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El volumen IBM SAN Controller ( SVC ) es un bloque de virtualización de almacenamiento aparato que pertenece a la IBM System Storage familia de productos. SVC implementa una capa indirecta o de "virtualización" en una red de área de almacenamiento (SAN) Fibre Channel .

Arquitectura [ editar ]

El IBM 2145 SAN Volume Controller (SVC) es un dispositivo de virtualización en línea o "puerta de enlace". Lógicamente, se encuentra entre los hosts y las matrices de almacenamiento, presentándose a los hosts como el proveedor de almacenamiento (destino) y presentándose a las matrices de almacenamiento como un gran host. [1] El SVC está conectado físicamente a uno o varios tejidos SAN.

El enfoque de virtualización permite reemplazos sin interrupciones de cualquier parte de la infraestructura de almacenamiento, incluidos los propios dispositivos SVC. También tiene como objetivo simplificar los requisitos de compatibilidad en entornos de almacenamiento y servidores muy heterogéneos. Por lo tanto, todas las funciones avanzadas se implementan en la capa de virtualización, lo que permite cambiar de proveedor de arreglos de almacenamiento sin impacto. Por último, la distribución de una instalación de SVC en dos o más sitios ( agrupación en clústeres ampliada ) permite una protección básica ante desastres combinada con una disponibilidad continua.

Los nodos SVC siempre están agrupados, con un mínimo de 2 y un máximo de 8 nodos, y escalabilidad lineal. Los nodos son dispositivos montados en bastidor derivados de servidores IBM System x , protegidos por fuentes de alimentación redundantes y baterías integradas. Los modelos anteriores presentaban fuentes de alimentación externas con respaldo de batería. Cada nodo tiene puertos Fibre Channel que se utilizan simultáneamente para el tráfico de datos entrante, saliente e intracluster. Los hosts también se pueden conectar a través de puertos Ethernet FCoE e iSCSI Gbit. La comunicación intralúster incluye mantener la integridad de la caché de lectura / escritura, compartir información de estado y reenviar lecturas y escrituras a cualquier puerto. Estos puertos deben dividirse en zonas.

Escribir caché está protegido por reflejo dentro de un par de nodos SVC, denominado Grupo E / S . Los recursos virtualizados (= volúmenes de almacenamiento presentados a los hosts) se distribuyen entre los grupos de E / S para mejorar el rendimiento. Los volúmenes también se pueden mover sin interrupciones entre grupos de E / S, por ejemplo, cuando se agregan nuevos pares de nodos o se elimina la tecnología anterior. Los pares de nodos siempre están activos, lo que significa que ambos miembros aceptan escrituras simultáneas para cada volumen. Además, todos los demás nodos del clúster aceptan y envían solicitudes de lectura y escritura que son manejadas internamente por el grupo de E / S apropiado. Las fallas en la ruta o en la placa se compensan mediante una conmutación por error no disruptiva dentro de cada grupo de E / S o, opcionalmente, a través de grupos de E / S dispersos. Los hosts deben tener rutas múltiplescontroladores instalados, como IBM Subsystem Device Driver (SDD) [2] o controladores MPIO estándar .

SVC se basa en la arquitectura del sistema de almacenamiento COMmodity PArts ( Compass ), desarrollado en el Centro de Investigación de IBM Almaden . [2] La mayor parte del software se ha desarrollado en IBM Hursley Labs en el Reino Unido.

Terminología [ editar ]

  • Nodo: una sola máquina de 1U o 2U.
Modelos de nodo SVC
Tipo-modeloCaché [GB]Velocidad FC [Gb / s]Velocidad iSCSI [Gb / s]Basado enAnunciado
2145-4F242n / Ax3352 de junio de 2003
2145-8F2821x33625 de octubre de 2005
2145-8F4841x33623 de mayo de 2006
2145-8G4841x355022 de mayo de 2007
2145-8A4841x3250M228 de octubre de 2008
2145-CF82481x3550M220 de octubre de 2009
2145-CG82481 (10 Gbit / s opcional)x3550M39 de mayo de 2011
2145-DH8328 y 161 (10 Gbit / s opcional)x3650M46 de mayo de 2014
2145-SV164 ... 256dieciséis10 Gbit / sXeon E5 v423 de agosto de 2016
2147-SV164 ... 256dieciséis10 Gbit / sXeon E5 v423 de agosto de 2016
  • Grupo de E / S: un par de nodos que duplican los comandos de escritura de los demás
  • Clúster: un grupo de 1 a 4 grupos de E / S administrados como una sola entidad.
    • Clúster extendido: una configuración de protección del sitio con 1 a 4 grupos de E / S, cada uno extendido en dos sitios, más un sitio testigo
    • Dirección IP del clúster : una única dirección IP de un clúster que proporciona interfaces administrativas a través de ( SSH y HTTPS )
    • Dirección IP de servicio: una dirección IP que se utiliza para dar servicio a un nodo individual. Cada nodo puede tener configurada una IP de servicio.
    • Nodo de configuración: un único nodo que contiene la configuración del clúster y tiene la dirección IP del clúster asignada.
  • Consola maestra (o SSPC): una GUI de administración para SVC hasta rel 5.1, basada en WebSphere Application Server ; no instalado en ningún nodo SVC, sino en una máquina separada [2]
    • A partir de SVC rel 6.1, ya no se usa una consola maestra (SSPC). La administración basada en web se realiza directamente en el nodo de configuración, utilizando una GUI HTML5 .
  • Disco virtual ( VDisk ): una unidad de almacenamiento presentada al host. La GUI de la versión 6 se refiere a un disco virtual como un volumen.
  • Disco administrado (MDisk): una unidad de almacenamiento (un LUN ) de una matriz de disco externa real , virtualizada por el SVC. Un MDisk es la base para crear un VDisk en modo imagen.
  • Grupo de discos administrados: (Grupo de discos MD) un grupo de uno o más discos M. Las extensiones de los MDisks en un grupo de MDisk son la base para crear un disco virtual en modo seccionado o secuencial. La GUI de la versión 6 se refiere a un grupo de discos administrado como una agrupación.
  • Extensión: una unidad discreta de almacenamiento; un MDisk se divide en extensiones; un disco virtual se forma a partir de un conjunto de extensiones.

Línea de tiempo [ editar ]

Cronología para IBM SAN Volume Controller hasta agosto de 2019

Los diferentes modelos de SAN Volume Controller estuvieron disponibles para su compra poco después del día del anuncio mencionado. Las barras de color verde claro muestran el período de tiempo en el que se pudo pedir cada modelo, mientras que las barras de color azul claro muestran cuánto tiempo se continuó con el servicio estándar después del retiro del marketing. La información mostrada está actualizada en agosto de 2019. Hay diferencias en las condiciones de servicio entre 2145 y 2147, pero no en el hardware.

Rendimiento [ editar ]

La versión 4.3 de SVC ostentaba el récord mundial del Storage Performance Council (SPC) para las pruebas de rendimiento de SPC-1, con casi 275.000 (274.997,58) IOPS . No había ningún subsistema de almacenamiento más rápido evaluado por el SPC en ese momento (octubre de 2008). [3] La prueba de rendimiento SPC-2 también arrojó una medición líder mundial de más de 7 GB / s de rendimiento.

La versión 5.1 logró nuevos récords con un banco de pruebas de clúster de 4 y 6 nodos con DS8700 como dispositivo de almacenamiento con respaldo. SVC rompió su propio récord de 274.997,58 SPC-1 IOPS en marzo de 2010, con 315.043,59 para el clúster de 4 nodos y 380.489,30 con el clúster de 6 nodos, récords que se mantuvieron hasta octubre de 2011.

La versión 6.2 de SVC mantuvo el récord mundial del Storage Performance Council (SPC) para las pruebas de rendimiento de SPC-1, devolviendo más de 500K (520,043.99) IOPS (E / S por segundo) usando 8 nodos SVC y Storwize V7000 como disco de backend. No había un subsistema de almacenamiento más rápido comparado por el SPC en ese momento (enero de 2012). [4] Los resultados completos y los resúmenes ejecutivos se pueden revisar en el sitio web de SPC mencionado anteriormente. [nota 1]

La versión 7.x proporciona múltiples mejoras, incluida la compatibilidad con CPU, caché y adaptadores adicionales. La caché optimizada funciona con una latencia de caída de 100 µs [5] y una latencia de aciertos de caché de 60 µs, lo que permite que SVC sea una interfaz para el almacenamiento de estado sólido de IBM FlashSystem sin una penalización significativa del rendimiento. Véase también: FlashSystem V9000

Funciones incluidas (7.x) [ editar ]

Indirección o mapeo de LUN virtual a LUN físico
Los servidores acceden a SVC como si fuera un controlador de almacenamiento. Los SCSI LUN que ven representan discos virtuales (volúmenes) asignados en SVC desde un grupo de almacenamiento formado por uno o más discos administrados (MDisks). Un disco administrado es simplemente un LUN de almacenamiento proporcionado por uno de los controladores de almacenamiento que SVC está virtualizando. La capacidad virtual puede ser mayor que la capacidad física administrada, con un máximo actual de 32 PB, según la granularidad de la administración ( tamaño de extensión )
Migración y agrupación de datos
SVC puede mover volúmenes de un grupo de capacidad ( grupo MDisk ) a otro mientras mantiene el acceso de E / S a los datos. El almacenamiento en caché de lectura y escritura permanece activo. Los grupos se pueden reducir o expandir eliminando o agregando capacidad de hardware, mientras se mantiene el acceso de E / S a los datos. Ambas funciones se pueden utilizar para una migración de hardware sin problemas. La migración de un modelo SVC antiguo al modelo más reciente también es perfecta y no implica la copia de datos.
Importación y exportación de LUN existentes a través del modo de imagen
El "modo de imagen" es una representación de paso a través no virtualizada de un MDisk (LUN administrado) que contiene datos de clientes existentes; un MDisk de este tipo se puede importar o eliminar sin problemas de un clúster SVC.
Caché de escritura rápida
Las escrituras de los hosts se reconocen una vez que se han comprometido en la caché reflejada de SVC, pero antes de que se desestabilicen en los controladores de almacenamiento subyacentes. Los datos se protegen mediante la replicación en el nodo del mismo nivel en un grupo de E / S (par de nodos de clúster). El tamaño de la caché depende del modelo de hardware SVC y de las opciones instaladas. La caché de escritura rápida es especialmente útil para aumentar el rendimiento en configuraciones de almacenamiento de rango medio.
Nivelación automática (nivel fácil)
SVC selecciona automáticamente el mejor hardware de almacenamiento para cada fragmento de datos, de acuerdo con sus patrones de acceso. Los datos "calientes" no compatibles con la caché se mueven dinámicamente a unidades de estado sólido SSD , mientras que los datos compatibles con la caché, así como los datos "fríos", se mueven a discos giratorios económicos. Easy Tier también monitorea y optimiza las cargas de trabajo de solo husillo si no se adjunta almacenamiento de estado sólido. Idem, Easy Tier optimiza automáticamente las cargas de trabajo de estado sólido entre los medios Flash intensivos de lectura y Enterprise.
Capacidad de unidad de estado sólido (SSD)
SVC puede usar cualquier dispositivo de almacenamiento SSD externo compatible o proporcionar sus propias ranuras SSD internas, hasta 32 por clúster. Estos se pueden utilizar para impulsar los grupos de discos giratorios antiguos: Easy Tiering se activa automáticamente en los grupos de capacidad híbridos de medios mixtos.
Aprovisionamiento ligero
La capacidad de LUN solo se usa cuando se escriben nuevos datos en un LUN. Los bloques de datos iguales a cero no se asignan físicamente, a menos que exista un cero desigual de datos anteriores. Durante la importación o durante las migraciones internas, los bloques de datos iguales a cero se descartan ( migración de grueso a delgado ).
Además, el aprovisionamiento ligero está integrado en las funciones de FlashCopy que se detallan a continuación para proporcionar instantáneas que ahorran espacio
Duplicación de disco virtual
Proporciona la capacidad de mantener dos copias redundantes de un LUN, implícitamente en diferentes controladores de almacenamiento.
Protección del sitio con Clúster Estirado
Una configuración de almacenamiento en clúster altamente disponible y distribuida geográficamente que aprovecha la función de duplicación de disco virtual en los centros de datos a una distancia de 300 km. Los clústeres extendidos pueden abarcar 2, 3 o 4 centros de datos (topología de cadena o anillo, un clúster de 4 sitios que requiere 8 nodos de clúster). La coherencia del grupo está garantizada por un conjunto de votaciones mayoritarias.
Desde dos dispositivos de almacenamiento en dos centros de datos, SVC presenta una instancia lógica común. Las operaciones del lado del usuario como Instantánea o Cambio de tamaño de LUN se aplican a nivel de instancia lógica. Las operaciones orientadas al hardware, como la compresión en tiempo real o la migración de hardware en vivo, se producen a nivel de instancia física.
A diferencia de la duplicación clásica, los LUN lógicos se pueden leer y escribir en ambos lados ( tándem ) al mismo tiempo, lo que elimina la necesidad de conmutación por error , cambio de rol o cambio de sitio como se encuentra en los productos de administración de Site Recovery. La función se puede combinar con Live Partition Mobility o VMotion para evitar el transporte masivo de datos durante el movimiento de un servidor virtual a distancia metropolitana.
Acceso cruzado geográfico
Todos los nodos del clúster SVC en un clúster ampliado tienen acceso de lectura / escritura al hardware de almacenamiento en la ubicación del espejo, lo que elimina la necesidad de resincronización del sitio en caso de fallas de un solo nodo. Esta característica es mutuamente excluyente con Enhanced Stretched Cluster y solo se recomienda para pares de nodos únicos extendidos.
Nodos de espera en caliente
Nodos activados que pueden asumir el rol de nodos fallidos en un clúster local o extendido en muy poco tiempo.
Clúster estirado mejorado
Una funcionalidad que optimiza las rutas de datos dentro de un Clúster Extendido de distancia geográfica o metropolitana (ver arriba), útil cuando el ancho de banda entre sitios es escaso y el tráfico entre sitios debe minimizarse. SVC intentará utilizar la ruta más corta para lecturas y escrituras. Por ejemplo, la desestabilización de escritura de la caché en los dispositivos de almacenamiento siempre la realiza la copia de la caché más cercana, a menos que su copia de la caché de pares esté inactiva. Dos pares de nodos son el mínimo recomendado para un clúster ampliado mejorado.
Clúster ampliado con copia dorada (recuperación de desastres de 3 sitios)
Un clúster extendido que mantiene una copia de datos sincrónica o asincrónica adicional en un clúster extendido independiente o un dispositivo SVC o Storwize a distancias geográficas. La Copia Dorada es una protección ante desastres contra cortes a escala metropolitana que afectan al Clúster Extendido en su conjunto. Se basa en la funcionalidad de Metro o Global Mirror con licencia.
Hyperswap
La capacidad de conmutar por error sin problemas el acceso a los datos entre grupos o clústeres de E / S dispersos geográficamente. Al igual que con el clúster extendido , ambos lados aceptan escrituras simultáneas, pero los datos de la caché de escritura se reflejan localmente en ambos sitios, ya que los grupos de E / S se mantienen juntos. Hyperswap se puede combinar con Live Partition Mobility o VMotion para maximizar la disponibilidad de la aplicación. En el lado del servidor, Hyperswap funciona con la mayoría de los controladores multirrutas nativos con soporte ALUA . Hyperswap se basa en la funcionalidad Metro Mirror y requiere una licencia Metro Mirror, así como un mínimo de dos pares de nodos.
Nube transparente por niveles
Los almacenes de datos de objetos compatibles con Swift y S3 se pueden usar como un nivel frío para instantáneas de volumen incrementales y archivos de volumen sin acceso de producción en vivo. Esto permite mantener copias de la máquina del tiempo por hora o archivar imágenes de VM, incluidos los volúmenes adjuntos, a un precio algo más cercano al de los medios de cinta. El soporte del almacén de datos en las instalaciones se proporciona a través de OpenStack Swift. Amazon S3 o Softlayer proporcionan soporte para el almacén de datos fuera de las instalaciones. La organización por niveles en la nube transparente fuera de las instalaciones utiliza de forma predeterminada el cifrado AES, que es una función con licencia.

Funciones opcionales [ editar ]

Hay algunas características opcionales, con licencia por separado, por ejemplo, por TB: [2]

Compresión en tiempo real
Esta tecnología de reducción de datos en vuelo ofrece una reducción de la huella del 50% (garantizada) o hasta el 80% (que se encuentra en las bases de datos de Oracle). Aprovechando el hardware de compresión dedicado, generalmente no tiene impacto en el rendimiento y se puede utilizar para bases de datos de alta resistencia. La localidad temporal del algoritmo puede incluso aumentar el rendimiento de lectura en patrones de datos adecuados, como bases de datos SQL almacenadas en discos giratorios. La eficiencia de compresión es igual a "zip" ( Lempel – Ziv – Welch ) con un diccionario muy grande y se puede predecir con precisión en petabytes usando la herramienta Comprestimator .
La compresión en tiempo real se puede combinar con Easy Tiering, Thin Provisioning y Virtual Disk Mirroring. Inicialmente fue inventado por la empresa emergente adquirida Storwize Inc., [6] que también sirvió como nuevo nombre para la familia de sistemas de almacenamiento IBM derivados de SVC.
FlashCopy (instantánea)
Se utiliza para crear una instantánea de disco para realizar una copia de seguridad / deshacer o probar la aplicación de un solo volumen. Las instantáneas solo requieren la capacidad "delta" a menos que se creen con volúmenes de destino completamente aprovisionados. FlashCopy viene en tres versiones: instantánea, volumen de copia de seguridad y clonación, que se desvincula automáticamente de su fuente. Todos se basan en tecnología optimizada de copia en escritura .
Un volumen de origen puede tener hasta 256 destinos simultáneos. Los objetivos se pueden hacer incrementales y se pueden construir estructuras de dependencia en forma de árbol en cascada. Los destinos se pueden volver a aplicar a su fuente o cualquier otro volumen apropiado, también de diferente tamaño (por ejemplo, restableciendo cualquier cambio de un comando de cambio de tamaño).
La copia en escritura se basa en un mapa de bits con un tamaño de grano configurable , a diferencia de un diario . [2]
FlashCopy rollback (máquina del tiempo)
Proporciona una capacidad de reversión inspirada en la máquina del tiempo utilizando puntos de consistencia selectivamente granulares. El mecanismo de coherencia puede cubrir muchos LUN a la vez. La reversión requiere una licencia FlashCopy y el software Spectrum Control Snapshot.
Metro Mirror : replicación remota sincrónica
Esto permite un sitio de recuperación ante desastres remoto a una distancia de hasta unos 300 km [7]
Global Mirror : replicación remota asíncrona
Esto permite un sitio de recuperación de desastres remoto a una distancia de miles de kilómetros. Cada relación de Global Mirror se puede configurar para alta latencia / bajo ancho de banda o para alta latencia / alta conectividad de ancho de banda, esta última permite un objetivo de punto de recuperación consistente RPO por debajo de 1 segundo.
Global Mirror sobre IP: replicación remota a través de Internet
utiliza la tecnología SANslide integrada en el firmware SVC para enviar tráfico de datos en espejo a través de un enlace TCP / IP, mientras maximiza la eficiencia del ancho de banda de ese enlace. Esto puede resultar en una aceleración de transferencia de datos de 100 veces en distancias largas. [8]
Cifrado de datos en reposo
SVC y otros dispositivos basados ​​en Spectrum Virtualize pueden cifrar datos de forma transparente en cualquier medio local, almacenamiento adjunto virtualizado o nivel de nube (por defecto). El mecanismo de cifrado es AES-XTS de 256 bits. Las claves se generan localmente y se almacenan en memorias USB extraíbles o se obtienen de un servicio de gestión del ciclo de vida de las claves. Ambas opciones son mutuamente excluyentes.

Otros productos que ejecutan código SVC [ editar ]

El 7 de octubre de 2010, IBM anunció IBM Storwize V7000 , el primer miembro de la familia Storwize . [9] Storwize utiliza la base de código de SAN Volume Controller con almacenamiento interno para proporcionar un subsistema de almacenamiento de precio medio. [10] IBM Storwize V5000, V3700 y V3500 son modelos compatibles reducidos con menos caché / CPU / adaptadores y un conjunto reducido de características.

IBM FlashSystem V9000 aprovecha el firmware SVC integrado con cajones de estado sólido IBM FlashSystem .

En 2015, IBM renombró la funcionalidad de virtualización como Spectrum Virtualize , para alinearla con las convenciones de nomenclatura de almacenamiento definidas por software de IBM y resaltar el aspecto de interoperabilidad.

Productos que no son de IBM que ejecutan código SVC [ editar ]

El dispositivo Actifio Protection and Availability Storage (PAS) incluye elementos de código SVC para lograr una amplia interoperabilidad. [11] La plataforma PAS abarca el respaldo, la recuperación ante desastres y la continuidad del negocio, entre otras funciones.

Ver también [ editar ]

  • IBM Subsystem Device Driver (SDD), un controlador de múltiples rutas para IBM System Storage, originalmente utilizado por IBM Enterprise Storage Server
  • EMC VPLEX , una solución competitiva
  • Familia IBM Storwize

Notas al pie [ editar ]

  1. ^ Los números de rendimiento de "Cache hit" o "bandwidth" suelen ser mucho más altos, por ejemplo, "20 GBPS", pero son relativamente insignificantes ya que no se pueden lograr en escenarios reales.

Referencias [ editar ]

  1. ^ "Alojamiento web barato" . onebighost .
  2. ^ a b c d e "IBM System Storage SAN Volume Controller", Redbook SG24-6423-05 de IBM, págs. 12.
  3. ^ Resultados de SVC Rel 4.3 SPC
  4. ^ Resultados de SVC Rel 6.2 SPC
  5. ^ http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/tips1137.html?Open
  6. ^ "Sala de noticias de IBM - 2010-07-29 IBM adquiere la empresa de almacenamiento Storwize para capacidades de compresión de datos - Estados Unidos" . 03.ibm.com. 2010-07-29 . Consultado el 7 de noviembre de 2012 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
  7. ^ "Centro de información DS8000" . Publib.boulder.ibm.com . Consultado el 7 de noviembre de 2012 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
  8. ^ http://www.4bridgeworks.com/products/sanslide/
  9. ^ "IBM Storwize V7000 y Storwize V7000 Unified Disk Systems" . 03.ibm.com . Consultado el 7 de noviembre de 2012 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
  10. ^ "IBM Storwize V7000 y Storwize V7000 Unified Disk Systems" . 03.ibm.com . Consultado el 7 de noviembre de 2012 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
  11. ^ "Actifio, socio de IBM en almacenamiento virtualizado, MSP de destino" . www.mspmentor.net . Consultado el 10 de enero de 2013 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )

Enlaces externos [ editar ]

  • Enlaces a SVC Redbooks, información, actualizaciones
  • Página oficial de virtualización de almacenamiento de IBM
  • Página oficial de IBM SAN
  • Página oficial de IBM Redbooks para SVC
  • Página oficial de IBM Redbooks para Storwize V7000