Dell PowerFLEX for Dummies

מאמר מאת יובל רוטקאי, Advisory Account system Engineer ב-Dell Technologies

פתרון PowerFLEX הינו פתרון Software Defined המאפשר איחוד (Consolidation) של מספר סביבות ב-Data Center המבוססות על Workloads שונים.

אוטומציה, ניהול, ביצועים, גידול, שרידות הינם רק חלק מיכולות הפתרון הממזערות משמעותית את הכאבים הקיימים במערכות אחסון מסורתיות.

PowerFLEX מציג Eco system פתוח לחלוטין לתמיכה בכל מערכות ההפעלה עם ארכיטקטורה המשלבת Compute ו-software defined storage התומך גם ב-Block Storage וגם ב-File Storage.

PowerFLEX ניתן לצריכה/יישום במספר דרכים: Rack, Appliance, custom nodes, public cloud. ההטמעה גם היא יכולה להתבצע באחת משלושת הארכיטקטורות הבאות: (1) Compute & Storage – שתי שכבות. (2) HCI – שכבה אחת ו- (3) שילוב של שניהם.

המסמך מפרט את הארכיטקטורה הייחודית של PowerFLEX לעומת כל פתרון אחסון אחר ומתייחס בעיקר לארכיטקטורת שתי שכבות (Compute & Storage)

PowerFLEX כמערכת אחסון – ערכים מוספים כלליים

• PowerFLEX יכול להיות מוטמע בכמה תצורות. שתי התצורות הנפוצות הם Fully Stack HCI והשניייה (נפוצה עוד יותר) בארכיטקטורת Client/Server כאשר אין תלות ביניהם, קרי, לקוח יכול להרחיב את כמות השרתים כשהוא צריך יותר compute והוא יכול להרחיב את כמות ה-Storage כאשר הוא צריך אחסון
• מגבלות מסורתיות הקשורות ב-Tech Refresh ו-data Migrations כבר לא קיימות.--> אלו יתרונות קלאסיים של תשתית האחסון ב PowerFLEX
  גידול – ארכיטקטורת PowerFLEX בכל צורת הטמעה שלו היא ScaleOUT. אם ניקח את התצורה הנפוצה ביותר, העובדה שאין תלות בין רכיב ה Client (SDC) לבין רכיב ה Storage (SDS) מאפשרת גידול בהתאם לצרכים כיום וגידול מבוקר בהתאם לצרכים בעתיד.
• Open Eco system – ארכיטקטורה פתוחה המאפשרת לעבוד על כל Compute OS בין אם זה VMware, KVM, Kubevert, Hyper-V, שרתים פיסיים, Containers על שרתים פיסיים או Containers על שרתים וירטואליים. יכולת זו מאפשרת ללקוח לשמר את הידע שנצבר אצלו ורק להחליף תשתית המספקת יותר ביצועים, ארכיטקטורת Scale OUT, גמישות מירבית ואוטומצית תהליכים.
• חיסכון בעלויות: חיסכון משמעותי ב CPU Spent. אופטימיזציה בשימוש ב-CPU/CPU Cores מאפשרת הרצת ה-workloads על פחות CPU Cores ולשלם על פחות Hyper visor licensing ובכך גם להוזיל עלויות ברמת DB licensing.

איך מבנה הארכיטוקטורה של PowerFLEX מאפשרת את כל היתרונות האלה:

הארכיטקטורה של PowerFLEX בנוייה משלוש שכבות עיקריות:

• שכבת האחסון
• שכבת ה Clients
• ניהול

להלן פירוט על כל אחת מהשכבות:

שכבת האחסון

שכבה המריצה תוכנה שנקראת SDS. זהו רכיב אחסון בצורת תוכנה שרץ על ה-Storage Nodes של PowerFLEX (שרתים עם דיסקים של FLASH/NVMe). רכיב ה-SDS לוקח בעצם את כל הדיסקים של ה-FLASH/SSD ומאגד אותם לתוך בריכת אחסון אחת משותפת לכלל ה-Nodes ב-Cluster.

דוגמא: אם יש Cluster הבנוי מ-10 שרתים ובכל שרת יש 10 דיסקים של FLASH/NVMe, PowerFLEX יבנה בריכת אחסון אחת מכל הדיסקים מכלל השרתים. ה-Volume עכשיו יהיה פרוס על כלל השרתים ב-Cluster.

זאת הסיבה העיקרית לביצועים המדהימים במערכת. כל ה-volumes במערכת יפרסו באופן שווה על פני כל הדיסקים/שרתים ב-cluster –בצורה הזו השפעות אחסון מסורתי הקשורות ב Cache, Data Locality יורדות באופן דרמטי

 Consistent Outcomes – בגלל העקביות בביצועים, PowerFLEX מספק גם עקביות בכל מה שקשור בזמני תגובה שזה הדבר המרכזי כשמדברים על ביצועים.
ברמה העסקית היתרון הטכנולוגי הזה מאפשר קבלת נתונים באופן מהיר ועקבי ושיפור בתהליכים עסקיים.

מאפיינים עיקריים של שכבת האחסון:

• Native Storage Replication
  גם כאן הארכיטקטורה של PowerFLEX באה לידי ביטוי. ככל שמוסיפים Storage Nodes כך יש יותר Workers שעובדים לשכפל את המידע מקומית ובעיקר למערכת מרוחקת.
• RPO
  הרפליקציה של PowerFLEX קרובה מאד לרפליקציה סינכרונית ומאפשרת RPO של פחות מ 15 שניות (תלוי סביבה כמובן).
• Snapshots
  יצירה של העתקים בזמן בצורה של Read / Read-Write המאפשר למפות את ההעתקים האלו לשרתים לצרכים של Test/Dev , QA , גיבוי וכו'.
• אבטחת מידע
  כל העתק בזמן הוא גם immutable . כמו כן ניתן על ידי אותו מנגנון תזמון לייצר secure snap ולהקשיח עוד את רמת האבטחה של מערך האחסון.
  כל הדיסקים מגיעים מוצפנים על ידי D@RE
• חסכון בנפח אחסון
  Data Reduction
• גמישות
  במערכת ה PowerFLEX ניתן לבצע איחוד (Grouping ) למספר יישויות
  Storage Pools – ניתן לאחד מספר FLASH/NVMe Drives ולבצע Partition בהתאם ל Use Case /Workloads
  Protection Domains – איחוד (Grouping) של PowerFLEX Nodes מאפשר הפרדה של Data בין החומרה (Data Segregation) וכל זה ניתן לקנפג ללא השבתה. גמישות מלאה של Software Defined .  
  Fault Sets – איחוד של Domains .Resiliency ברמת ארונות של PowerFLEX

שכבת ה client – SDC

זהו בעצם Kernel Module שמותקן במערכת ההפעלה של שרת ה Compute (דוגמא: שרת DB כלשהו שמקבל שירותי אחסון מה PowerFLEX). ניתן לחשוב על ה SDC כמשהו שדומה ל Software Defined HBA . במקרה של PowerFLEX  אין שימוש ב HBA ו/או בתשתית FC . על כן, במקום זה, יש לנו רכיב תוכנה שנקרא SDC שרץ על ה Compute Host והוא בעצם נותן למערכת ההפעלה גישה לצרוך שרותי אחסון מה PowerFLEX .

ניתן להציג ל Client/ Compute Hosts נפחי אחסון מה PowerFLEX גם על ידי פרוטוקול NVMe / TCP  אבל SDC הוא לא רק רכיב תוכנה שמאפשר להציג שטחי אחסון מה PowerFLEX לעבר השרתים.

אז מה הייחודיות שלו בעצם?

• Many to Many Communication with Native Load Balancing – זה בעצם מאפשר לכל SDC לתקשר בו זמנית עם כל אחד מה PowerFlex Nodes (SDS). שזה גם אחד הדברים שתורמים רבות לאותם זמני תגובה נמוכים (סעיף מספר 1 – שכבת האחסון).
• מה ההבדל בעצם בין SDC ל iSCSI – iSCSI נועד לאפשר למספר initiators לדבר עם target אחד בלבד(מערך האחסון), בעוד PowerFLEX SDC יכול לדבר בו זמנית עם כל Nodes של PowerFLEX.
• Native Load Balancing – כל תעבורת ה IO מפוזרת באופן שווה דרך כל ה Network Paths אל ה PowerFLEX Storage nodes .

ניהול – PowerFLEX Manager

ניהול אחוד מקצה לקצה של כל ה Luster ורכיביו. שכבת הניהול מאפשרת:

• הטמעה – זיהוי של כל ה Storage Nodes והתקנה של , BIOS, FW, Drivers , אם זה ESX הוא יקים ESX cluster מקצה לקצה וכו
• שדרוג - הרחבה של ה Cluster  - ביצוע של כל הפעולות המוזכרות לעי"ל. התקנה של כל מה שקשור ברכיב ה SDC (BIOS, FW, ESX Updates וכו)
• הקטנה של ה Cluster

רוצים ללמוד עוד על היתרונות של PowerFlex? בקרו באתר