NetApp FAS

Každý model úložného systému se dodává s nastavenou konfigurací procesoru, paměti RAM a nevolatilní paměti, kterou uživatelé nemohou po zakoupení rozšířit. S výjimkou některých základních řadičů úložišť mají systémy NetApp FAS, ASA a AFF obvykle k dispozici alespoň jeden slot PCIe pro další síťová, pásková a/nebo disková připojení. V červnu 2008 společnost NetApp oznámila modul Performance Acceleration Module (neboli PAM) pro optimalizaci výkonu pracovních úloh, které provádějí intenzivní náhodné čtení. Tato volitelná karta se vkládá do slotu PCIe a poskytuje dodatečnou paměť (nebo cache) mezi diskem a vyrovnávací pamětí úložného systému a systémovou pamětí, čímž zvyšuje výkon.

AFFEdit

All-Flash FAS, známý také jako AFF řady A. Obvykle jsou systémy AFF založeny na stejném hardwaru jako FAS, ale první z nich je optimalizován a pracuje pouze s disky SSD na zadní straně, zatímco druhý může používat HDD a SSD jako cache: například AFF A700 & FAS9000, A300 & FAS8200, A200 & FAS2600, A220 & FAS2700 používají stejný hardware, ale systémy AFF neobsahují karty Flash Cache. Systémy AFF také nepodporují FlexArray s funkcemi virtualizace úložných polí třetích stran. AFF je unifikovaný systém a může poskytovat připojení k datovému protokolu SAN & NAS a kromě tradičních protokolů SAN & NAS v systémech FAS má AFF blokový protokol NVMe/FC pro systémy s 32Gbit/s porty FC. AFF & FAS používají stejnou bitovou kopii firmwaru a téměř všechny pro koncového uživatele patrné funkce jsou u obou úložných systémů stejné. Interně jsou však data v systému ONTAP zpracovávána a zpracovávána odlišně. Systémy AFF například používají jiné algoritmy přidělování zápisu ve srovnání se systémy FAS. Protože systémy AFF mají rychlejší základní disky SSD, není deduplikace dat Inline v systémech ONTAP téměř patrná (~2% dopad na výkon u low-end systémů).

ASAEdit

Všechna pole SAN se systémem ONTAP a založená na platformě AFF tedy dědí jeho vlastnosti &funkce a data se interně zpracovávají a zpracovávají stejně jako v systémech AFF. Všechny ostatní hardwarové a softwarové platformy založené na ONTAP lze označit jako Unified ONTAP, což znamená, že mohou poskytovat jednotný přístup s datovými protokoly SAN & NAS. Architektura ONTAP v systémech ASA je stejná jako v systémech FAS & AFF, bez jakýchkoli změn. Systémy ASA používají stejnou bitovou kopii firmwaru jako systémy AFF & FAS. Systém ASA je stejný jako systém AFF a jediný rozdíl je v přístupu k úložišti přes síť pomocí protokolů SAN: ASA poskytuje symetrický aktivní/aktivní přístup k blokovým zařízením (jmenné prostory LUN nebo NVMe), zatímco systémy Unified ONTAP nadále používají pro blokové protokoly ALUA a ANA.

StorageEdit

NetApp používá diskové jednotky SATA, Fibre Channel, SAS nebo SSD, které seskupuje do skupin RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks nebo Redundant Array of Independent Disks) až po 28 (26 datových disků plus 2 paritní disky). Úložné systémy NetApp FAS, které obsahují pouze disky SSD s nainstalovaným operačním systémem ONTAP optimalizovaným pro SSD, se nazývají All-Flash FAS (AFF).

DisksEdit

Systémy FAS, ASA a AFF používají disky HDD a SSD (tj. NVMe SSD) podnikové úrovně se dvěma porty, přičemž každý port je připojen ke každému řadiči v páru HA. Disky HDD a SSD lze zakoupit pouze u společnosti NetApp a instalovat je do diskových polic NetApp pro platformu FAS/AFF. Fyzické jednotky HDD a SSD, oddíly na nich a jednotky LUN importované z polí třetích stran s funkcí FlexArray se v systému ONTAP považují za disky. V systémech SDS, jako je ONTAP Select & ONTAP Cloud, se za Disk považuje také logické blokové úložiště jako virtuální disk nebo RDM uvnitř ONTAP. Nezaměňujte obecný termín „disková jednotka“ a „termín disková jednotka používaný v systému ONTAP“, protože v systému ONTAP to může být celý fyzický HDD nebo SSD disk, LUN nebo oddíl na fyzickém HDD nebo SSD disku. Jednotky LUN importované z polí třetích stran s funkcí FlexArray v konfiguraci páru HA musí být přístupné z obou uzlů páru HA. U každého disku je uvedeno vlastnictví, aby bylo zřejmé, který řadič disk vlastní a obsluhuje. Agregát může obsahovat pouze disky vlastněné jedním uzlem, proto je každý agregát vlastněný uzlem a všechny objekty na něm, jako svazky FlexVol, LUNy, sdílené soubory, obsluhován jedním řadičem. Každý řadič může mít své vlastní disky a agregovat je, přičemž oba uzly mohou být využívány současně, i když neobsluhují stejná data.

ADPEdit

V závislosti na platformě a případu použití lze v systémech založených na ONTAP použít pokročilé rozdělení disků (ADP). Technologii ADP lze použít pouze s nativními diskovými jednotkami z diskových polic NetApp, technologie FlexArray technologii ADP nepodporuje. ADP je podporována také s disky třetích stran v systému ONTAP Select. Tato technika se používá především k překonání některých architektonických požadavků a snížení počtu diskových jednotek v systémech založených na ONTAP. Existují tři typy ADP: Root-Data partitioning; Root-Data-Data partitioning (RD2, známý také jako ADPv2); Storage Pool.Root-Data partitioning lze v systémech FAS & AFF použít k vytvoření malých kořenových oddílů na jednotkách, aby je bylo možné použít k vytvoření kořenových agregátů systému, a nemusely se tedy k tomuto účelu vynakládat celé tři diskové jednotky. Naopak větší část diskové jednotky bude použita pro datové agregáty. Rozdělení disku na kořenové a datové oddíly se v systémech AFF používá pouze ze stejného důvodu jako rozdělení na kořenové a datové oddíly s tím rozdílem, že větší část disku, která zůstane po rozdělení na kořenové oddíly, se rovnoměrně rozdělí na dva další oddíly, obvykle každý oddíl přiřazený jednomu ze dvou řadičů, čímž se sníží minimální počet disků potřebných pro systém AFF a omezí se plýtvání drahým místem na SSD. Technologie rozdělení Storage Pool používaná v systémech FAS pro rovnoměrné rozdělení každé jednotky SSD na čtyři části, které lze později využít pro urychlení mezipaměti FlashPool, s technologií Storage Pool lze rozdělit pouze několik jednotek SSD až na 4 datové agregáty, které budou využívat technologii mezipaměti FlashCache, což snižuje minimální potřebu jednotek SSD pro tuto technologii.

NetApp RAID v ONTAPEdit

ONTAP Storage layout:

V systémech NetApp ONTAP jsou technologie RAID a WAFL úzce integrovány. V rámci systémů založených na ONTAP je k dispozici několik typů RAID:

  • RAID-4 s 1 vyhrazeným paritním diskem, který umožňuje selhání libovolného 1 disku ve skupině RAID.
  • RAID-DP se 2 vyhrazenými paritními disky, které umožňují současné selhání libovolných 2 disků ve skupině RAID.
  • RAID-TEC US patent 7640484 se 3 vyhrazenými paritními disky, který umožňuje současné selhání libovolných 3 disků ve skupině RAID.

Dvojitá parita RAID-DP vede k odolnosti proti ztrátě disku podobně jako v případě RAID-6. Společnost NetApp překonává snížení výkonu zápisu u tradičních disků s vyhrazenou paritou ve stylu RAID-4 pomocí technologie WAFL a nového využití své nevolatilní paměti (NVRAM) v každém úložném systému. každý agregát se skládá z jednoho nebo dvou plexů, plex se skládá z jedné nebo více skupin RAID. Typické úložné systémy založené na ONTAP mají v každém agregátu pouze 1 plex, dva plexy se používají v místních konfiguracích SyncMirror nebo MetroCluster. Každá skupina RAID se obvykle skládá z diskových jednotek stejného typu, rychlosti, geometrie a kapacity. Ačkoli podpora společnosti NetApp může uživateli dočasně povolit instalaci disku do skupiny RAID se stejnou nebo větší velikostí a jiným typem, rychlostí a geometrií. Běžné datové agregáty, pokud obsahují více než jednu skupinu RAID, musí mít stejné skupiny RAID v celém agregátu, doporučuje se stejná velikost skupiny RAID, ale NetApp umožňuje mít výjimku v poslední skupině RAID a nakonfigurovat ji tak malou, jako je polovina velikosti skupiny RAID v celém agregátu. Například takový agregát se může skládat ze 3 skupin RAID: RG0:16+2, RG1:16+2, RG2:7+2. V rámci agregátů vytváří systém ONTAP flexibilní svazky (FlexVol) pro ukládání dat, ke kterým mají uživatelé přístup.

Agregáty povolené jako FlshPool a s disky HDD i SSD se nazývají hybridní agregáty. V hybridních agregátech Flash Pool platí pro hybridní agregát stejná pravidla jako pro běžné agregáty, ale zvlášť pro disky HDD a SSD, je tedy povoleno mít dva různé typy RAID: pouze jeden typ RAID pro všechny disky HDD a pouze jeden typ RAID pro všechny disky SSD v jednom hybridním agregátu. Například SAS HDD s RAID-TEC (RG0:18+3, RG1:18+3) a SSD s RAID-DP (RG3:6+2). Úložné systémy NetApp se systémem ONTAP kombinují základní skupiny RAID podobně jako RAID-0. Také v systémech NetApp FAS s funkcí FlexArray lze LUN třetích stran kombinovat do Plex podobně jako RAID-0. Úložné systémy NetApp se systémem ONTAP lze nasadit v konfiguracích MetroCluster a SyncMirror, které používají techniku srovnatelnou s RAID-1 se zrcadlením dat mezi dvěma plexy v agregaci.

.

Velikost skupiny RAID (v počtu jednotek) pro agregáty dat v systémech AFF & FAS
Typ jednotky Minimální Výchozí Maximální Minimální Výchozí Maximální Minimální Výchozí Maximální
RAID-4 RAID-DP RAID-TEC
NVMe SSD 3 8 14 5 24 28 7 25 29
SSD
SAS 16 24
SATA nebo NL-SAS < 6TB 7 14 20 21
SATA nebo NL-SAS (6TB, 8TB) 14
MSATA (6TB, 8TB) Není možné
MSATA < 6TB 20
MSATA >= 10TB Není možné
SATA nebo NL-.SAS >= 10TB

Flash PoolEdit

NetApp Flash Pool je funkce hybridních systémů NetApp FAS, která umožňuje vytvořit hybridní agregát s disky HDD a SSD v jednom datovém agregátu. Jednotky HDD i SSD tvoří samostatné skupiny RAID. Vzhledem k tomu, že SSD se používá také k operacím zápisu, vyžaduje na rozdíl od Flash Cache redundanci RAID, ale umožňuje použít různé typy RAID pro HDD a SSD; například je možné mít 20 HDD 8TB v RAID-TEC a 4 SSD v RAID-DP 960GB v jednom agregátu. SSD RAID se používá jako mezipaměť a zlepšuje výkon pro operace čtení a zápisu pro svazky FlexVol v agregátu, kde je SSD přidán jako mezipaměť. Flash Pool cache má podobně jako Flash Cache zásady pro operace čtení, ale zahrnuje také operace zápisu, které by mohly platit zvlášť pro každý svazek FlexVol umístěný v agregátu; proto by mohla být u některých svazků vypnuta, zatímco jiné by mohly využívat SSD cache. Obě technologie FlashCache & FlashPool lze použít současně k ukládání dat do mezipaměti z jednoho svazku FlexVol, aby bylo možné agregovat s technologií Flash Pool minimálně 4 potřebné disky SSD (2 datové, 1 paritní a 1 hot spare), je také možné použít technologii ADP k rozdělení SSD na 4 části (Storage Pool) a rozdělit tyto části mezi dva řadiče, takže každý řadič bude využívat SSD cache, pokud je k dispozici malé množství SSD. Flash Pool není k dispozici s FlexArray a je možný pouze s nativními diskovými jednotkami NetApp FAS v diskových policích NetApp.

FlexArrayEdit

FlexArray je funkce NetApp FAS umožňující vizualizovat úložné systémy třetích stran a další úložné systémy NetApp přes protokoly SAN a používat je místo diskových polic NetApp. S funkcí FlexArray musí být ochrana RAID provedena pomocí úložného pole třetí strany, proto se v takových konfiguracích nepoužívají pole RAID-4, RAID-DP a RAID-TEC společnosti NetApp. Jeden nebo více LUN z polí třetích stran lze přidat do jednoho agregátu podobně jako u RAID-0. FlexArray je licencovaná funkce.

NetApp Storage EncryptionEdit

NetApp Storage Encryption (NSE) používá specializované účelové disky s nízkoúrovňovou funkcí hardwarového šifrování celého disku (FDE/SED) a podporuje také disky s certifikací FIPS pro vlastní šifrování, je kompatibilní téměř se všemi funkcemi a protokoly NetApp ONTAP, ale nenabízí MetroCluster. Funkce NSE má celkově téměř nulový dopad na výkon úložného systému. Funkce NSE podobně jako NetApp Volume Encryption (NVE) v úložných systémech se systémem ONTAP může ukládat šifrovací klíč lokálně ve správci Onboard Key Manager nebo ve specializovaných systémech pro správu klíčů pomocí protokolu KMIP, jako je IBM Security Key Lifecycle Manager a SafeNet KeySecure. NSE je šifrování dat v klidu, což znamená, že chrání pouze před krádeží fyzických disků a neposkytuje další úroveň ochrany dat v běžném provozním a běžícím systému. Společnost NetApp prošla programem NIST Cryptographic Module Validation Program pro svůj modul NetApp CryptoMod (TPM) se systémem ONTAP 9.2.

MetroClusterEdit

SyncMirror replikace pomocí plexů

MetroCluster (MC) je bezplatná funkce pro systémy FAS a AFF pro metro vysokou dostupnost se synchronní replikací mezi dvěma lokalitami, tato konfigurace vyžaduje další vybavení. Je k dispozici v obou režimech: 7-mode (starý OS) a Cluster-Mode (neboli cDOT – novější verze OS ONTAP). MetroCluster v režimu Cluster-Mode známý jako MCC. MetroCluster používá techniku RAID SyncMirror (RSM) a plex, kdy na jedné lokalitě počet disků tvoří jednu nebo více skupin RAID sdružených do plexu, zatímco na druhé lokalitě mají stejný počet disků se stejným typem a konfigurací RAID spolu se službou Configuration Replication Service (CRS) a replikací NVLog. Jeden plex se synchronně replikuje do druhého ve složení s nevolatilní pamětí. Dva plexy tvoří agregát, kde jsou uložena data a v případě havárie na jedné lokalitě druhá lokalita poskytuje přístup k datům pro čtení a zápis. MetroCluster podporuje technologii FlexArray. Konfigurace MetroCluster jsou možné pouze u modelů střední a vyšší třídy, které poskytují možnost instalace dalších síťových karet potřebných k fungování MC.

MCCEdit

Místní replikace paměti MetroCluster a DR pare v systémech NetApp FAS/AFF nakonfigurovaných jako MCC

Pomocí MetroClusteru je možné mít jeden nebo více úložných uzlů na lokalitu a vytvořit tak cluster nebo Clustered MetroCluster (MCC). Vzdálený a místní uzel HA perter musí být stejný model. MCC se skládá ze dvou clusterů, z nichž každý je umístěn na jedné ze dvou lokalit. Mohou existovat pouze dvě lokality. V konfiguraci MCC každý jeden vzdálený a jeden místní úložný uzel tvoří Metro HA nebo Disaster Recovery Pare (DR Pare) ve dvou lokalitách, zatímco dva místní uzly (pokud existuje partner) tvoří místní HA pare, tedy každý uzel synchronně replikuje data v nevolatilní paměti dvou uzlů: jednoho vzdáleného a jednoho místního (pokud existuje). V každé lokalitě je možné využít pouze jeden uzel úložiště (dva clustery s jedním uzlem) nakonfigurovaný jako MCC. MCC s 8 uzly se skládá ze dvou clusterů – každý se 4 uzly (2 páry HA), každý úložný uzel má pouze jednoho vzdáleného partnera a pouze jednoho místního partnera HA, v takové konfiguraci se každý cluster lokality může skládat ze dvou různých modelů úložných uzlů. Pro malé vzdálenosti vyžaduje MetroCluster alespoň jednu kartu FC-VI nebo novější iWARP na uzel. Systémy FAS a AFF se softwarem ONTAP verze 9.2 a starší využívají karty FC-VI a pro velké vzdálenosti vyžadují 4 vyhrazené přepínače Fibre Channel (2 na každé lokalitě) a 2 můstky FC-SAS na každý stack diskových polic, tedy minimálně 4 celkem pro 2 lokality a minimálně 2 tmavé optické spoje ISL s volitelnými DWDM pro velké vzdálenosti. Datové svazky, LUNy a LIFy by mohly online migrovat mezi úložnými uzly v clusteru pouze v rámci jedné lokality, odkud data pocházejí: není možné migrovat jednotlivé svazky, LUNy nebo LIFy pomocí možností clusteru mezi lokalitami, pokud se nepoužije operace přepnutí MetroClusteru, která vypne celou polovinu clusteru v lokalitě a transparentně pro její klienty a aplikace přepne přístup ke všem datům do jiné lokality.

MCC-IPEdit

NetApp MetroCluster over IP s konfigurací ADPv2

Počínaje verzí ONTAP 9.3 byl zaveden MetroCluster over IP (MCC-IP) bez potřeby vyhrazených back-end přepínačů Fibre Channel, můstků FC-SAS a vyhrazených tmavých vláken ISL, které byly dříve pro konfiguraci MetroClusteru nutné. Zpočátku byly s MCC-IP podporovány pouze systémy A700 & FAS9000. MCC-IP je k dispozici pouze v konfiguracích se 4 uzly: Vysoce dostupný systém se 2 uzly na každé lokalitě s celkem dvěma lokalitami. V systému ONTAP 9.4 podporuje MCC-IP systém A800 a pokročilé dělení disků v podobě dělení Rood-Data-Data (RD2), známé také jako ADPv2. Funkce ADPv2 je podporována pouze v systémech typu all-flash. Konfigurace MCC-IP podporují jednu diskovou polici, kde jsou disky SSD rozděleny v režimu ADPv2. MetroCluster over IP vyžaduje ethernetové přepínače clusteru s nainstalovaným ISL a využívá karty iWARP v každém řadiči úložiště pro synchronní replikaci. Počínaje verzí ONTAP 9.5 podporuje MCC-IP vzdálenost až 700 km a začíná podporovat funkci SVM-DR, AFF A300 a systémy FAS8200.

.