Was ist der Anwendungsfall für NAS auf einem Mid-to-High-End-Speicherarray?

Viele große Speicheranbieter (EMC, NetApp usw.) bieten Speichergeräte an, die zusätzlich zu FCP, FCoE oder iSCSI NAS ausführen.

Wann wäre es angebracht, die NAS-Funktionalität dieser Boxen zu nutzen? In einer SMB-Umgebung ist ein NAS ein billigerer Ersatz mit geringerem Verwaltungsaufwand für einen Dateiserver. Warum sollte jemand, der sich einen VNX leisten kann, nicht einfach Speicher auf Blockebene einem Dateiserver zuordnen und auf diese Weise freigeben? Was ist der Vorteil, wenn Sie die NAS-Komponenten dieser Geräte direkt verwenden?

Der Vorteil ergibt sich, wenn Sie Lösungen unterstützen, die mit Blockspeicher möglicherweise nicht gut funktionieren, oder wenn die Kosten für eine ordnungsgemäße FC-Infrastruktur unerschwinglich sind.

Stellen Sie sich eine große verteilte Anwendung in einer Hochleistungs-Computerumgebung vor. Angenommen, 1.000 Rechenknoten. NFS ist möglicherweise ideal für Anwendungsdaten, da die Kosten pro Port niedrig, skalierbar und zuverlässig sind. iSCSI hätte zusätzlichen Aufwand und Verwaltungsaufwand. Fibre-Channel würde eine dedizierte Infrastruktur erfordern und hohe Kosten pro Port verursachen. Die Anwendung könnte jedoch von den IOPS-, Kapazitäts- oder Scale-Out-Funktionen eines Mid-Tier- oder High-End-Arrays profitieren.

Ich verwende VMware mit NFS ungefähr 80% der Zeit im Vergleich zu anderen Protokollen. Native Thin-Provisioning, Sichtbarkeit / Transparenz und keine Einschränkungen der Datenspeichergröße sind die Vorteile gegenüber der Präsentation des Blockspeichers auf denselben Hosts. Leistungsunterschiede sind heutzutage mit dem richtigen Design vernachlässigbar. Manchmal präsentiere ich Block- und NAS-Speicher in derselben Umgebung (in separaten Netzwerken). Flexibilität ist wichtig.

Andere Beispiele sind Organisationen, die möglicherweise den für die von ihren Clientcomputern unterstützten Protokolle nativen Speicher nutzen möchten, aber die Snapshot- / Replikations- oder Sicherungsfunktionen des SAN direkt verwenden möchten. CIFS auf der Windows-Seite, NFS für Unix und ich haben kürzlich Macintosh / AFP-Ergänzungen für NexentaStor- Speicher gesehen.

Wenn Sie ein Dateisystem und ein Dateifreigabeprotokoll auf Ihrem Speichergerät ausführen (was es zu einem NAS macht), müssen Sie es zunächst nicht auf dem Server ausführen. Das ist ein bisschen Arbeit vermieden. Wenn das Dateisystem von anderen Servern und Benutzern gemeinsam genutzt werden muss, kann dies einen erheblichen Arbeitsaufwand bedeuten.

Wenn der Server, der die Daten verwendet, der einzige Server ist, der darauf zugreift, ist es wahrscheinlich am besten, sich an Protokolle auf Blockebene (FC, SAS, iSCSI oder FCoE) zu halten. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Verwaltung des eigentlichen Dateisystems für ein System zwar recht einfach ist, das Protokoll für den Zugriff auf dieses Dateisystem über das Netzwerk jedoch haarig und ineffizient sein kann. CIFS ist äußerst ineffizient, und NFS ist zwar effizienter als CIFS, aber immer noch viel weniger effizient als alles, was auf SCSI basiert.

Wenn die Daten von vielen Servern gemeinsam genutzt werden, ist Ihre einzige Blockoption eine Umgebung vom Typ Cluster, in der alle Knoten auf dieselben SCSI-Volumes zugreifen können. Das ist möglicherweise keine Möglichkeit. Und selbst wenn dies der Fall ist (z. B. für VMWare), bietet es häufig Vorteile, wenn das Dateisystem und das Dateifreigabeprotokoll von einer zentralen Stelle verwaltet werden, die kein Server ist.

Spezifische Workloads, bei denen die Verwendung eines NAS sehr sinnvoll ist:

• VMWare: Das VMWare-Dateisystem, das Sie auf einem SCSI-Volume auf allem installieren, bevor die neueste Version von VMWare entwickelt wurde, ist nicht sehr gut konzipiert und führt alle Arten von Einschränkungen in Ihre Umgebung ein. VMWare beugte sich nach hinten, um sicherzustellen, dass VMDKs, die auf NFS gehostet werden, unterstützt werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von VMFS für viele Shops. Es kann jedoch einige Dinge geben, die Sie mit NFS nicht tun können, die Sie mit VMFS tun können. Ich bin kein VMWare-Experte.
• Hyper-V: Die neueste Beta von Microsoft Hypervisor unterstützt das NAS, und es scheint, dass es für sie eine Priorität sein wird, sicherzustellen, dass es gut funktioniert.
• Dateiserver: Die Home-Verzeichnisse und Netzwerkfreigaben der Benutzer sind eine perfekte Anwendung für ein zentrales NAS. Es ist ein Computer weniger in Ihrer Domäne, und Sie können normalerweise viele Dateiserver in einem einzigen NAS konsolidieren.

Der Vorteil ist, dass Sie keine weitere Ebene hinzufügen. Dies hat mehrere Vorteile:

• Das Speichersystem versucht, das beobachtete Zugriffsmuster zu optimieren. Wenn Sie in der Mitte ein anderes System hinzufügen, das seine eigenen Caches einführt, ändert sich das Zugriffsmuster jetzt zu dem, was der dort erzeugte Caching-Algorithmus erzeugt, der möglicherweise schwieriger zu optimieren ist.
• Ein ordnungsgemäßer Speichermanager verfügt über einen batteriegepufferten Schreibcache, sodass das Journal nur im RAM gespeichert werden kann. Wenn ein anderes System die Dateisystemschicht verarbeitet, schreibt dies Journalblöcke, wartet auf die Bestätigung des Journals und schreibt dann die Datenblöcke. Wenn Sie das Dateisystem auf dem NAS belassen, können Sie diesen Schritt überspringen.
• Der Speichermanager ist für hohen Durchsatz optimiert. Es ist zweifelhaft, dass ein normaler Dateiserver jemals eine 10-Gbit / s-Verbindung überlasten könnte, sodass dies zu einem Engpass wird.

Ein System, das ich für einen Kunden erstellt habe, verfügt über 6 x 10 Gbit / s für sechs verschiedene Switches, von denen fünf 1 Gbit / s-Links an 30 Computer verteilen, die jeweils Rendering-Arbeiten ausführen. Diese Maschinen legen alle 20 Sekunden eine 200-MB-Datei ab, was einer durchschnittlichen Rate von 1.500 MB / s entspricht, die in den Speicher geschrieben werden (in Wirklichkeit ist die Schreiblast etwas stoßartig und nicht vollständig vorhersehbar, da unterschiedliche Szenenkomplexitäten zu unterschiedlichen Renderzeiten führen ).

Dazwischen lesen andere Computer diese Dateien und verketten sie zu einem konstanten Videostream, der dann an einen Hardware-Encoder gesendet wird, und der resultierende Stream wird in eine separate Partition zurück in den Speicher geschrieben.

Die gesamte E / A-Last auf diesem Server ist höher als die Speicherbusgeschwindigkeit auf dem schnellsten damals verfügbaren Mainboard, sodass der Engpass offensichtlich war. :) :)