IBM Spectrum Storage Suite

В IBM автоматизация хранения данных началась с 1988 года, с продукта Workstation Data Save Facility (WDSF), который, как следует из названия, предназначался для рабочих станций. В 1996 году IBM приобрела Tivoli, после чего с продуктом IBM Tivoli Storage Manager удалось поднять автоматизацию хранения до системного уровня. Выпущенная позже система IBM Tivoli Storage Productivity Center стала прототипом продукта IBM Spectrum Storage Suite, впервые представленного в 2015 году.

Особенности подхода к управлению СХД

Комплекс продуктов для управления СХД, предлагаемый IBM по состоянию на 2017 год, не случайно назван IBM Spectrum Storage Suite, он действительно связывает в единый спектр все остальные продукты корпорации, предназначенные, для хранения данных. В его основе программно-определяемый подход.

О совершенстве набора технологий IBM Spectrum Storage Suite свидетельствует тот факт, что по итогам 2016 года аналитическая компания IDC третий год подряд признала IBM лидером в области программно-определяемых платформ хранения данных (Software Defined Storage Platforms – SDS-P).

В отчете IBM Software-DefinedStorage Guide программно-определяемые СХД рассматриваются как одна из трех программно-определяемых составляющих инфраструктуры наряду с вычислительными и сетевыми ресурсами (Рис 1).

Рис. 1. Три программно-определяемые составляющие инфраструктуры

Storage Suite отличается целостным представлением ресурсов корпоративных СХД и, как следствие, возможностью разместить данные там, где это наиболее целесообразно. IBM Spectrum Storage Suite позволяет более эффективно работать с данными, что повышает гибкость и эффективность бизнеса. К числу основных достоинств Spectrum Storage относятся:

• Упрощение и интеграция управления хранилищем и защиты данных для традиционных и новых приложений
• Эластичная масштабируемость и высокая производительность при работе с аналитикой, большими данными, социальными и мобильными технологиями
• Устранение разрозненности для доставки данных "без границ" за счет встроенной поддержки гибридных облачных сред
• Оптимизация экономических показателей работы с данными за счет интеллектуального разделения на уровни flash-хранилищ, ленточных накопителей и облачных сред
• Использование открытых архитектур с поддержкой различных отраслевых стандартов, в том числе OpenStack и Hadoop

Посредством IBM Spectrum Storage можно централизованно управлять более чем 300 различными устройствами хранения данных. Применение IBM Spectrum Storage позволяет снизить затраты на хранение данных, автоматически перемещая информацию на самое экономически выгодное устройство.

IBM Spectrum Storage Suite реализует традиционное для SDS разделение на два уровня Control Plane и Data Plane, где Control Plane сосредоточивает в себе все функции управления устройствами, расположенными на уровне Data Plane. Data Plane поддерживает непосредственное взаимодействие с накопителями, в числе которых могут быть как выпускаемые IBM, так и другими производителями.

На уровне Control Plane осуществляется управление виртуализованными ресурсами, пользователю предоставляются функции высокого уровня, необходимые для поддержки нагрузок, а также для обеспечения оптимизации, масштабирования и быстрого развертывания инфраструктуры хранения. Этот уровень в основном образован из продуктов, входивших ранее в семейство Tivoli. Сейчас они называются Spectrum Control, Copy Services Manager, Spectrum Protect, Spectrum Protect Snapshot и Spectrum Copy Data Management.

На уровне Data Plane выполняются такие функции управления СХД как виртуализация, поддержка, RAID, перемещение по уровням хранения (tiering), шифрование, дедупликация. Здесь же поддерживается интерфейс с устройствами, в том числе блочный I/O (iSCSI и др.), файловый (совместимый с POSIX) и Hadoop Distributed File System (HDFS). Этот уровень образуют продукты Spectrum Virtualize, Spectrum Accelerate, Spectrum Scale и Spectrum Archive.

Рис 2. Разделение управления на уровни

Задачей нового решения является изменение организационно-экономических принципов управления системой хранения данных и добавление в нее интеллектуального программного обеспечения, говорят в IBM:

Необходим новый подход, который мог бы помочь заказчикам справиться с увеличивающейся стоимостью и сложностью хранения данных из-за их возросшего объема. В современном мире традиционные способы уже неэффективны, особенно когда значение каждого элемента постоянно меняется. IBM коренным образом меняет представление о системах хранения данных благодаря технологии Spectrum Storage, которая позволит заказчикам более эффективно распределять свои затраты на оборудование с целью извлечения коммерческой ценности из данных

Спектр аппаратных решений

Четыре семейства дисковых IBM XIV, IBM DS8880, IBM Storwize и FlashSystem Family в сочетании с ленточными библиотеками TS4500 и TS3500 образуют взаимодополняющий комплекс технических средств, объединяемый в программно-определяемую инфраструктуру. По каждому из семейств написаны содержательные труды из серии IBM Red book в разделе Storage.

IBM XIV Storage System

IBM XIV Storage System ведет свою родословную от накопителя Nextra, приобретенного вместе с компанией XIV в 2005 году. В Nextra была решена классическая задача инженерного компромисса - как из массовых, дешевых и не слишком надежных составляющих собрать надежную и производительную систему. Оригинальность идеи заключалась в использовании дисков SATA.

Диск SATA может выполнять 100 транзакций в секунду, что вдвое меньше чем у дисков SAS, а задержка вдвое больше. Но при разумной замене 100 дисков SAS на 200 дисков SATA мы можем получить ту же самую суммарную скорость обмена. Важна конструкция, которая сможет реализовать необходимые условия. Мало того, диски SATA, как минимум, втрое дешевле, в шесть раз больше по объему и потребляют энергии вдвое меньше. В итоге, затратив в три раза меньше средств, можно получить в шесть раз большее хранилище, которое к тому же вдвое экономнее в части расхода электроэнергии.

IBM XIV Storage System построена по кластерная схеме с ориентация на горизонтальный подход к масштабированию (scale out) — можно увеличивать емкость дисков, размер кэш-памяти, полосу пропускания между дисками и кэшем и между кэшем и хостами, процессорную мощность интерфейсных модулей и модулей данных, процессорную мощность кэш-памяти.

Данные, помещаемые в XIV, «нарезаются» в расчете на все имеющиеся шпиндели, что обеспечивает высокую производительность при низкой цене. Если перевести в термины трехуровневой модели, можно сказать, что качество уровня Tier 1 доступно по цене Tier 2. Все диски виртуализируются в единый пул, в котором часть дискового пространства оставляется для замены неисправных дисков, а оставшаяся делится поровну между основной и резервной копиями данных.

Полезная емкость IBM XIV Storage System до 2 ПБ на систему и 288 ПБ при использовании 144 систем (с помощью гипермасштабируемых средств управления).

DS8880

Семейство DS8880 в особом представлении не нуждается. В 1998 IBM выпустила новый для того времени тип оборудования IBM Enterprise Storage Server (ESS), выполнявший функцию корпоративного сервера данных, он известен как Shark. В 2004 году модернизированную «Акулу» переименовали в DS8000. Так появилось семейство, построенное на процессорах Power 5. Эти накопители должны были составить конкуренцию Hitachi TagmaStore и EMC Symmetrix. По состоянию на 2017 год в нескольких вариантах выпускается DS8880 - система с масштабированием scale up, обеспечивающая поддержку различных платформ, в том числе и мэйнфреймов IBM z Systems:

• DS8884 – бизнес класс
• DS8886 – корпоративный класс
• DS8888 – аналитический класс

Все три построены на процессоре IBM Power 8, варианты DS8884 и DS8886 могут комплектоваться жесткими дисками HDD, а в сочетании с SSD стать гибридными, или комплектоваться только SSD, то есть превратиться в массив AFA (All Flash Array). Модель DS8888, отрепетированная на аналитику, комплектуется исключительно дисками SSD.

IBM Storwize V7000

В 2010 году была приобретена Storwize, владевшая технологией компрессии данных в реальном времени. Она позволяет сжимать все виды данных, находящиеся на разных уровнях хранения, с использованием алгоритма Random Access Compression Engine (RACE), не оказывая влияния на работу приложений. Существует две основные версии решения - IBM Storwize V7000 и IBM Storwize V7000U, а также несколько конструктивных исполнений (V5000, V3500 и V3700), отличающиеся по комплектации дисками. Индекс U указывает на версию, сочетающую блочный и файловый доступ к данным. Система сочетает в себе свойства систем SAN (iSCSI/FC) и NAS. Версии Storwize V7000F и Storwize V5030F комплектуются только флэш-дисками SFF (small form factor).

IBM Storwize V7000 отличается простотой в эксплуатации, производительностью, а также довольно компактными размерами. Именно эта система вполне доступна большинству средних по размеру компаний. Несмотря на то, что IBM Storwize V7000 – это система среднего класса, она включает в себя новейшие передовые технологии от IBM, которые ранее использовались лишь в СХД корпоративного класса. IBM Storwize V7000 поддерживает 2 терабайтный диск 3,5’’, а также диски – 300, 450, 600 Гб 2,5’’ и 300 Гб твердотельный накопитель SSD. Максимальное число жестких дисков в системе – 240, объем кэш-памяти – 8 или 16 Гб.

FlashSystem Family

После приобретения в 2013 году Texas Memory Systems, компании, специализировавшейся на технологиях DRAM и SLC, для IBM открылась возможность выпустить два продукта семейства FlashSystem - более простую специализированную систему (appliances) 900 Series и V9000, дополненную контроллером SAN, известным как SVC (SAN Volume Controller). Технология Real-time Compression дает почти пятикратный прирост полезной емкости хранения данных.

IBM FlashSystem V9000 отличается преимуществами программно-определяемой системы хранения данных и быстродействием флэш-памяти. В ней сочетаются высокая производительность и малые задержки. V9000 обладает богатым набором функций, включая сжатие данных в реальном времени, динамическое распределение данных по уровням хранения, экономное выделение ресурсов, службу копирования данных и конфигурацию высокой доступности.

V9000 повышает производительность приложений и инфраструктур. Она, заменяющая собой множество стоек с жесткими дисками, значительно сокращает расходы на электроэнергию, аренду помещений и охлаждение, повышает эффективность серверов, сокращает расходы на закупку лицензий для ПО, а также уменьшает расходы на электропитание и охлаждение.