Αναθεώρηση Tintri VMstore: Γρήγορη όσο φλας, φθηνή ως δίσκος

Ο κόσμος της αποθήκευσης βρίσκεται σε μια μεγάλη αναταραχή, καθώς η αυξανόμενη προσιτότητα του φλας και η πανταχού παρούσα εικονικοποίηση πυροδοτούν νέες και καινοτόμες προσεγγίσεις στη σειρά αποθήκευσης back-end. Μεταξύ των νέων εταιρειών αποθήκευσης στο προσκήνιο αυτής της επανάστασης είναι ο Tintri, του οποίου οι ιδρυτές βγήκαν από εταιρείες όπως το VMware και το Data Domain. Η συσκευή VMstore της Tintri συνδυάζει φλας, δίσκο, ενσωματωμένη διπλή αναπαραγωγή και άλλα μαγικά λογισμικού για να παρέχει οικονομικά αποδοτική αποθήκευση υψηλής απόδοσης ειδικά για εικονικές μηχανές.

Δοκίμασα το Tintri VMstore σε περιβάλλον VMware, αλλά από το Tintri OS 3.0 και 3.1 (που έφτασαν τον Αύγουστο και τον Νοέμβριο, αντίστοιχα), το VMstore υποστηρίζει επίσης το Red Hat Enterprise Virtualization και τα Microsoft Windows Hyper-V. Επιπλέον, η Έκδοση 3.1 φέρνει νέες δυνατότητες για ανάκτηση καταστροφών μέσω στενής ενοποίησης με το Site Recovery Manager του VMware, την κρυπτογράφηση για δεδομένα σε κατάσταση ηρεμίας και την υποστήριξη για δέσμες ενεργειών PowerShell.

Το ReplicateVM και το CloneVM είναι δύο δυνατότητες Tintri που εφαρμόζουν λειτουργίες που βρίσκονται επίσης στον τομέα VMware. (Το ReplicateVM δεν αποτελεί μέρος του βασικού προϊόντος και απαιτεί πρόσθετη άδεια.) Η διαφορά είναι ότι αυτές οι λειτουργίες εκμεταλλεύονται την αρχιτεκτονική Tintri για να εκτελούν εργασίες αναπαραγωγής και κλωνοποίησης με τη μέγιστη απόδοση. Το CloneVM έχει τη δυνατότητα να δημιουργεί κλώνους από τρέχοντα ή προηγούμενα στιγμιότυπα, καθώς και από απομακρυσμένο ιστότοπο. Παρομοίως, το SnapVM προσθέτει μια σειρά χαρακτηριστικών στη διαδικασία στιγμιότυπου με τη δυνατότητα κλιμάκωσης έως και 128 στιγμιότυπων ανά VM και χιλιάδων ανά αποθήκευση δεδομένων.

Αρχιτεκτονική Tintri

Στην καρδιά του σχεδιασμού Tintri επικεντρώνεται στην εικονική μηχανή, παρά στους τόμους ή τους αριθμούς LUN (λογικοί αριθμοί μονάδων), ως αντικείμενο της διαχείρισης αποθήκευσης. Οι εργασίες διαχείρισης λειτουργούν απευθείας σε εικονικούς δίσκους, ενώ η παρακολούθηση γίνεται σε επίπεδο VM. Αυτό καθιστά το VMstore εξαιρετικά απλό στην εγκατάσταση και τη διαχείριση. Το άλλο βασικό κομμάτι της αρχιτεκτονικής Tintri είναι ο κατοχυρωμένος με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας σχεδιασμός "flash first" της εταιρείας, ο οποίος συνεπάγεται να γράφετε τα πάντα για να αναβοσβήνουν και να προσπαθούν να διατηρήσουν τα καυτά δεδομένα εκεί, έτσι ώστε όλες οι αναγνώσεις να προέρχονται επίσης από το επίπεδο φλας.

Στο υψηλότερο επίπεδο είναι ένας διαχειριστής πρωτοκόλλου που παρακολουθεί όλα τα I / O στο VMstore σε βάση ανά VM και ανά VDisk. Αυτές οι πληροφορίες στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για την παροχή ποιότητας υπηρεσιών σε μεμονωμένα VM. Αυτό καθιστά δυνατή την εκτέλεση μικτών επιδόσεων εργασίας στον ίδιο χώρο αποθήκευσης δεδομένων, ενώ παράλληλα παρέχει την απαιτούμενη απόδοση σε κάθε έναν. Το Tintri OS εφαρμόζει συγκεκριμένες βελτιώσεις απόδοσης, όπως η ιεράρχηση της πρόσβασης ενός VM σε έναν δίσκο ανταλλαγής VMware για να αποφευχθούν οι επιδόσεις απόδοσης όταν ξεπεραστούν τα όρια εικονικής μνήμης.

Η Tintri χρησιμοποιεί φλας MLC χαμηλότερου κόστους για να πάρει την καλύτερη δυνατή τιμή ανά gigabyte αποθήκευσης flash. Αυτό απαιτεί έναν πιο ισχυρό αλγόριθμο εγγραφής για να ξεπεραστούν μερικά από τα εγγενή προβλήματα του φλας (και ακόμη πιο έντονα στο MLC από το pricier SLC), συμπεριλαμβανομένης της ενίσχυσης εγγραφής που προκαλείται από τη διαφορά μεταξύ του μεγέθους των τυπικών μπλοκ δεδομένων που έχουν γραφτεί στο δίσκο και του μεγέθους του διαγραφή μπλοκ στη συσκευή. Άλλες βελτιστοποιήσεις ειδικά για φλας περιλαμβάνουν αποτελεσματική ισοπέδωση φθοράς και συλλογή απορριμμάτων για τη διατήρηση της ισορροπίας μεταξύ του διαθέσιμου χώρου και των κύκλων ανάγνωσης, εγγραφής και διαγραφής. Όλα τα δεδομένα που γράφονται σε φλας χρησιμοποιούν μια διαδικασία συμπίεσης και διπλής αναπαραγωγής δεδομένων για την πιο αποτελεσματική χρήση αυτού που γράφεται στο δίσκο.

Σειρά VMstore T800

Οι νεότερες προσφορές υλικού της Tintri φέρουν έναν αριθμό μοντέλου στη σειρά T800 και προσφέρουν τρία διαφορετικά επίπεδα χωρητικότητας. Η μεγάλη διαφορά μεταξύ των μοντέλων έγκειται στην ποσότητα του ακατέργαστου χώρου αποθήκευσης τόσο σε flash όσο και σε περιστρεφόμενο δίσκο. Και τα τρία μοντέλα διατηρούν κατά προσέγγιση αναλογία δέκα προς ένα χωρητικότητας σκληρού δίσκου έναντι φλας. Αυτό είναι χαρακτηριστικό μεταξύ των υβριδικών συστημάτων. Για παράδειγμα, τόσο η Microsoft όσο και το VMware χρησιμοποιούν την ίδια αναλογία όταν προτείνουν διαμορφώσεις συστήματος για τα προϊόντα Storage Server και Virtual SAN, αντίστοιχα.

Κάθε συσκευή Tintri αποτελείται από διακομιστή δύο κόμβων με CPU και μνήμη εταιρικής κλάσης. Και οι δύο κόμβοι έχουν πρόσβαση στο υποκείμενο υλικό αποθήκευσης και λειτουργούν σε διαμόρφωση ενεργής αναμονής. Τα δεδομένα αποθηκεύονται σε δίσκο χρησιμοποιώντας ένα σύστημα αρχείων με δομή καταγραφής, που σημαίνει ότι το VMstore δεν χρησιμοποιεί RAID που βασίζεται σε υλικό. (Αντ 'αυτού, το RAID6 παρέχεται από το λειτουργικό σύστημα Tintri.) Το Tintri δεν είναι ένα σύστημα σύγκλισης στο οποίο δεν εκτελείτε πραγματικά VM απευθείας στη συσκευή Tintri.

Από την πλευρά του λογισμικού, το Tintri OS εκτελεί έναν εξαιρετικά βελτιστοποιημένο πυρήνα Linux με μια σειρά στοιχείων ανοιχτού κώδικα. Το κλειδί για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης VM έγκειται στην ανάλυση της κίνησης εισόδου / εξόδου σε κάθε χώρο αποθήκευσης δεδομένων και στον εντοπισμό τυχόν πιθανών προβλημάτων απόδοσης. Το σύστημα Tintri προσφέρει βαθιά όργανα και ακόμη και μια αυτοδιαγνωστική λειτουργία που στέλνει δεδομένα πίσω σε μια κεντρική τοποθεσία όπου μπορεί να πραγματοποιηθεί περαιτέρω ανάλυση. Με αυτά τα δεδομένα, η Tintri μπορεί να εντοπίσει πιθανά ζητήματα - υψηλό IOPS, υψηλό λανθάνοντα χρόνο, επικείμενη συνδρομή - και να προτείνει λύσεις στους πελάτες του πριν γίνει η ζημιά.

Πολλές λειτουργίες, όπως η αναπαραγωγή και η μετακίνηση δεδομένων, διαχειρίζονται εσωτερικά από το Tintri OS. Εργασίες όπως η κλωνοποίηση ενός VM εκτελούνται χωρίς σημαντική κίνηση στο δίκτυο. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί είτε μέσω της διεπαφής διαχείρισης Tintri είτε μέσω του VMware vCenter χρησιμοποιώντας τη λειτουργία VAAI (VMware APIs για Array Integration). Για επιπλέον ασφάλεια δεδομένων, μπορείτε να αγοράσετε ένα VMstore με αυτο-κρυπτογραφημένους δίσκους. Αυτοί οι δίσκοι χρησιμοποιούν κρυπτογράφηση AES-256 bit και δεν επηρεάζουν την απόδοση ή την χωρητικότητα. Η Tintri προσφέρει επίσης ένα πρόσθετο λογισμικού για κρυπτογράφηση δεδομένων σε κατάσταση ηρεμίας που λειτουργεί σε συνδυασμό με το ReplicateVM.

Διαχείριση του VMstore

Η απλότητα είναι το όνομα του παιχνιδιού για τη διαχείριση μιας συσκευής Tintri. Ενώ ένας απλός πίνακας εργαλείων δίνει στους διαχειριστές μια ματιά σε μια ματιά της συνολικής υγείας του συστήματος, η μυστική σάλτσα για όλη τη διαχείριση μιας συσκευής Tintri έρχεται με τη μορφή REST APIs. Έτσι, η πλατφόρμα διαχείρισης είναι αγνωστικιστική όσον αφορά την πλατφόρμα εικονικοποίησης, καθώς οποιαδήποτε λύση πρέπει να περάσει από το REST API για να κάνει ό, τι πρέπει να κάνει. Το VMstore παρέχει επίσης ένα πλούσιο σύνολο λειτουργιών διαθέσιμων για αυτοματοποίηση χρησιμοποιώντας το αγαπημένο σας εργαλείο δέσμης ενεργειών. Στον κόσμο του Linux η γλώσσα επιλογής της δέσμης ενεργειών είναι η Python, ενώ για μια ανάπτυξη που βασίζεται σε Windows θα χρησιμοποιούσατε το PowerShell.

Μπορείτε να διαχειριστείτε τους πόρους του Tintri και από το VMware vCenter. Το σχήμα 1 δείχνει το vSphere Web Client με τα γραφήματα απόδοσης Tintri και τις πληροφορίες που εμφανίζονται. Από αυτήν την προβολή μπορείτε να κατανοήσετε γρήγορα τη συνολική απόδοση μαζί με τον αντίκτυπο μεμονωμένων VM στο σύστημα. Μια επιλογή Tintri στην καρτέλα Διαχείριση σάς επιτρέπει να εισαγάγετε διαπιστευτήρια για το VMstore και τον διακομιστή vCenter, καθώς και να ρυθμίσετε και να παρακολουθήσετε τα προεπιλεγμένα προγράμματα στιγμιότυπου.

Απόδοση VMstore

Για τις δοκιμές μου, μου δόθηκε απομακρυσμένη πρόσβαση στο Tintri Lightning Lab με τρεις διακομιστές Dell PowerEdge R270 που παίζουν το ρόλο των κεντρικών υπολογιστών vSphere, ο καθένας με 128 GB μνήμης και δύο επεξεργαστές Intel E5-2620. Κάθε σύστημα PowerEdge είχε τουλάχιστον μία σύνδεση δικτύου 10GbE σε διάφορα Tintri VMstores. Το εργαστήριο περιελάμβανε συστήματα VMstore T880, VMstore T620 και δύο συστήματα VMstore T540 (βλ. Σχήμα 2). Όπως στην κριτική μου για το εικονικό SAN του VMware, χρησιμοποίησα την εικονική συσκευή VMware I / O Analyzer για να προσομοιώσω διαφορετικούς φόρτους εργασίας.

Χρησιμοποίησα τον ίδιο φόρτο εργασίας Max IOPS για να εξετάσω τον αντίκτυπο πολλαπλών VM και πολλαπλών κεντρικών υπολογιστών στην απόδοση του VMstore. Ένας μεμονωμένος κεντρικός υπολογιστής με τέσσερα VMs ήταν κατά μέσο όρο λίγο λιγότερο από 30.000 IOPS συνολικά, ενώ ο ίδιος κεντρικός υπολογιστής με οκτώ VMs αύξησε τον αριθμό σε περίπου 35.000 IOPS. Η μετάβαση σε δύο οικοδεσπότες με τέσσερα VM έκαναν κάθετα τον αριθμό σε ένα ντροπαλό 64.000 IOPS. Τρεις οικοδεσπότες με τέσσερις VM έκαναν ο καθένας το σύνολο στα δεξιά στα 75.000 IOPS. Όλες αυτές οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στον νεότερο οικοδεσπότη T880. Παρόμοιες δοκιμές στο T620 είχαν ως αποτέλεσμα κάπως μικρότερους αριθμούς.

Η τιμολόγηση για το VMstore T820 ξεκινά από 74.000 $ και περιλαμβάνει 1,5 TB αποθηκευτικού χώρου flash και 20 TB χώρου ακατέργαστου δίσκου. Το VMstore T820 χαμηλότερου επιπέδου έρχεται με δικτύωση 1 GB, ενώ τα δύο μοντέλα υψηλότερου επιπέδου διαθέτουν κάρτες δικτύου 10 GB. Η τιμή καταλόγου για το VMstore T850 με 5.3TB flash και 52TB ακατέργαστου χώρου στο δίσκο είναι 160.000 $. Η τιμή καταλόγου για το κορυφαίο VMstore T880 με 8.8TB flash και 78TB ακατέργαστου δίσκου είναι 260.000 $.

Στο χαμηλότερο άκρο, το VMstore T820 αντιπροσωπεύει μια σημαντική αξία για τους οργανισμούς που θέλουν να ενισχύσουν την απόδοση του αποθηκευτικού χώρου VM. Ενώ η συνολική ακατέργαστη αποθήκευση για το VMstore T820 μπορεί να μην ακούγεται πολύ, η αποτελεσματική αποθήκευση μετά τη συμπίεση και την επικάλυψη μπορεί να είναι έως και τρεις έως πέντε φορές η χωρητικότητα.

Η πρώτη προσέγγιση της Tintri, προσανατολισμένη στο VM, στην αποθήκευση κέντρων δεδομένων, παρήγαγε ένα προϊόν αποθήκευσης υψηλής απόδοσης που όχι μόνο διατηρεί το κόστος σύμφωνα με τις παραδοσιακές συστοιχίες αποθήκευσης δίσκων, αλλά απαιτεί ελάχιστη προσπάθεια για εγκατάσταση και διαχείριση. Η βαθιά παρακολούθηση της Tintri παρέχει τα μέσα για την παρακολούθηση της απόδοσης του συστήματος και για τον εντοπισμό τυχόν πιθανών προβλημάτων που δημιουργούνται από την υπερβολική εγγραφή του διαθέσιμου φλας. Η απλή προσθήκη κόμβων αυξάνει τόσο την απόδοση όσο και τη συνολική αποθήκευση χωρίς ραφή. Η προσθήκη υποστήριξης για την εικονικοποίηση της Microsoft και της Red Hat φέρνει μια νέα διάσταση ευελιξίας σε αυτήν τη σειρά προϊόντων και διευρύνει τη δυνητική πελατειακή βάση.