Дисковые массивы семейства HP 3PAR StoreServ Storage

Дисковые массивы 3PAR были включены в линейку продуктов HP в конце 2010 года в результате
покупки одноименной фирмы, специализирующейся на разработке виртуализованных систем хра-
нения.
Мощные функции виртуализации, которые были изначально заложены в архитектуру еще первого
поколения этих дисковых массивов, делают их идеальной платформой для обслуживания облачных
вычислений, где требуется обеспечить быстрое и гибкое выделение дисковой емкости для несколь-
ких тысяч виртуальных машин.
Системы HP 3PAR улучшают эффективность хранения за счет ряда технологических инноваций
и архитектурных решений, важнейшими из которых являются:
• кластерная архитектура HP 3PAR InSpire, объединяющая до восьми контроллеров, каждый из ко-
торых может обслуживать все логические тома массива. Благодаря этой архитектуре осуществля-
ется гибкая балансировка нагрузки, высокая пропускная способность, высокий уровень доступно-
сти системы и широкие возможности масштабирования;
• распараллеливание передачи данных и управляющей информации между специализированным
набором микросхем ASIC и процессором контроллера, что существенно повышает эффективность
управления всеми ресурсами системы;
• виртуализация дискового пространства Wide Striping, позволяющая рассматривать физические
диски как общий пул ресурсов и максимально эффективно использовать имеющиеся накопители;
• динамическое выделение дисковой емкости (Thin Provisioning) из виртуального пула и возврат не-
используемой приложениями дисковой емкости (Thin Reclamation) в виртуальный пул;
• динамическое (без прерывания работы приложений) перемещение логических томов (Dynamic
Optimization) или отдельных сегментов внутри логического тома (Adaptive Optimization) между раз-
ными типами дисков и уровнями RAID для оптимизации уровня сервиса и скорости доступа к данным;
• миграция логических томов между системами хранения без остановки доступа к данным (HP 3PAR
Peer Motion) и без использования какого-либо дополнительного оборудования.
Кроме того, традиционные для массивов данного класса функции создания локальных и удаленных
копий также имеют ряд особенностей, в числе которых возможность создавать сотни виртуальных
копий (Snapshots), допускающих только чтение или чтение и редактирование данных, специальные
средства поддержки согласованности и быстрого восстановления данных для выделенных при-
ложений, удаленное копирование между всеми моделями массивов, репликацию данных между
несколькими сайтами и пр.
Архитектура массивов HP 3PAR StoreServ обеспечивает высокий уровень доступности данных, кото-
рый гарантирует доступ к данным не только в случае отказа диска или контроллера, но и в слу-
чае недоступности полки дисков целиком. Последнее достигается благодаря распределению всех
логических томов между несколькими полками.



Консультация специалиста
Перечисленные особенности более подробно рассмотрены ниже, во второй части настоящего раз-
дела.
Многие задачи, которые в традиционных дисковых массивах потребовали бы ручного вмешатель-
ства, управляющее ПО 3PAR решает самостоятельно и автономно. В отличие от автоматизации, ког-
да последовательность изменений конфигурации систем хранения задается командами, автоном-
ность управления 3PAR означает, что «ручного» вмешательства не требуется вовсе.
Операционная система HP 3PAR InForm Operating System, единая для всех моделей HP 3PAR
StoreServ, освобождает системных администраторов от выполнения рутинных процедур по управ-
лению дисковым пространством. Благодаря этому не только повышается эффективность работы
персонала, обслуживающего центр обработки данных, но и уменьшается вероятность ошибок,
неизбежно возникающих при управлении сложными системами.
Модельный ряд семейства массивов HP 3PAR StoreServ содержит 2 модели старшего уровня HP 3PAR
StoreServe P10400 и P10800 и 2 модели среднего уровня HP 3PAR StoreServe P7400 и P7200. Техни-
ческие характеристики моделей представлены в таблицах.
Системы хранения HP 3PAR StoreServe поддерживаются в рамках «облачного» решения HP Cloud
System Matrix и являются идеальной платформой для сред Public Cloud и Private Cloud.
Массивы поддерживают широкий класс операционных систем и поставляются с 3-летней гарантией
и технической поддержкой, предусматривающей обслуживание на площадке заказчика.

Кластерная архитектура HP 3PAR InSpire
Архитектура HP 3PAR InSpire объединяет до восьми контроллеров 3PAR по технологии Mesh-Active
с возможностью обслуживания каждым из них всех логических томов системы. На каждом контрол-
лере выполняется независимая копия операционной системы Inform OS.
В основе архитектуры лежит технология Persistent Cache, благодаря которой в штатном режиме
кэш-память каждого контроллера зеркалируется на другой контроллер данной контроллерной
пары, а в случае выхода контроллера из строя, оставшийся контроллер реплицирует кэш на другие
контроллеры.
InSpire обеспечивает гибкую балансировку нагрузки между контроллерами, высокую пропускную
способность, широкие возможности для масштабирования производительности и призвана обеспе-
чить высокий и предсказуемый уровень производительности приложений.
Благодаря этой архитектуре в high-end массивах HP 3PAR StoreServ при выходе из строя контролле-
ра происходит лишь незначительное снижение производительности, что выгодно отличает HP 3PAR
StoreServ от традиционных дисковых массивов.


В массивах HP 3PAR StoreServ часть функций контроллеров передана специализированному набору
микросхем (ASIC), благодаря чему осуществляется распараллеливание передачи данных и управля-
ющей информации между ASIC и процессором контроллера.
Кроме того ASIC отвечает за обмен данными между контроллерами системной платы, что позволяет
динамически распределять рабочую нагрузку между всеми ресурсами системы. Таким образом, обе-
спечивается высокая эффективность консолидации на одном массиве транзакционных (OLTP) и ана-
литических (OLAP) приложений.
Кроме того ASIC выполняет аппаратную реализацию функции Zero Detection, предоставляющую
возможность определять в потоке данные, которые были удалены бизнес-приложениями. Соответ-
ствующие блоки не записываются, что значительно повышает эффективность использования дис-
кового пространства по сравнению с традиционными дисковыми массивами.




Динамическое управление емкостью. Функции Thin Provisioning, Thin Reclamation и Thin Conversion
Функция Thin Provisioning была реализована в массивах 3PAR еще в 2003 году первой в отрасли
систем хранения. С тех пор эта функция постоянно совершенствовалась, опережая других произво-
дителей.
В дополнение к основному назначению Thin Provisioning — динамическому выделению приложе-
ниям емкости из виртуального пула – реализованы технологии Thin Reclamation («тонкая перера-
ботка») и Thin Conversion («тонкое превращение»). Первая служит для возврата неиспользованной
выделенной емкости в виртуальный пул. А вторая – для быстрой миграции данных с традиционного
дискового массива на массив с thin provisioning с одновременной «очисткой» выделенной, но неис-
пользуемой приложениями дисковой емкости.
Применение этих «тонких» технологий существенно повышает эффективность использования
ресурсов системы хранения, экономит рабочее время администратора и избавляет от необходимо-
сти закупки дополнительных дисков впрок.



Для виртуализации дискового пространства в массивах HP 3PAR StoreServ применяется трехуровне-
вая структура, содержащая:
• 1024-мегабайтные сегменты, на которые разбиваются физические диски;
• логические тома, в которые группируются сегменты из разных физических дисков, расположен-
ных на разных дисковых полках массива. Критерий объединения – требующийся уровень сервиса
и защиты данных. Внутри одного логического тома могут быть сегменты с разными типами дисков
(Fibre Channel, SATA или SSD), уровнями RAID и степенью отказоустойчивости;
• виртуальные диски, которые образуют логические тома и «видят» подключенные к массиву серверы.
Функция Dynamic Optimization позволяет перемещать логические тома между разными типами дис-
ков и уровнями RAID без прерывания работы приложений.
Аналогичным образом функция Adaptive Optimization осуществляет автоматическую мигра-
цию данных между разными сегментами внутри логического тома, перемещая наиболее активно
45
используемые фрагменты данных на самые быстрые диски в самом производительном уровне RAID
и наоборот, редко используемые фрагменты данных – на более медленные диски.
Эти функции помогают существенно оптимизировать скорость доступа к данным и соотношение
между ценностью данных для бизнес-приложений и стоимостью физических дисков.

Федерация систем хранения и динамическая миграция томов. Функция Peer Motion
HP 3PAR Peer Motion – это первое в индустрии программное обеспечение, объединяющие масси-
вы одного типа в федеративное хранилище и позволяющее перемещать логические тома между
системами хранения без остановки доступа к данным и без использования какого-либо дополни-
тельного оборудования.
Благодаря технологии HP 3PAR Thin Built In одновременно с миграцией возможен переход
к использованию «тонких» томов с более высоким уровнем утилизации имеющегося дискового
пространства.
ПО HP 3PAR Peer Motion работает с любыми системами хранения HP 3PAR StoreServ, поддерживаю-
щих операционную систему InForm (начиная с версии 3.1.1) от начального до корпоративного уров-
ня, и использует интеллектуальный механизм слежения за пропускной способностью каналов для
сохранения производительности бизнес-приложений. Таким образом можно реализовать баланси-
ровку нагрузки между массивами 3PAR разных поколений.
Данная технология также позволяет реализовать миграцию данных с других массивов, в том числе
и с массивов третьих производителей, на массивы HP 3PAR StoreServ без остановки доступа к дан-
ным. На данный момент поддерживается миграция с массивов НР EVA/P6000.

Локальные, виртуальные и удаленные копии данных
Клоны данных (полные локальные копии), созданные средствами HP 3PAR StoreServ, могут иметь
отличные от оригинала параметры (тип дисков, уровень RAID), использовать возможности динами-
ческого управления емкостью (Thin Provisioning) и установленные пользователем права доступа.
Виртуальные копии HP 3PAR StoreServ позволяют создавать сотни моментальных снимков
(Snapshots) логических томов, доступных либо только для чтения, либо для чтения и записи, быстро
восстанавливать данные по состоянию на момент каждого снимка, удалять любые копии без влия-
ния на другие снимки того же тома данных.
Технология удаленной репликации данных, используемая в массивах HP 3PAR StoreServ, позволя-
ет передавать данные между любыми моделями массива, поддерживает репликацию на несколь-
ко сайтов, выполняется как по IP, так и Fibre Channel каналам, обеспечивает балансировку загруз-
ки каналов передачи данных, поддерживает различные уровни RAID и типы дисков для исходного
тома и копии, обеспечивает управление копированием из единого окна.
Необходимо также отметить, что для удаленной репликации по IP можно использовать встроенные
Ethernet-порты массива.

Обеспечение согласованности данных при online-копировании. ПО Recovery Manager
При создании копий данных средствами дискового массива без остановки приложений, работаю-
щих с этими данными, имеется риск получить несогласованную копию, т. к. часть информации может
храниться в буферах приложений и/или системы управления базами данных. Администраторам
системы приходится писать специальные скрипты, обеспечивающие выгрузку данных из памяти
сервера на диск и последующее копирование.
Устанавливаемое на сервере ПО HP 3PAR Recovery Manager предназначено для гарантированно-
го автоматического создания согласованных копий средствами массива 3PAR для VMware vSphere,
Microsoft® Exchange, Oracle и Microsoft® SQL.



Система виртуальных доменов позволяет нарезать дисковый массив на изолированные между
собой на логическом уровне виртуальные частные массивы. С помощью этой функции можно
построить систему управления HP 3PAR StoreServ, в которой администраторы системы могут управ-
лять ресурсами массива только в пределах выделенных им доменов.
Эта функция активно используется сервис-провайдерами для того, чтобы на одном дисковом масси-
ве гарантировать безопасное хранение данных, принадлежащих разным клиентам или разным под-
разделениям. Отметим также, что виртуальные домены позволяют избежать накладных расходов,
возникающих при использовании традиционной технологии логических разделов.