NetApp FAS

Cada modelo de sistema de armazenamento vem com uma configuração definida de processador, RAM e memória não volátil, que os usuários não podem expandir após a compra. Com exceção de alguns dos controladores de storage de ponto de entrada, os sistemas FAS, ASA e AFF da NetApp geralmente têm pelo menos um slot baseado em PCIe disponível para conexões adicionais de rede, fita e/ou disco. Em junho de 2008, a NetApp anunciou o Módulo de Aceleração de Desempenho (ou PAM) para otimizar o desempenho das cargas de trabalho que realizam leituras aleatórias intensivas. Essa placa opcional vai para um slot PCIe e fornece memória adicional (ou cache) entre o disco e o cache do sistema de storage e a memória do sistema, melhorando assim o desempenho.

AFFEdit

All-Flash FAS, também conhecido como AFF série A. Normalmente, os sistemas AFF baseados no mesmo hardware do FAS, mas o primeiro é otimizado e funciona apenas com unidades SSD no back end, enquanto o segundo pode usar HDD e SSD como cache: por exemplo, AFF A700 & FAS9000, A300 & FAS8200, A200 & FAS2600, A220 & FAS2700 usam o mesmo hardware, mas os sistemas AFF não incluem cartões Flash Cache. Além disso, os sistemas AFF não suportam o FlexArray com funcionalidade de virtualização de array de armazenamento de terceiros. O AFF é um sistema unificado e pode fornecer conectividade de protocolo de dados SAN & NAS e, além dos protocolos tradicionais SAN & NAS em sistemas FAS, o AFF possui protocolo NVMe/FC baseado em blocos para sistemas com portas FC de 32Gbit/s. AFF & FAS utiliza a mesma imagem de firmware, e quase todas as funcionalidades notáveis para o usuário final são as mesmas para ambos os sistemas de armazenamento. No entanto, os dados internamente são processados e tratados de forma diferente em ONTAP. Os sistemas AFF, por exemplo, usam algoritmos de alocação de escrita diferentes em comparação com os sistemas FAS. Como os sistemas AFF têm unidades SSD subjacentes mais rápidas, a deduplicação de dados em linha nos sistemas ONTAP é quase imperceptível (~2% de impacto de desempenho em sistemas de baixo nível).

ASAEdit

All SAN Array rodando ONTAP, e com base na plataforma AFF herda assim suas características & funcionalidades, e os dados processados internamente e tratados da mesma forma que nos sistemas AFF. Todas as outras plataformas de hardware e software baseadas em ONTAP podem ser referidas como Unified ONTAP, o que significa que podem fornecer acesso unificado com protocolos de dados SAN & NAS. A arquitetura ONTAP em sistemas ASA é a mesma que em FAS & AFF, sem alterações. Sistemas ASA usando a mesma imagem de firmware que nos sistemas AFF & FAS. O ASA é o mesmo que o AFF, e a única diferença está no acesso ao armazenamento através da rede com protocolos SAN: O ASA fornece acesso simétrico ativo/ativo aos dispositivos de bloco (LUN ou NVMe namespaces), enquanto os sistemas Unified ONTAP continuam a usar ALUA e ANA para os protocolos de bloco.

StorageEdit

NetApp utiliza unidades de disco SATA, Fibre Channel, SAS ou SSD, que agrupa em grupos RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks ou Redundant Array of Independent Disks) de até 28 (26 discos de dados mais 2 discos de paridade). Os sistemas de storage FAS da NetApp que contêm apenas unidades SSD com o SO ONTAP otimizado para SSD instalado, chamado All-Flash FAS (AFF).

DisksEdit

FAS, ASA e sistemas AFF estão usando unidades HDD e SSD de nível empresarial (ou seja, NVMe SSD) com duas portas, cada porta conectada a cada controlador em um par HA. As unidades HDD e SSD só podem ser compradas da NetApp e instaladas nas prateleiras de disco da NetApp para a plataforma FAS/AFF. Unidades físicas de HDD e SSD, partições nelas e LUNs importadas de matrizes de terceiros com funcionalidade FlexArray consideradas no ONTAP como um disco. Em sistemas SDS como ONTAP Select & ONTAP Cloud, o armazenamento em bloco lógico como disco virtual ou RDM dentro do ONTAP também é considerado como disco. Não confunda os termos gerais “drive de disco” e “drive de disco usado no sistema ONTAP” porque, com o ONTAP, pode ser todo um HDD físico ou drive SSD, um LUN ou uma partição em um HDD físico ou drive SSD. LUNs importados de arrays de terceiros com funcionalidade FlexArray na configuração do par HA devem ser acessíveis a partir dos dois nós do par HA. Cada disco tem propriedade sobre ele para mostrar qual controlador é o proprietário e serve o disco. Um agregado pode incluir apenas discos pertencentes a um único nó, portanto cada agregado pertencente a um nó e quaisquer objetos em cima dele, uma vez que volumes FlexVol, LUNs, Ações de Arquivo são servidos com um único controlador. Cada controlador pode ter seus próprios discos e agrega-os onde ambos os nós podem ser utilizados simultaneamente mesmo que não sirvam os mesmos dados.

ADPEdit

Advanced Drive Partitioning (ADP) pode ser usado em sistemas baseados em ONTAP, dependendo da plataforma e do caso de uso. O ADP só pode ser usado com unidades de disco nativas das prateleiras de discos da NetApp, a tecnologia FlexArray não suporta o ADP. O ADP também é compatível com unidades de terceiros no ONTAP Select. Essa técnica é usada principalmente para superar alguns requisitos arquitetônicos e reduzir o número de unidades de disco em sistemas baseados em ONTAP. Existem três tipos de ADP: Particionamento Root-Data; particionamento Root-Data-Data (RD2 também conhecido como ADPv2); particionamento Storage Pool.Root-Data pode ser usado em sistemas FAS & AFF para criar pequenas partições raiz em drives para usá-las na criação de agregados raiz do sistema e, portanto, não gastar três drives de disco inteiros para essa finalidade. Em contraste, a porção maior da unidade de disco será usada para agregar dados. O particionamento Root-Data-Data é usado em sistemas AFF somente pelo mesmo motivo que o particionamento Root-Data, com a única diferença de que a porção maior do disco restante após o particionamento root é dividida igualmente por duas partições adicionais, geralmente, cada uma delas atribuída a um dos dois controladores, reduzindo assim o número mínimo de drives necessários para um sistema AFF e reduzindo o desperdício de espaço SSD caro. Tecnologia de particionamento Storage Pool usada em sistemas FAS para dividir igualmente cada unidade SSD por quatro unidades, que mais tarde podem ser usadas para a aceleração do cache do FlashPool, com o Storage Pool apenas algumas unidades SSD podem ser divididas por até 4 agregados de dados que se beneficiarão da tecnologia de cache FlashCache, reduzindo o mínimo de unidades SSD necessárias para essa tecnologia.

RAID NetApp em ONTAPEdit

Layout do StorageONTAP: Aggregate, Plex, RAID

Nos sistemas ONTAP da NetApp, RAID e WAFL estão bem integrados. Há vários tipos de RAID disponíveis dentro dos sistemas baseados em ONTAP:

  • RAID-4 com 1 disco de paridade dedicado permitindo que qualquer 1 unidade falhe em um grupo RAID.
  • RAID-DP com 2 discos de paridade dedicados permitindo que qualquer 2 unidades falhem simultaneamente em um grupo RAID.
  • RAID-TEC US patente 7640484 com 3 drives de paridade dedicada, permite que qualquer 3 drives falhem simultaneamente em um grupo RAID.

RAID-DP com dupla paridade leva a uma resiliência de perda de disco semelhante à do RAID-6. A NetApp supera a penalidade de desempenho de gravação dos tradicionais discos de paridade dedicados estilo RAID-4 via WAFL e um novo uso de sua memória não volátil (NVRAM) dentro de cada sistema de storage. Cada agregado consiste de um ou dois plexos, um plex consiste de um ou mais grupos RAID. O sistema típico de armazenamento baseado em ONTAP tem apenas 1 plex em cada agregado, dois plexos utilizados nas configurações locais SyncMirror ou MetroCluster. Cada grupo RAID normalmente consiste em unidades de disco do mesmo tipo, velocidade, geometria e capacidade. Embora o Suporte NetApp possa permitir que um usuário instale um drive em um grupo RAID com o mesmo tamanho ou maior e tipo, velocidade e geometria diferentes para uma base temporária. Os agregados de dados comuns se contiverem mais de um grupo RAID devem ter os mesmos grupos RAID em todo o agregado, o mesmo tamanho de grupo RAID é recomendado, mas a NetApp permite ter exceção no último grupo RAID e configurá-lo de forma tão pequena quanto metade do tamanho do grupo RAID em todo o agregado. Por exemplo, tal agregado pode consistir em 3 grupos RAID: RG0:16+2, RG1:16+2, RG2:7+2. Dentro dos agregados, ONTAP configura volumes flexíveis (FlexVol) para armazenar dados que os usuários podem acessar.

Aggregates habilitados como FlshPool e com unidades HDD e SSD chamadas agregados híbridos. Nos agregados híbridos do Flash Pool, as mesmas regras aplicadas ao agregado híbrido e aos agregados comuns, mas separadamente para as unidades de HDD e SSD, assim é permitido ter dois tipos diferentes de RAID: apenas um tipo RAID para todas as unidades de HDD e apenas um tipo RAID para todas as unidades SSD em um único agregado híbrido. Por exemplo, SAS HDD com RAID-TEC (RG0:18+3, RG1:18+3) e SSD com RAID-DP (RG3:6+2). Os sistemas de armazenamento NetApp rodando ONTAP combinam grupos RAID subjacentes de forma similar ao RAID-0. Além disso, nos sistemas FAS da NetApp com o recurso FlexArray, os LUNs de terceiros podem ser combinados em um Plex de forma similar ao RAID-0. Os sistemas de storage da NetApp executando ONTAP podem ser implantados nas configurações MetroCluster e SyncMirror, que estão usando a técnica comparativamente ao RAID-1 com espelhamento de dados entre dois plexos em um agregado.

Tamanho do grupo RAID (em número de unidades) para agregados de dados em AFF & Sistemas FAS
Tipo de Drive Mínimo Padrão Máximo Mínimo Padrão Máximo Mínimo Padrão Máximo
RAID-4 RAID-DP RAID-TEC
NVMe SSD 3 8 14 5 24 28 7 25 29
SSD
SAS 16 24
SATA ou NL-SAS < 6TB 7 14 20 21
SATA ou NL-SAS (6TB, 8TB) 14
MSATA (6TB, 8TB) Não é possível
MSATA < 6TB 20
MSATA >= 10TB Não é possível
SATA ou NL-SAS >= 10TB

Flash PoolEdit

NetApp Flash Pool é um recurso nos sistemas FAS híbridos da NetApp que permite criar agregado híbrido com unidades de HDD e unidades SSD em um único agregado de dados. Tanto as unidades HDD quanto as SSD formam grupos RAID separados. Como a SSD também era usada para operações de gravação, ela requer redundância RAID contrária ao Flash Cache, mas permite o uso de diferentes tipos de RAID para HDD e SSD; por exemplo, é possível ter 20 HDD 8TB em RAID-TEC e 4 SSD em RAID-DP 960GB em um único agregado. RAID SSD usado como cache e melhor desempenho para operações de leitura-escrita para volumes FlexVol no agregado onde a SSD foi adicionada como cache. O cache Flash Pool, similar ao Flash Cache, tem políticas para operações de leitura, mas também inclui operações de gravação que podem ser aplicadas separadamente para cada volume FlexVol localizado no agregado; portanto, ele pode ser desativado em alguns volumes enquanto outros podem se beneficiar do cache SSD. Ambos FlashCache & FlashPool podem ser usados simultaneamente ao cache de dados de um único FlexVol para permitir um agregado com tecnologia Flash Pool mínimo de 4 discos SSD necessários (2 dados, 1 paridade e 1 hot spare), também é possível usar a tecnologia ADP para dividir o SSD em 4 peças (Storage Pool) e distribuir essas peças entre dois controladores para que cada controlador se beneficie do cache SSD quando houver uma pequena quantidade de SSD. O Flash Pool não está disponível com o FlexArray e só é possível com unidades de disco nativas FAS da NetApp nas prateleiras de disco da NetApp.

FlexArrayEdit

FlexArray é a funcionalidade FAS da NetApp que permite visualizar sistemas de storage de terceiros e outros sistemas de storage da NetApp sobre protocolos SAN e usá-los em vez das prateleiras de disco da NetApp. Com a funcionalidade FlexArray, a proteção RAID deve ser feita com array de storage de terceiros, portanto o RAID-4, RAID-DP e RAID-TEC da NetApp não são usados em tais configurações. Um ou vários LUNs de matrizes de terceiros podem ser adicionados a um único agregado de forma similar ao RAID-0. O FlexArray é um recurso licenciado.

NetApp Storage EncryptionEdit

NetApp Storage Encryption (NSE) está usando discos de construção especializados com recurso de criptografia de disco completo (FDE/SED) baseado em hardware de baixo nível e também suporta unidades autoencriptadas com certificação FIPS, compatível praticamente com todos os recursos e protocolos ONTAP da NetApp, mas não oferece MetroCluster. O recurso NSE tem um impacto geral quase nulo no desempenho do sistema de storage. O recurso NSE, semelhante ao NVE (Volume Encryption) da NetApp em sistemas de storage com ONTAP, pode armazenar a chave de criptografia localmente no Onboard Key Manager ou em sistemas dedicados de gerenciamento de chaves usando o protocolo KMIP, como o IBM Security Key Lifecycle Manager e o SafeNet KeySecure. O NSE é criptografia de dados em repouso, o que significa que ele protege apenas contra roubo de discos físicos e não oferece um nível adicional de proteção de segurança de dados em um sistema operacional e em execução normal. A NetApp aprovou o Programa de Validação do Módulo Criptográfico NIST para seu NetApp CryptoMod (TPM) com o ONTAP 9.2.

MetroClusterEdit

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SyncMirror replication using plexes

MetroCluster (MC) é funcionalidade gratuita para sistemas FAS e AFF para metrô de alta disponibilidade com replicação síncrona entre dois locais, esta configuração requer equipamento adicional. Disponível em ambos os modos: 7-mode (SO antigo) e Cluster-Mode (ou cDOT – uma versão mais recente do SO ONTAP). MetroCluster no modo Cluster-Mode conhecido como MCC. MetroCluster usa a técnica RAID SyncMirror (RSM) e plex onde em um local o número de discos forma um ou mais grupos RAID agregados em um plex, enquanto no segundo local tem o mesmo número de discos com o mesmo tipo e configuração RAID juntamente com o Configuration Replication Service (CRS) e replicação NVLog. Um plex replica-se de forma síncrona para outro em um composto com memória não volátil. Dois plexos formam um agregado onde os dados armazenados e, em caso de desastre em um site no segundo site fornecem acesso de leitura-escrita aos dados. Tecnologia FlexArray de suporte MetroCluster. As configurações MetroCluster só são possíveis com modelos de gama média e alta que fornecem a capacidade de instalar cartões de rede adicionais necessários ao MC para funcionar.

MCCEdit

MetroCluster local e replicação de memória DR pare nos sistemas FAS/AFF da NetApp configurados como MCC

Com MetroCluster é possível ter um ou mais nós de armazenamento por local para formar um cluster ou MetroCluster Clustered (MCC). O nó de perter HA remoto e local deve ser o mesmo modelo. O CCM consiste em dois clusters cada um localizado em um dos dois locais. Pode haver apenas dois locais. Na configuração do CCM cada nó de armazenamento remoto e local forma Metro HA ou Disaster Recovery Pare (DR Pare) através de dois locais enquanto dois nós locais (se houver parceiro) formam o Pare HA local, assim cada nó replica dados de forma síncrona na memória não volátil dois nós: um remoto e um local (se houver um). É possível utilizar apenas um nó de armazenamento em cada local (dois clusters de um único nó) configurado como MCC. O CCM de 8 nós consiste em dois clusters – 4 nós cada (2 pares HA), cada nó de armazenamento tem apenas um parceiro remoto e apenas um parceiro HA local, em tal configuração cada cluster de local pode consistir em dois modelos diferentes de nós de armazenamento. Para pequenas distâncias, o MetroCluster requer pelo menos um cartão FC-VI ou iWARP mais recente por nó. Os sistemas FAS e AFF com software ONTAP versões 9.2 e anteriores utilizam placas FC-VI e para longas distâncias requerem 4 interruptores de canal de fibra dedicados (2 em cada local) e 2 pontes FC-SAS por cada pilha de prateleira de disco, portanto, no mínimo 4 no total para 2 locais e no mínimo 2 ligações ISL de fibra escura com DWDMs opcionais para longas distâncias. Os volumes de dados, LUNs e LIFs podem migrar online através dos nós de armazenamento no cluster apenas dentro de um único local de onde os dados tiveram origem: não é possível migrar volumes individuais, LUNs ou LIFs usando capacidades de cluster entre locais a menos que seja usada a operação de comutação MetroCluster, que desabilita toda a metade do cluster em um local e de forma transparente para seus clientes e aplicações mudam o acesso a todos os dados para outro local.

MCC-IPEdit

NetApp MetroCluster over IP com configuração ADPv2

Starting with ONTAP 9.3 MetroCluster over IP (MCC-IP) foi introduzido sem a necessidade de um switch dedicado de canal de fibra back-end, pontes FC-SAS e ISL dedicado de fibra escura que anteriormente eram necessários para uma configuração MetroCluster. Inicialmente, apenas sistemas A700 & FAS9000 suportados com MCC-IP. MCC-IP disponível apenas em configurações de 4 nós: Sistema de 2 nós altamente disponível em cada site com dois sites no total. Com o ONTAP 9.4, o MCC-IP suporta o sistema A800 e o Particionamento Avançado de Drive na forma de particionamento Rood-Data-Data (RD2), também conhecido como ADPv2. O ADPv2 suporta apenas em sistemas de todos os sistemas de flash. As configurações do MCC-IP suportam uma única plataforma de disco onde as unidades SSD são particionadas no ADPv2. MetroCluster sobre IP requerem switches de cluster Ethernet com ISL instalado e utilizam placas iWARP em cada controlador de armazenamento para replicação síncrona. Começando com ONTAP 9.5 MCC-IP suporta distâncias de até 700 km e começa a suportar a funcionalidade SVM-DR, sistemas AFF A300, e FAS8200.