилище), когда основная ИТ-система предприятия работает локально, а публичное облако используется для резервирования и архивирования данных.
• Data separation (разделение данных) используется компаниями с облачной ИТ-системой, когда все приложения работают в облаке, а данные хранятся локально.
• Full system linkage (полностью связанные системы), где используются локальные системы, но новые приложения по мере появления переносятся в облако.

Полностью связанные системы – наиболее сложные в управлении, поскольку должны хорошо справляться с существующими и развивающимися технологиями виртуализации.

Наиболее распространенной сейчас является модель с разделением данных. Для использования такой модели требуется SDS, поскольку традиционные системы хранения данных (СХД), используемые на предприятиях, плохо поддерживают работу с облаком.

Существующие СХД SDS работают в основном с объектными данными (файлы различных форматов), имеют невысокую стоимость и возможности расширения емкости (горизонтальное масштабирование).

Однако SDS следующего поколения (NG SDS) могут хранить данные также и в блочном формате, который лучше подходит для больших объемов данных, обладают бóльшими возможностями взаимодействия с публичным облаком и поддерживают контейнерные технология (Docker и пр.). Они также могут использовать быстродействующие модули твердотельной памяти (NVMe), а не только жесткие диски.

Fujitsu ETERNUS DSP: управление гибридным облаком с разделением данных

ETERNUS DSP – это NG SDS для эффективной работы с гибридной облачной моделью разделения данных с поддержкой контейнерных технологий и интегрированным управлением. Все, что нужно для работы по модели Data Separation, есть в Fujitsu ETERNUS DSP.

Возможности Fujitsu ETERNUS DSP

Среди всех разнообразных возможностей Fujitsu ETERNUS DSP очень важна поддержка контейнеров, которая в последнее время часто используются для обновления приложений в смартфонах. В частности имеется интерфейс Kubernetes Container Storage (CSI), что редко встречается в современных СХД.

ETERNUS DSP дает возможность сохранения инвестиций в будущем, поскольку однажды приобретенная система позволяет проводить модернизацию под будущие требования: новые приложения, подключение новых локаций с данными, работа с новыми типами накопителей. В соответствии с требованиями растущего бизнеса, может расширяться и платформа DSP. Почему это так?

Программно-определяемая СХД, такая как ETERNUS DSP, обеспечивает единый структурированный подход в следующем:

• любой тип СХД (блочный, файловый, объектный) может быть назначен любому приложению;
• соответствующий тип СХД всегда доступен для всех типов данных;
• эксплуатация, расширение и модернизации требуют минимальными затрат.

ETERNUS DSP обеспечивает единый структурированный подход

Технические характеристики

Технические характеристики ETERNUS DSP показаны в таблице.

Технические характеристики СХД ETERNUS DSP

Сейчас в линейке ETERNUS DSP представлено 4 модели узлов на дисковых массивах All-Flash. Пока все они поддерживают только блочный доступ через шину iSCSI, 10 Гб/с (10Base-SR, 10Base-CR). В ближайшем будущем добавятся файловые и объектные интерфейсы.

Сегодня доступно к заказу четыре модели узлов с емкостью 19, 38, 69 и 92 ТБ и максимально масштабируемой емкостью до 614,4; 1228,8; 2211,2; 2947,2 ТБ соответственно. Каждый из вариантов может содержать от трех до тридцати двух узлов.

В 2021 году запланировано увеличение номенклатуры возможных моделей с различной емкостью, скоростью доступа и другими технологиями хранения.

Преимущества ETERNUS DSP

1. Ускорение работы бизнес-приложений благодаря:

• низким задержкам (менее 200 мкс), обеспечивающим производительность до 5,7 млн IOPS (на 32 узлах);
• оптимальному размещению данных в пространстве хранения, миграции данных в реальном времени и автоматическому резервированию;
• повышению эффективности ИТ-инфраструктуры в условиях мультиарендности;

2. Возможность создания архитектуры распределенного программно-конфигурируемого дата-центра SDDC (software defined data center):

• модель самообслуживания обеспечивают быстрое предоставление и эффективное использование единого блочного и объектного хранилища емкостью до нескольких петабайт;

3. Интеллектуальные операции:

• анализ работы большого количества узлов СХД по всему миру с разными приложениями и профилями нагрузки с помощью обезличенной телеметрии, что дает возможность проактивной тонкой настройки системы;
• снижение ТСО до 70 % за счет машинного обучения и автоматизации на основе политик, что исключает ручные операции и обеспечивает постоянную доступность;
• оркестрация данных и расширенная автоматизация исключают многие ручные задачи, экономят затраты на администрирование;

Поддержка гарантированной производительности

Требования к объему ресурсов хранения в программно-конфигурируемых ЦОД (SDDC, software defined data center) растет в геометрической прогрессии.

В SDDC производительность СХД можно устанавливать программно, независимо от других настроек, и динамически изменять ее. ETERNUS DSP позволяет достичь производительности уровня Tier1 в корпоративной сети при самых сложных нагрузках.

Два основных требования к современному SDDC – высокая скорость разработки приложений и гибкость операций и управления. Все это поддерживается в ETERNUS DSP:

• Быстрая разработка и развертывание приложений требует надежную платформу разработки и тестирования. SDDC должен поддерживать приложение на протяжении всего его жизненного цикла. Инфраструктура должна предоставлять сервисы, необходимые приложению; здесь очень важна производительность. Скорость вывода программного продукта на рынок – один из ключевых факторов конкуренции.
• Операционная гибкость. Для операционной гибкости требуется гибкая инфраструктура с широким функционалом и автономная в эксплуатации. Инфраструктура SDDC должна обеспечивать полный набор услуг (репликация, дедупликация, шифрование, сжатие, защита от атак, и др.). По мере изменения требований бизнеса эти требования могут меняться, а инфраструктура должна поддерживать эти изменения «на лету».

Поддержка разных сред развертывания

SDDC должен обеспечивать разнообразные модели развертывания: «голое железо» (Bare Metal), гипервизор, виртуальные машины (VM), контейнеры сервисов и приложений. При этом разные клиенты, использующую одну платформу DSP, могут использовать разные модели развертывания. ETERNUS DSP может все это поддерживать, а разные клиенты не будут ощущать того, что они работают с данными, хранящимися в разных средах.

Поддержка разных сред развертывания в ETERNUS DSP

Непрерывная самоуправляемая оптимизация

Корпоративные СХД обычно не имеют функций автоматической оптимизации, либо их функционал очень ограничен. Например, после ручной замены накопителя (диска) система могла его автоматически «подхватить».

ETERNUS DSP в этом плане отличается от «классических» массивов хранения. Система постоянно отслеживает много внутренних и внешних параметров, динамически подстраиваясь под изменения в среде работы. В соответствии с количеством запросов ввода-вывода, политиками и SLA, ETERNUS DSP самостоятельно настраивается, если в среде или в системе происходят какие-то изменения.

Например, при выходе из строя узла в кластере ETERNUS DSP будет автономно перераспределять нагрузку между оставшимися рабочими узлами.

Несколько примеров самоуправляемой оптимизации ETERNUS DSP:

• Восстановление работы: ETERNUS DSP самостоятельно восстанавливается после множества сбоев, включая одновременные отказы различных компонентов.
• Изменения политик: при изменениях параметров политик: емкость, отказоустойчивость, производительность, мультиарендные настройки, управление данными (моментальные
• снимки, сжатие, дедупликация…) ETERNUS DSP автоматически их отслеживает и перенастраивается.
• Масштабирование: ETERNUS DSP будет автоматически включать новые узлы, настраивать их в сети, обновлять программное обеспечение и перераспределять данные.
• Повторная балансировка после изменения емкости: при добавлении или удалении узлов текущие политики будут использовать преимущества новых ресурсов. При этом нагрузка обработки данных перераспределяется между новыми и существующими узлами в зависимости от заданной в политиках производительности.
• Обновления программного обеспечения: автоматическое развертывание нового программного обеспечения для каждого узла без прерывания работы системы.
• Облачные системы искусственного интеллекта Insights™ (Insights™ Cloud based AI): системы ETERNUS DSP могут отправлять обезличенную телеметрическую информацию в облачное приложение Insights™, которое анализирует информацию, получаемую со всех установленных в мире систем, находит взаимосвязи и автоматически дает рекомендации, если возможны улучшения.

Что дает такая автоматическая оптимизация?

Например, при расширении центра обработки данных целый ряд стоек, включая узлы ETERNUS DSP, были отключены из-за сбоя в электропитании или ошибки обслуживающего персонала. Масштабируемое приложение было настроено на резервирование нескольких доменов в независимо запитанных рядах стоек. Поэтому рабочие данные, распределенные по резервным доменам, остались доступны, а доступность всего приложения не пострадала.

Другой пример. Уровень важности приложения, работающего с базой данных на ETERNUS DSP, было решено повысить, поскольку его производительность непосредственно влияет на прибыль компании. Анализ показал, что производительность чтения данных является ограничивающим фактором для общей производительности базы данных. Было решено добавить накопители класса SCM (Storage Class Memory), имеющие более высокую скорость обмена данных. Новый узел SCM был автоматически включен в систему ETERNUS DSP. Критические, часто используемые данные из базы данных были перемещены в новый быстродействующий узел. Это позволило значительно повысить скорость обмена данными и, соответственно, производительность работы приложения.

Архитектура ETERNUS DSP

Платформа Fujitsu ETERNUS DSP состоит из четырех основных компонентов:

• Распределенная плоскость управления DCP (distributed control plane) для управления взаимодействием с внешней средой, а также для обеспечения SLA.
• Служба распределения данных DDS (distributed data service): горизонтально масштабируемая СХД Fujitsu, обеспечивающая интерфейсы доступа к данным. DDS под управлением DCP оптимально распределяет данные по системе.
• Инфраструктура ресурсов: состоит из стандартных серверов и накопителей данных.
• Локальная сеть ЦОД: стандартная сеть Ethernet центра обработки данных.

Архитектура ETERNUS DSP и управляемая автоматическая оптимизация

Заключение

В платформе ETERNUS Data Service Platform (DSP) использовано комплексное решение программно-конфигурируемого СХД (SDS), которое разумно сочетает сильные стороны локальной ИТ-инфраструктуры (on-premise) с преимуществами облачных технологий.

Согласно данным компании Fujitsu, ETERNUS DSP в максимальной конфигурации на 32 узла СХД ETERNUS DSP способна достичь производительности 5,7 миллиона IOPS; при максимальном объем системы 2,9 Пбайт задержка не превысит 200 мкс.

Fujitsu подписала ОЕМ-соглашение с разработчиком ПО Datera и, скорее всего, ПО именно этой компании использовано в ETERNUS DSP. Datera выпускает ПО для виртуальных хранилищ SAN, поддерживающие серверы, виртуальные машины и контейнеры «из коробки». Поддерживается блочный и объектный доступ к данным, а само решение позиционируется как альтернатива vSAN от VMware.

В будущем Fujitsu, возможно, включит систему управления хранением стека, разработанную Fujitsu Laboratories, в состав ETERNUS DSP, чтобы снизить операционную нагрузку на персонал ЦОДов, в которых активно используется виртуализация. Система позволит обеспечить видимость связей между виртуальной системой и данными в СХД, а также нагрузку для каждой виртуализированной среды.