NetApp FAS

Cada modelo de sistema de almacenamiento viene con una configuración establecida de procesador, RAM y memoria no volátil, que los usuarios no pueden ampliar después de la compra. A excepción de algunas de las controladoras de almacenamiento básicas, los sistemas FAS, ASA y AFF de NetApp suelen tener al menos una ranura PCIe disponible para conexiones adicionales de red, cinta y/o disco. En junio de 2008, NetApp anunció el módulo de aceleración del rendimiento (o PAM) para optimizar el rendimiento de las cargas de trabajo que realizan lecturas aleatorias intensivas. Esta tarjeta opcional se introduce en una ranura PCIe y proporciona memoria adicional (o caché) entre el disco y la caché del sistema de almacenamiento y la memoria del sistema, mejorando así el rendimiento.

AFFEdit

All-Flash FAS, también conocido como AFF A-series. Por lo general, los sistemas AFF se basan en el mismo hardware que los FAS, pero el primero está optimizado y funciona sólo con unidades SSD en el extremo posterior, mientras que el segundo puede utilizar HDD y SSD como caché: por ejemplo, los sistemas AFF A700 & FAS9000, A300 & FAS8200, A200 & FAS2600, A220 & FAS2700 utilizan el mismo hardware, pero los sistemas AFF no incluyen tarjetas Flash Cache. Además, los sistemas AFF no son compatibles con FlexArray con la funcionalidad de virtualización de matrices de almacenamiento de terceros. AFF es un sistema unificado y puede proporcionar conectividad de protocolo de datos SAN & NAS, y además de los protocolos tradicionales SAN & NAS en los sistemas FAS, AFF tiene un protocolo NVMe/FC basado en bloques para los sistemas con puertos FC de 32Gbit/s. Los AFF & FAS utilizan la misma imagen de firmware, y casi toda la funcionalidad perceptible para el usuario final es la misma para ambos sistemas de almacenamiento. Sin embargo, internamente los datos se procesan y manejan de forma diferente en ONTAP. Los sistemas AFF, por ejemplo, utilizan diferentes algoritmos de asignación de escritura en comparación con los sistemas FAS. Debido a que los sistemas AFF tienen unidades SSD subyacentes más rápidas, la deduplicación de datos en línea en los sistemas ONTAP es casi imperceptible (~2% de impacto en el rendimiento en los sistemas de gama baja).

ASAEdit

Todas las matrices SAN que ejecutan ONTAP y se basan en la plataforma AFF heredan, por tanto, sus características &funcionales, y los datos se procesan y manejan internamente igual que en los sistemas AFF. Todas las demás plataformas de hardware y software basadas en ONTAP pueden denominarse ONTAP unificado, lo que significa que pueden proporcionar acceso unificado con protocolos de datos SAN & NAS. La arquitectura de ONTAP en los sistemas ASA es la misma que en FAS & AFF, sin cambios. Los sistemas ASA utilizan la misma imagen de firmware que los sistemas AFF & FAS. ASA es igual que AFF, y la única diferencia está en el acceso al almacenamiento a través de la red con protocolos SAN: ASA proporciona acceso activo/activo simétrico a los dispositivos de bloque (espacios de nombres LUN o NVMe), mientras que los sistemas Unified ONTAP siguen utilizando ALUA y ANA para los protocolos de bloque.

StorageEdit

NetApp utiliza unidades de disco SATA, Fibre Channel, SAS o SSD, que agrupa en grupos RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks o Redundant Array of Independent Disks) de hasta 28 (26 discos de datos más 2 de paridad). Los sistemas de almacenamiento FAS de NetApp que contienen únicamente unidades SSD con el sistema operativo ONTAP optimizado para SSD instalado se denominan All-Flash FAS (AFF).

DiscosEdit

Los sistemas FAS, ASA y AFF utilizan unidades HDD y SSD de nivel empresarial (es decir, SSD NVMe) con dos puertos, cada uno de ellos conectado a cada controlador en un par de HA. Las unidades HDD y SSD sólo pueden comprarse a NetApp e instalarse en los Disk Shelves de NetApp para la plataforma FAS/AFF. Las unidades físicas HDD y SSD, las particiones en ellas y los LUN importados de arrays de terceros con funcionalidad FlexArray se consideran en ONTAP como un disco. En los sistemas SDS como ONTAP Select & ONTAP Cloud, el almacenamiento lógico en bloque como disco virtual o RDM dentro de ONTAP también se considera un Disco. No confunda el término general «unidad de disco» y «término de unidad de disco utilizado en el sistema ONTAP» porque, con ONTAP, puede ser una unidad física entera de HDD o SSD, un LUN o una partición en una unidad física de HDD o SSD. Los LUN importados desde arrays de terceros con funcionalidad FlexArray en la configuración de pares de HA deben ser accesibles desde ambos nodos del par de HA. Cada disco tiene propiedad en él para mostrar qué controlador posee y sirve el disco. Un agregado sólo puede incluir discos propiedad de un único nodo, por lo que cada agregado propiedad de un nodo y cualquier objeto sobre él, como volúmenes FlexVol, LUNs, File Shares se sirven con un único controlador. Cada controlador puede tener sus propios discos y los agrega donde ambos nodos pueden ser utilizados simultáneamente aunque no sirvan los mismos datos.

ADPEdit

El Particionamiento Avanzado de Unidades (ADP) puede ser utilizado en sistemas basados en ONTAP dependiendo de la plataforma y el caso de uso. ADP sólo puede utilizarse con unidades de disco nativas de las estanterías de disco de NetApp, la tecnología FlexArray no es compatible con ADP. ADP también es compatible con unidades de terceros en ONTAP Select. Esta técnica se utiliza principalmente para superar algunos requisitos de arquitectura y reducir el número de unidades de disco en los sistemas basados en ONTAP. Hay tres tipos de ADP: Partición de datos raíz; Partición de datos raíz (RD2 también conocida como ADPv2); Pool de almacenamiento.La partición de datos raíz se puede utilizar en los sistemas FAS & AFF para crear pequeñas particiones raíz en las unidades y utilizarlas para crear agregados raíz del sistema y, por tanto, no gastar tres unidades de disco enteras para ese fin. Por el contrario, la mayor parte de la unidad de disco se utilizará para los agregados de datos. El particionamiento Root-Data-Data se utiliza en los sistemas AFF sólo por la misma razón que el particionamiento Root-Data, con la única diferencia de que la porción más grande de la unidad que queda después del particionamiento root se divide en partes iguales por dos particiones adicionales, normalmente, cada partición asignada a uno de los dos controladores, por lo que se reduce el número mínimo de unidades requeridas para un sistema AFF y se reduce el desperdicio del costoso espacio SSD. La tecnología de partición Storage Pool se utiliza en los sistemas FAS para dividir equitativamente cada unidad SSD en cuatro partes que posteriormente pueden utilizarse para la aceleración de la caché FlashPool, con Storage Pool sólo unas pocas unidades SSD pueden dividirse en hasta 4 agregados de datos que se beneficiarán de la tecnología de caché FlashCache reduciendo el número mínimo de unidades SSD necesarias para dicha tecnología.

RAID de NetApp en ONTAPEdit

ONTAP Diseño de almacenamiento: Aggregate, Plex, RAID

En los sistemas ONTAP de NetApp, RAID y WAFL están estrechamente integrados. Hay varios tipos de RAID disponibles en los sistemas basados en ONTAP:

  • RAID-4 con 1 disco de paridad dedicado que permite que cualquier unidad falle en un grupo RAID.
  • RAID-DP con 2 discos de paridad dedicados que permiten que cualquier 2 unidades fallen simultáneamente en un grupo RAID.
  • RAID-TEC US patent 7640484 con 3 discos de paridad dedicados, permite que 3 discos cualesquiera fallen simultáneamente en un grupo RAID.

La doble paridad de RAID-DP permite una resistencia a la pérdida de discos similar a la de RAID-6. NetApp supera la penalización del rendimiento de escritura de los discos de paridad dedicados del estilo RAID-4 tradicional mediante WAFL y un novedoso uso de su memoria no volátil (NVRAM) dentro de cada sistema de almacenamiento.Cada agregado consta de uno o dos plexos, un plexo consta de uno o más grupos RAID. El sistema de almacenamiento típico basado en ONTAP sólo tiene un plex en cada agregado, dos plex utilizados en configuraciones locales de SyncMirror o MetroCluster. Cada grupo RAID suele estar formado por unidades de disco del mismo tipo, velocidad, geometría y capacidad. No obstante, el servicio de asistencia técnica de NetApp puede permitir que un usuario instale una unidad en un grupo RAID con el mismo o mayor tamaño y diferente tipo, velocidad y geometría con carácter temporal. Los agregados de datos ordinarios que contienen más de un grupo RAID deben tener los mismos grupos RAID en todo el agregado; se recomienda el mismo tamaño de grupo RAID, pero NetApp permite hacer una excepción en el último grupo RAID y configurarlo con un tamaño tan pequeño como la mitad del tamaño del grupo RAID en todo el agregado. Por ejemplo, un agregado de este tipo podría constar de 3 grupos RAID: RG0:16+2, RG1:16+2, RG2:7+2. Dentro de los agregados, ONTAP configura volúmenes flexibles (FlexVol) para almacenar datos a los que los usuarios pueden acceder.

Los agregados habilitados como FlshPool y con unidades tanto HDD como SSD se denominan agregados híbridos. En los agregados híbridos de Flash Pool se aplican las mismas reglas al agregado híbrido que a los agregados ordinarios pero por separado a las unidades HDD y SSD, por lo que se permite tener dos tipos de RAID diferentes: sólo un tipo de RAID para todas las unidades HDD y sólo un tipo de RAID para todas las unidades SSD en un único agregado híbrido. Por ejemplo, HDD SAS con RAID-TEC (RG0:18+3, RG1:18+3) y SSD con RAID-DP (RG3:6+2). Los sistemas de almacenamiento de NetApp que ejecutan ONTAP combinan grupos RAID subyacentes de forma similar a RAID-0. Además, en los sistemas FAS de NetApp con la función FlexArray, los LUN de terceros pueden combinarse en un Plex de forma similar a RAID-0. Los sistemas de almacenamiento de NetApp que ejecutan ONTAP pueden desplegarse en configuraciones MetroCluster y SyncMirror, que utilizan una técnica similar a la de RAID-1 con la duplicación de datos entre dos plexos en un agregado.

Tamaño del grupo RAID (en número de unidades) para agregados de datos en sistemas AFF & FAS
Tipo de unidad Mínimo Por defecto Máximo Mínimo Por defecto Máximo Mínimo Por defecto Máximo
RAID-4 RAID-DP RAID-TEC
NVMe SSD 3 8 14 5 24 28 7 25 29
SSD
SAS 16 24
SATA o NL-SAS < 6TB 7 14 20 21
SATA o NL-SAS (6TB, 8TB) 14
MSATA (6TB, 8TB) No es posible
MSATA < 6TB 20
MSATA >= 10TB No es posible
SATA o NL-SAS >= 10TB

Flash PoolEdit

NetApp Flash Pool es una función de los sistemas FAS híbridos de NetApp que permite crear agregados híbridos con unidades HDD y SSD en un único agregado de datos. Tanto las unidades HDD como las SSD forman grupos RAID separados. Dado que las unidades SSD también se utilizan para operaciones de escritura, requieren redundancia RAID, al contrario que la caché flash, pero permiten utilizar diferentes tipos de RAID para HDD y SSD; por ejemplo, es posible tener 20 HDD de 8TB en RAID-TEC y 4 SSD en RAID-DP de 960GB en un único agregado. El RAID SSD se utiliza como caché y mejora el rendimiento de las operaciones de lectura-escritura para los volúmenes FlexVol en el agregado en el que el SSD se añade como caché. La caché de Flash Pool, al igual que Flash Cache, tiene políticas para operaciones de lectura pero también incluye operaciones de escritura que podrían aplicarse por separado para cada volumen FlexVol ubicado en el agregado; por lo tanto, podría deshabilitarse en algunos volúmenes mientras otros podrían beneficiarse de la caché SSD. Tanto FlashCache & FlashPool se puede utilizar simultáneamente para almacenar en caché los datos de un solo FlexVol para habilitar un agregado con tecnología Flash Pool que requiere un mínimo de 4 discos SSD (2 de datos, 1 de paridad y 1 de reserva en caliente), también es posible utilizar la tecnología ADP para particionar el SSD en 4 piezas (Storage Pool) y distribuir esas piezas entre dos controladores para que cada controlador se beneficie de la caché SSD cuando haya una pequeña cantidad de SSD. Flash Pool no está disponible con FlexArray y sólo es posible con las unidades de disco nativas de NetApp FAS en las estanterías de disco de NetApp.

FlexArrayEdit

FlexArray es la funcionalidad FAS de NetApp que permite visualizar sistemas de almacenamiento de terceros y otros sistemas de almacenamiento de NetApp a través de protocolos SAN y utilizarlos en lugar de las estanterías de disco de NetApp. Con la funcionalidad FlexArray, la protección RAID debe realizarse con una matriz de almacenamiento de terceros, por lo que los sistemas RAID-4, RAID-DP y RAID-TEC de NetApp no se utilizan en este tipo de configuraciones. Uno o varios LUN de matrices de terceros pueden añadirse a un único agregado de forma similar a RAID-0. FlexArray es una función con licencia.

NetApp Storage EncryptionEdit

NetApp Storage Encryption (NSE) utiliza discos de construcción especializada con la función de cifrado completo de disco basado en hardware de bajo nivel (FDE/SED) y también admite unidades autocifradas con certificación FIPS, compatible con casi todas las funciones y protocolos de NetApp ONTAP, pero no ofrece MetroCluster. La función NSE tiene un impacto general casi nulo en el rendimiento del sistema de almacenamiento. La función NSE, al igual que NetApp Volume Encryption (NVE), en los sistemas de almacenamiento que ejecutan ONTAP puede almacenar la clave de cifrado localmente en Onboard Key Manager o en sistemas de gestión de claves dedicados que utilizan el protocolo KMIP, como IBM Security Key Lifecycle Manager y SafeNet KeySecure. NSE es un sistema de cifrado de datos en reposo, lo que significa que sólo protege del robo de los discos físicos y no ofrece un nivel adicional de protección de la seguridad de los datos en un sistema operativo y en funcionamiento normal. NetApp ha aprobado el programa de validación de módulos criptográficos del NIST para su CryptoMod (TPM) de NetApp con ONTAP 9.2.

MetroClusterEdit

Replicación SyncMirror mediante plexos

MetroCluster (MC) es una funcionalidad gratuita para sistemas FAS y AFF de alta disponibilidad metropolitana con replicación sincrónica entre dos sitios, esta configuración requiere equipo adicional. Está disponible en ambos modos: 7-mode (OS antiguo) y Cluster-Mode (o cDOT – una versión más reciente de ONTAP OS). MetroCluster en modo clúster conocido como MCC. MetroCluster utiliza la técnica de RAID SyncMirror (RSM) y plex donde en un sitio el número de discos forman uno o más grupos RAID agregados en un plex, mientras que en el segundo sitio tienen el mismo número de discos con el mismo tipo y configuración RAID junto con el Servicio de Replicación de Configuración (CRS) y la replicación NVLog. Un plex se replica sincrónicamente a otro en un compuesto con memoria no volátil. Dos plexos forman un agregado donde se almacenan los datos y, en caso de desastre en un sitio, el segundo sitio proporciona acceso de lectura y escritura a los datos. MetroCluster soporta la tecnología FlexArray. Las configuraciones MetroCluster son posibles sólo con los modelos de gama media y alta que ofrecen la posibilidad de instalar tarjetas de red adicionales necesarias para que MC funcione.

MCCEdit

Replicación de memoria parecida a MetroCluster local y DR en sistemas FAS/AFF de NetApp configurados como MCC

Con MetroCluster es posible tener uno o más nodos de almacenamiento por sitio para formar un cluster o Clustered MetroCluster (MCC). El nodo de HA remoto y el local deben ser del mismo modelo. El MCC está formado por dos clústeres, cada uno de ellos situado en uno de los dos sitios. Sólo puede haber dos sitios. En la configuración de MCC cada uno de los nodos de almacenamiento remotos y uno de los locales forman Metro HA o Disaster Recovery Pare (DR Pare) a través de dos sitios, mientras que dos nodos locales (si hay pareja) forman HA pare local, por lo que cada nodo replica sincrónicamente los datos en la memoria no volátil dos nodos: uno remoto y uno local (si hay uno). Es posible utilizar sólo un nodo de almacenamiento en cada sitio (dos clusters de un solo nodo) configurado como MCC. El MCC de 8 nodos consiste en dos clústeres – 4 nodos cada uno (2 pares de HA), cada nodo de almacenamiento tiene sólo un compañero remoto y sólo un compañero local de HA, en tal configuración cada clúster de sitio puede consistir en dos modelos de nodos de almacenamiento diferentes. Para distancias pequeñas, MetroCluster requiere al menos una tarjeta FC-VI o iWARP más reciente por nodo. Los sistemas FAS y AFF con versiones de software ONTAP 9.2 y anteriores utilizan tarjetas FC-VI y, para distancias largas, requieren 4 conmutadores de canal de fibra dedicados (2 en cada sitio) y 2 puentes FC-SAS por cada pila de estantes de discos, es decir, un mínimo de 4 en total para 2 sitios y un mínimo de 2 enlaces ISL de fibra oscura con DWDM opcional para distancias largas. Los volúmenes de datos, LUNs y LIFs podrían migrar en línea a través de los nodos de almacenamiento en el clúster sólo dentro de un único sitio en el que se originaron los datos: no es posible migrar volúmenes individuales, LUNs o LIFs utilizando las capacidades del clúster a través de los sitios a menos que se utilice la operación de conmutación de MetroCluster que deshabilita toda la mitad del clúster en un sitio y de forma transparente para sus clientes y aplicaciones cambia el acceso a todos los datos a otro sitio.

MCC-IPEdit

NetApp MetroCluster sobre IP con configuración ADPv2

A partir de ONTAP 9.3 se introdujo MetroCluster sobre IP (MCC-IP) sin necesidad de conmutadores de canal de fibra back-end dedicados, puentes FC-SAS y fibra oscura ISL dedicada que antes eran necesarios para una configuración MetroCluster. Inicialmente, sólo los sistemas A700 & FAS9000 eran compatibles con MCC-IP. MCC-IP disponible sólo en configuraciones de 4 nodos: Sistema de alta disponibilidad de 2 nodos en cada sitio con dos sitios en total. Con ONTAP 9.4, MCC-IP admite el sistema A800 y el particionamiento avanzado de unidades en forma de partición Rood-Data-Data (RD2), también conocido como ADPv2. ADPv2 sólo es compatible con los sistemas all-flash. Las configuraciones MCC-IP admiten un estante de disco único en el que las unidades SSD se particionan en ADPv2. MetroCluster sobre IP requiere conmutadores de clúster Ethernet con ISL instalado y utiliza tarjetas iWARP en cada controlador de almacenamiento para la replicación sincrónica. A partir de ONTAP 9.5, MCC-IP admite distancias de hasta 700 km y comienza a admitir la función SVM-DR, AFF A300 y sistemas FAS8200.