Меню

настройка hp storageworks msa2000

Конфигурируем дисковые системы HP StorageWorks MSA 2000sa

Введение

От того, как сконфигурированы системы хранения данных, в ряде случаев зависят их отказоустойчивость и производительность. Администраторам популярных систем хранения данных HP StorageWorks MSA2000sa важно знать ряд тонкостей создания консолидированной среды хранения на базе этих дисковых массивов.

Дисковые массивы MSA2000sa в корпусе 2U предназначе­ны для формирования консолиди­рованной среды хранения данных малых и средних предприятий, а также для организации дисковых хранилищ второго или третьего уровня в удаленных офисах и фи­лиалах крупных компаний. Для си­стем начального и среднего уровня можно приобрести систему в базо­вой (минимальной) конфигурации с одним контроллером, а затем мо­дернизировать ее, дооснастив вто­рым контроллером, либо сразу ку­пить решение с двумя контролле­рами. Максимальная емкость си­стемы составляет 5,4 Тбайт при использовании дисков SAS или 12 Тбайт при оснащении дисками SATA в основном корпусе с 12 отсе­ками. Если же подключить три до­полнительные дисковые полки по 12 отсеков в каждой, то емкость систе­мы можно увеличить до 21,6 Тбайт в случае применения дисков SAS и до 48 Тбайт для SATA. К одной системе MSA2000sa можно подключить до четырех хост-серверов напрямую по SAS-интерфейсу.

Сколько надо контроллеров?

Для обеспечения высокой доступ­ности данных и производительно­сти предпочтительна конфигурация с двумя контроллерами, однако в ряде случаев вполне оправданно применение одного.

Конфигурация со сдвоенным контроллером обеспечивает более высокую доступность приложений, поскольку при отказе одного кон­троллера (вероятность такого собы­тия исключительно мала) его функ­ции — управление массивами RAID и кэш-памятью дисковой подсисте­мы, рестарт сервисов защиты дан­ных и назначение хост-портов — «подхватываются» резервным кон­троллером, а вышедший из строя узел можно заменить без отключе­ния устройства хранения данных. Дополнительное преимущество данной конфигурации — возмож­ность поднять производительность за счет распределения нагрузки по обработке операций ввода/вывода.

В конфигурации с двумя кон­троллерами применяется зеркалирование кэш-памяти. Благода­ря автоматической передаче в ре­жиме > (broadcast) запи­сываемых данных на резервный кэш, снижаются нагрузки и задерж­ки для кэш-памяти основного кон­троллера. При отключении пита­ния кэшируемые данные немедлен­но записываются на флэш-память обоих контроллеров, что исклю­чает риск потери данных. Реализа­ция записи в режиме «вещания» позволяет лучше защитить данные, не жертвуя производительностью и временем отклика.

Конфигурация с одним кон­троллером потенциально может стать единственной точкой отка­за (Single-Point-of-Failure, SPOF) -один контроллер способен обслу­живать до двух хост-серверов (при прямом подключении) со скоро­стью доступа 3 Гбит/с, и при его от­казе хост-сервер теряет доступ к системе хранения.

Конечно, один контроллер де­шевле двух, и такая конфигурация оправданна для решений, где не тре­буется высокая степень доступности данных и допустимы кратковремен­ные простои для восстановления доступа. Подобные конфигурации применяются и при обеспечении избыточности на уровне серверов, например в двухузловых кластерах, где каждый сервер подключается к собственному контроллеру и выход из строя последнего ведет к отказу соответствующего узла. Имеется еще вариант построения системы хране­ния высокой доступности с приме­нением менеджера томов, с его по­мощью поддерживается зеркальная копия данных на двух независимых системах хранения, каждая из кото­рых имеет по одному контроллеру. При выходе из строя данные восста­навливаются по резервной копии.

Прямое подключение

В схеме Direct Attach Storage (DAS) система хранения данных напря­мую подключается к хост-серверу. Благодаря отсутствию коммутато­ров (storage switch) такое решение экономично, как и в решении с ис­пользованием массива MSA2000fc (fibre channel), допускается коллек­тивное использование системы хра­нения, но его возможности будут ограничены количеством внешних портов контроллеров. Существен­ное преимущество данной систе­мы хранения — поддержка при непо­средственном подключении четы­рех хост-серверов по одному порту или двух хост-серверов по двум пор­там без применения коммутатора.

При реализации решения с DAS-подключением рекомендует­ся применять схему подключения хост-серверов по двум портам.

источник

Конфигурируем HP StorageWorks MSA 2000sa

Дисковые массивы MSA2000sa (www.hp.com/go/msa2000) в корпусе 2U предназначены для формирования консолидированной среды хранения данных малых и средних предприятий, а также для организации дисковых хранилищ второго или третьего уровня в удаленных офисах и филиалах крупных компаний. Для систем начального и среднего уровня можно приобрести систему в базовой (минимальной) конфигурации с одним контроллером, а затем модернизировать ее, дооснастив вторым контроллером, либо сразу купить решение с двумя контроллерами. Максимальная емкость системы составляет 5,4 Тбайт при использовании дисков SAS или 12 Тбайт при оснащении дисками SATA в основном корпусе с 12 отсеками. Если же подключить три дополнительные дисковые полки по 12 отсеков в каждой, то емкость системы можно увеличить до 21,6 Тбайт в случае применения дисков SAS и до 48 Тбайт для SATA. К одной системе MSA2000sa можно подключить до четырех хост-серверов напрямую по SAS-интерфейсу.

Сколько надо контроллеров?

Для обеспечения высокой доступности данных и производительности предпочтительна конфигурация с двумя контроллерами, однако в ряде случаев вполне оправданно применение одного.

Конфигурация со сдвоенным контроллером обеспечивает более высокую доступность приложений, поскольку при отказе одного контроллера (вероятность такого события исключительно мала) его функции – управление массивами RAID и кэш-памятью дисковой подсистемы, рестарт сервисов защиты данных и назначение хост-портов – «подхватываются» резервным контроллером, а вышедший из строя узел можно заменить без отключения устройства хранения данных. Дополнительное преимущество данной конфигурации – возможность поднять производительность за счет распределения нагрузки по обработке операций ввода/вывода.

В конфигурации с двумя контроллерами применяется зеркалирование кэш-памяти. Благодаря автоматической передаче в режиме «вещания» (broadcast) записываемых данных на резервный кэш, снижаются нагрузки и задержки для кэш-памяти основного контроллера. При отключении питания кэшируемые данные немедленно записываются на флэш-память обоих контроллеров, что исключает риск потери данных. Реализация записи в режиме «вещания» позволяет лучше защитить данные, не жертвуя производительностью и временем отклика.

Читайте также:  htc если снять заводские настройки

Конфигурация с одним контроллером потенциально может стать единственной точкой отказа (Single-Point-of-Failure, SPOF) – один контроллер способен обслуживать до двух хост-серверов (при прямом подключении) со скоростью доступа 3 Гбит/с, и при его отказе хост-сервер теряет доступ к системе хранения.

Конечно, один контроллер дешевле двух, и такая конфигурация оправданна для решений, где не требуется высокая степень доступности данных и допустимы кратковременные простои для восстановления доступа. Подобные конфигурации применяются и при обеспечении избыточности на уровне серверов, например в двухузловых кластерах, где каждый сервер подключается к собственному контроллеру и выход из строя последнего ведет к отказу соответствующего узла. Имеется еще вариант построения системы хранения высокой доступности с применением менеджера томов, с его помощью поддерживается зеркальная копия данных на двух независимых системах хранения, каждая из которых имеет по одному контроллеру. При выходе из строя данные восстанавливаются по резервной копии.

Прямое подключение

В схеме Direct Attach Storage (DAS) система хранения данных напрямую подключается к хост-серверу. Благодаря отсутствию коммутаторов (storage switch) такое решение экономично, как и в решении с использованием массива MSA2000fc (fibre channel), допускается коллективное использование системы хранения, но его возможности будут ограничены количеством внешних портов контроллеров. Существенное преимущество данной системы хранения – поддержка при непосредственном подключении четырех хост-серверов по одному порту или двух хост-серверов по двум портам без применения коммутатора.При реализации решения с DAS-подключением рекомендуется применять схему подключения хост-серверов по двум портам.

Виртуальные диски

Виртуальный диск (vdisk) – это группа дисков, объединенных в RAID-группу, при этом отдельные виртуальные диски могут формироваться различным уровнем RAID. В состав виртуального диска могут входить либо устройства SATA, либо SAS, но смешивать их нельзя. В системе HP StorageWorks MSA2000 может быть до 16 виртуальных дисков на контроллер – максимум 32 виртуальных диска в двухконтроллерной конфигурации.

Создавая дисковые группы, виртуальные диски целесообразнее укрупнять, а не дробить. В RAID 3-конфигурациях с точки зрения эффективного использования пространства иметь много «мелких» виртуальных дисков неэффективно – если в группе из двенадцати дисков служебным (на нем хранятся контрольные суммы) является только один, а одиннадцать заняты данными, то в четырех группах, содержащих по три диска, служебных будет уже четыре, а «полезных» – восемь.

Объем виртуального диска может превышать 2 Тбайт, поэтому, создавая диски большого объема в массивах RAID с контролем четности, число служебных дисков можно сократить, однако в общем случае для работы с логическими томами объемом свыше 2 Тбайт могут потребоваться специальные версии операционных систем, адаптеров HBA и поддержка прикладных программ.

Кстати, устройство MSA2000sa поддерживает виртуальные диски объемом до 16 Тбайт. В RAID 0, 3, 5, 6, 10 может быть до 16 дисков (1 Тбайт на устройство SATA, или всего 16 Тбайт). В RAID 50 может быть до 32 дисков (1 Тбайт на устройство SATA, или всего 32 Тбайт).

При организации больших объемов внешней памяти следует тщательно взвесить преимущества и недостатки нескольких укрупненных виртуальных дисков по сравнению с большим числом менее «емких» виртуальных дисков с меньшим количеством накопителей. Чтобы увеличить КПД дисковой памяти (но не производительность), можно создать виртуальные диски объемом больше 2 Тбайт и разделить их на несколько логических томов объемом до 2 Тбайт. Максимально поддерживаемый объем виртуального диска определяется произведением количества дисковых устройств в данной конфигурации RAID на наибольший объем одного устройства.

Лучше всего добавлять виртуальные диски, распределяя их равномерно по обоим контроллерам. Если к каждому контроллеру подсоединить хотя бы по одному виртуальному диску, контроллеры начинают работать по принципу «активный-активный» (active-active). Подобная конфигурация обеспечивает эффективность использования ресурсов в случае применения двух контроллеров в системе хранения MSA2000sa. Кроме того, для предотвращения потери данных при отказе дисковой полки (shelf enclosure) надо целиком сделать «страйпинг» (stripe) виртуальных дисков по нескольким дисковым полкам. Виртуальный диск с конфигурацией RAID 1, 10, 3, 5, 50 в зависимости от числа задействованных дисковых полок может противостоять угрозе потери данных при выходе из строя целой дисковой полки.

Создавая виртуальный диск, можно выбрать размер непрерывного фрагмента данных (chunk) по умолчанию или наилучшим образом подходящий для работы c приложением. Размер непрерывного фрагмента (stripe unit) – это количество расположенных друг за другом данных, записываемых на виртуальный диск, после создания которого эту характеристику уже изменить нельзя. Страйп – совокупность непрерывных фрагментов (stripe units), записываемых в одни и те же логические области каждого жесткого диска в составе виртуального. Параметры страйпинга определяются количеством физических жестких дисков в составе виртуального диска. Эти параметры могут меняться. Допустимы значения 16, 32 и 64 Кбайт (значение по умолчанию). Например, если хост-сервер отдает данные порциями по 16 Кбайт, то такой размер страйпа при случайном доступе обеспечит равномерное распределение нагрузки по операциям чтения между всеми устройствами, что положительно скажется на производительности. Если же данные запрашиваются по 16 Кбайт, а размер блока данных равен 64 Кбайт, то некоторые операции доступа будут обращаться к одному и тому же жесткому диску – каждый фрагмент страйпа включает в себя четыре возможные группы размером 16 Кбайт, к которым может обратиться хост-сервер, что нельзя признать оптимальным. С другой стороны, если доступ осуществлялся порциями по 128 Кбайт, то при чтении хост-серверу потребуется обращаться к обоим устройствам, составляющим виртуальный диск.Рекомендуется устанавливать размер непрерывного фрагмента равным размеру блока данных, которым оперирует приложение.

Читайте также:  операционная система windows установка настройка особенности работы

Выбор уровня RAID для массива зависит от цели оптимизации конфигурации: повышение отказоустойчивости или повышение производительности. Если не требуется отказоустойчивость или производительность, обеспечиваемые применением групп RAID, то разумно воспользоваться конфигурациями без избыточности.

Горячее резервирование дисков

При конфигурировании виртуальных дисков к избыточному виртуальному диску (RAID 1, 3, 5, 6 и 50) можно добавить до четырех жестких дисков (из числа доступных) для резерва. При отказе любого жесткого диска, входящего в состав виртуального, контроллер автоматически использует резерв для восстановления соответствующего виртуального диска. Тип резервного диска (SAS или SATA) должен быть таким же, как и у других дисков в виртуальном диске. Размер резерва должен обеспечивать восстановление жесткого диска меньшего объема в составе виртуального диска. В случае отказа двух жестких дисков, входящих в виртуальный диск RAID 6, прежде чем начинать восстановление, необходимо иметь в наличии два резервных диска соответствующего размера. При выходе из строя более одного из жестких дисков в виртуальном диске при RAID 50 происходит реконструкция данных в порядке их нумерации.

Резерв может быть «глобальным» и обеспечивать восстановление при отказе в любом виртуальном диске или «локальным», применяемым для восстановления конкретного виртуального диска.

В качестве альтернативного варианта применяется динамический глобальный резерв – при восстановлении отказавшего жесткого диска в любом из виртуальных система использует любой из «свободных» дисков, не входящий ни в один из виртуальных.

Наибольший эффект достигается, если каждому виртуальному диску выделять «собственный» резерв, что достаточно дорого, поэтому в качестве альтернативы можно либо воспользоваться поддерживаемым системой динамическим резервом, либо назначить один или несколько свободных жестких дисков в качестве глобального резерва.

Управление кэш-памятью

Параметры кэш-памяти контроллера влияют на отказоустойчивость и производительность системы и могут задаваться индивидуально для каждого жесткого диска. Параметры задаются с помощью утилиты HP StorageWorks 2000 CommandLineInterface (HP MSA2000 CLI), причем у пользователя должны быть полномочия diagnostic, а не standard. Для их изменения следует воспользоваться командами Manage -> General Config -> User Configuration -> Modify Users в программе НР Storage Management Utility.

Настройки буфера упреждающего считывания

Значение параметра Read-ahead cache определяет, какой объем данных следует предварительно считывать в буфер после выполнения подряд двух операций последовательного чтения. Упреждающее считывание может выполняться в прямом (по возрастанию LBA) или обратном (по убыванию) направлении. Увеличение размера буфера упреждающего считывания может существенно поднять эффективность выполнения массовых операций последовательного (потокового) чтения данных, но производительность чтения в произвольном порядке при этом может снизиться.

По умолчанию значение параметра Read-ahead cache для первой операции последовательного чтения устанавливается равным размеру непрерывного фрагмента, а для последующих операций доступа – равным размеру одного страйпа. Такая схема подходит для большинства пользователей и приложений. С точки зрения контроллера, даже если не применяется страйпинг, размер страйпа составляет 64 Кбайт для логических томов и виртуальных дисков с зеркалированием (RAID 1).

Изменять настройки буфера упреждающего считывания целесообразно только в том случае, если понятно, как происходит перемещение данных между операционной системой, приложением, адаптером, сетью. Для более тонкой настройки может потребоваться мониторинг производительности системы при помощи средств сбора статистики доступа хостов к виртуальным дискам.

Размер буфера упреждающего считывания Read-ahead может быть установлен следующим образом.

Максимальный размер следует устанавливать только в том случае, когда критична производительность хост-сервера, а задержки при доступе к диску необходимо скомпенсировать за счет кэширования данных. Например, в приложениях, интенсивно считывающих данные, целесообразно иметь в кэш-памяти данные, к которым обращение происходит чаще. В противном случае контроллер должен будет сначала определить, на каком диске расположены данные, переместить их в кэш-память и лишь затем передать хост-серверу.

При наличии двух и более томов в случае работы с кэш-памятью может возникнуть конкуренция и конфликты, на разрешение которых затрачиваются вычислительные ресурсы контроллера, поэтому в данной ситуации не следует устанавливать максимальный размер буфера упреждающего считывания.

Вариант оптимизации использования кэш-памяти может быть задан с помощью параметра Cache Optimization.

Настройка режима отложенной записи

При отложенной записи (Write-back cache) контроллер, получив данные для записи на диск, сохраняет их в буфере и, не дожидаясь завершения физической операции, немедленно уведомляет операционную систему хост-сервера о том, что операция записи выполнена. При этом в кэш-памяти сохраняется копия записываемых на диск данных. Механизм отложенной записи повышает скорость записи и пропускную способность контроллера. Если отложенная запись отключена, то работает режим сквозной записи (Write-through), при этом контроллер сначала записывает данные на диск, а затем уведомляет операционную систему хост-сервера. Скорость записи и пропускная способность контроллера при этом невысоки, но повышается надежность, поскольку снижается риск потери данных при сбое питания. В то же время при сквозной записи в кэш-памяти не создается зеркальная копия направляемых на диск данных.

В обоих режимах управления кэш-памятью в случае отказа одного из контроллеров поддерживается автоматическое переключение по схеме «активный-активный». Для каждого дискового тома по умолчанию задействуется режим отложенной записи, но его можно отключить. Данные при сбое электропитания не теряются благодаря резервному энергоснабжению с помощью высокоемкостных конденсаторов. Этот режим подходит для большинства приложений. Скорость обмена данными при зеркальном копировании кэш-памяти контроллеров зависит от пропускной способности их шины обмена данными (Backend bandwidth), поэтому при записи больших непрерывных фрагментов данных (например, при обработке видеоданных, в телеметрии или при журнализации) схема со сквозной записью обеспечивает существенное (в ряде случаев до 70%) увеличение производительности. Поэтому, если к данному тому не предполагается доступ в произвольном порядке, можно попробовать отключить отложенную запись.

Читайте также:  где находятся настройки браузера мозила

Отключать отложенную запись имеет смысл только в том случае, если полностью понятно, как происходит перемещение данных между операционной системой, приложением и адаптером HBA (SAS). Иначе может пострадать производительность системы хранения данных.

Автоматический выбор режима записи

Можно задать условия, при которых контроллер будет автоматически переключать режим записи на диск (напомним, что производительность системы в режиме сквозной записи может оказаться ниже). По умолчанию система должна перейти в режим отложенной записи, когда нет какого-либо условия-триггера. Убедиться в этом можно с помощью утилиты HP SMU или пользуясь интерфейсом командной строки. Можно указать следующие варианты.

Зеркалирование данных в кэш-памяти

В устанавливаемом по умолчанию режиме «активный-активный» (active-active) в кэш-памяти обоих контроллеров поддерживаются зеркальные копии данных, которые записываются на дисковые тома в режиме отложенной записи. Зеркалирование незначительно снижает производительность, но обеспечивает отказоустойчивость. Если отключить зеркалирование, то управление кэш-памятью каждого из контроллеров будет осуществляться независимо в режиме ICPM (independent cache operation performance mode).

Достоинство режима ICPM состоит в том, что каждый контроллер наряду с высокой пропускной способностью может обеспечить и запись данных в отложенном режиме. Целевые данные сохраняются в энергонезависимой памяти, причем резервное питание обеспечивают высокоемкостные конденсаторы. Особо продуктивен такой вариант для высокопроизводительных вычислений, когда скорость обработки важнее риска потери записываемых на диск данных. Недостаток режима связан с тем, что при аппаратном отказе одного из контроллеров второй не сможет «подхватить» (failover) обработку операций ввода/вывода – замена неисправного контроллера приведет к потере данных в его кэш-памяти, запись которых была отложена.

При программном сбое или в случае извлечения контроллера из дисковой полки данные не должны быть потеряны – они остаются в кэш-памяти и записываются на диск при перезапуске контроллера. Но если ошибку устранить не удастся, данные в режиме ICPM могут будут потеряны.

Целостность данных может быть нарушена, если в RAID-контроллере после получения очередной порции данных отказ происходит до завершения записи этих данных на диски, поэтому в отказоустойчивых системах режим ICPM применять не следует.

В заключение еще раз отметим, что выбор цели оптимизации конфигурации – отказоустойчивость или производительность системы хранения данных – остается за администратором.
Изложенные в статье общие рекомендации помогут наметить правильное направление работы, а дополнительные сведения можно найти по адресу: www.hp.com/go/msa2000

Новый SAS-коммутатор

Появление устройства HP StorageWorks 3Gb SAS BL Switch открыло совершенно новые возможности реализации масштабируемой внешней системы хранения, совместно используемой серверами в составе блейд-систем HP c-Class. Это решение обеспечивает наилучший вариант подключения серверов с контроллерами Smart Array P700m и внешних дисковых массивов HP StorageWorks MSA 2000sa, состоящих из дисков SAS или SATA. В этом случае не только снижаются прямые затраты на приобретение оборудования, но и расширяются функциональные возможности, обеспечивается требуемый уровень производительности, отказоустойчивости и надежности, а также экономится время и ресурсы на развертывание решений, что особенно важно в условиях преодоления последствий кризиса международной финансовой системы.

Емкость подключаемой внешней дисковой памяти достигает 192 Тбайт, при этом удельная стоимость хранения оказывается ниже, чем в сетях хранения данных на базе технологии Fibre Channel (менее 3 долл./Гбайт). Одновременно упрощается развертывание системы и управление ею (подключение устройств, загрузка с совместно используемых внешних дисков, управление Target based management). В этом решении реализованы мощные и более доступные по цене средства обеспечения отказоустойчивости, такие как резервирование путей, контроллеры Active/Active, защита данных с помощью RAID, включая RAID 6.

Данное решение за приемлемую цену позволяет развернуть совместно используемый серверами высокопроизводительный и отказоустойчивый пул внешней дисковой памяти, работающий под управлением администратора блейд-систем, оно адресовано как крупным организациям, так и предприятиям среднего и малого бизнеса, а также удаленным офисам и филиалам крупных компаний.

Конфигурирование MSA 2000sa

Настройка управления кэш-памятью контроллеров. В отказоустойчивых системах предпочтителен выбор режима отложенной записи. Для задач с последовательным и произвольным доступом к данным, например при обработке транзакций и обновлении баз данных, целесообразно воспользоваться стандартным вариантом оптимизации, при котором размер блока кэш-памяти устанавливается равным 32 Кбайт. Если же доступ к данным происходит строго последовательно и нужно максимально сократить задержки, например при воспроизведении или постобработке видео- или аудиоданных, то следует воспользоваться «суперпоследовательным» вариантом оптимизации, при котором размер блока кэш-памяти устанавливается равным 128 Кбайт. В таблице приведены параметры оптимизации производительности системы хранения данных при решении различных задач.

Повышение пропускной способности. Виртуальные диски в этом случае следует равномерно распределить между двумя контроллерами. Так же равномерно между двумя контроллерами следует распределить и физические диски. Более дешевые диски SATA лучше применять для потоковой обработки данных и в системах электронной почты, а в остальных случаях пользоваться дисками SAS. При установке параметров кэш-памяти надо руководствоваться таблицей или специфическими требованиями приложения.

Повышение отказоустойчивости. Следует приобрести систему с двумя контроллерами. Подключение хост-серверов следует осуществлять двумя путями. Надо использовать технологию параллельной передачи данных по нескольким каналам между сервером и системой хранения (Multipath Input/Output, MPIO).

источник