Slammer, Brick und Pilot
Pillar Data Systems vereinfacht die Speicherverwaltung
01.06.2007 | Autor / Redakteur: Das Interview führte Rainer Graefen / Nico Litzel
Die zunehmenden Speicherkapazitäten von Festplatten bringen RAID-Systeme an ihre Grenzen: Schutz und vor allem Geschwindigkeit sind die beiden Herausforderungen, denen sich die Hersteller zu stellen haben. Einen ungewöhnlichen Lösungsansatz, wie sich beides zugleich umsetzen lässt, verfolgt Pillar Data Systems mit seinem Speichersystem Pillar Axiom Storage. Das Unternehmen hat die Zugriffssteuerung im „Slammer“ und die eigentliche Speichereinheit mit den RAID-Controllern im Brick untergebracht. Im Gespräch mit SearchStorage.de erklärt Adrian Groeneveld, Senior Product Marketing Manager, die Funktionsweise.
Welche Aufgaben hat der Slammer in der Architektur des Pillar-Axiom-Speichersystems?
Groeneveld: Das Pillar Axiom Storage System besteht aus drei Bausteinen: Dem Axiom Slammer SAN/NAS-Controller, dem Axiom Pilot Policy Controller sowie mehreren Axiom-Brick-Speichereinheiten. Der Slammer ist ein Controller zur Speicherverwaltung. Er steuert und priorisiert den ein- und ausgehenden Datenverkehr und stellt die benötigten Bandbreiten zur Verfügung. Das Cluster von hochverfügbaren Aktiv/Aktiv-Steuereinheiten sowie Mehrfachprozessoren und der redundante Arbeitsspeicher des Slammers sorgen für Ausfallsicherheit des Speichersystems. Der Slammer kann den Datenverkehr entweder auf Block- oder auf File-Ebene steuern und verarbeiten oder in einem kombinierten System auf beiden Ebenen zugleich. Für mehr Bandbreite und einen höheren Datendurchsatz lassen sich weitere Slammer zum System hinzufügen.
Wie priorisiert der Slammer Datenströme?
Groeneveld: Der Slammer steuert Datenströme über eine Vielzahl von Parametern. Dazu gehören die Quality of Service der einzelnen LUNs (Logical Unit Numbers, also physische Speichereinheiten) oder der zu verwaltenden Dateisysteme. Damit stellt der Slammer sicher, dass die wichtigsten Anwendungen die höchste I/O-Priorität erhalten. Für die Priorisierung der Datenströme ist außerdem das I/O-Profil des Datenverkehrs wichtig wie etwa Read, Write, Random oder Mixed. Nicht zuletzt spielt auch der Arbeitsspeicher im zugewiesenen I/O-Pfad eine wichtige Rolle bei der Verwaltung der Datenströme.
Welche Technik steckt im Slammer?
Groeneveld: Der Slammer besteht aus zwei Controllern, die in einer Aktiv/Aktiv-Konfiguration als identische Steuereinheiten fungieren. Die Dual-Prozessoren jedes Controllers sorgen für eine hohe Rechenleistung und garantieren eine hohe Verfügbarkeit. Fibre-Channel-Boards stellen die Verbindung auf Block-Ebene ins Speichernetzwerk (SAN) her. Ethernet-Boards hingegen bieten einen Anschluss für die Datenübertragung auf File-Ebene ins LAN (NAS).
Welche Gründe sprechen für die Architektur und die Eigenschaften des Slammers?
Groeneveld: Der Anwender benötigt aufgrund des redundanten Systemaufbaus keinen zusätzlichen Controller mehr. Das System steuert gleichzeitig verschiedene Datenströme auf intelligente Art. So können Anwendungen mit mehreren Ebenen oder verschiedenen Prioritäten ein einziges Storage-System nutzen. Der Slammer entscheidet sowohl über die Prioritäten der Daten als auch über die Art und den Ort, wohin sie geschrieben werden sollen. Als zentrale Steuereinheit kann der Slammer mit jedem der beiden Controller jede einzelne Speichereinheit im System ansprechen. Der Slammer kommuniziert darüber hinaus auch mit zusätzlich angeschlossenen Slammern und wächst so mit dem System.
Über welche Stärken verfügt, vom technischen Standpunkt aus gesehen, das Pillar Axiom Storage System?
Groeneveld: Die größte Stärke des Pillar Axiom Storage Systems liegt darin, einen erheblichen Teil der Anschaffungs-, Betriebs- und Administrationskosten von Speichersystemen einzusparen. Das System konsolidiert mehrere Speicherklassen auf einer gemeinsamen Plattform und vereinfacht so die gesamte Speicherinfrastruktur. Die Nutzer können zwischen Fibre-Channel-SAN, iSCSI-SAN, NAS oder der Kombination aus allen drei Optionen wählen. Sowohl Laufwerke mit SATA- als auch mit Fibre-Channel-Technologie lassen sich nutzen. Bei gleichzeitiger Verwendung arbeiten beide Laufwerksarten so, dass sie die jeweils optimale Leistung erzielen. Der Unterschied zwischen dem Pillar Axiom Storage System und anderen Systemen ist die Art und Weise, wie es die Arbeitslast steuert, um wichtigere Anwendungen zu bevorzugen. Dieser Ansatz stellt sicher, dass weniger wichtige Anwendungen – wie etwa die Archivierung von Daten auf SATA-Laufwerken – keinen Einfluss auf die I/O-Ressourcen von Anwendungen mit hoher Priorität auf Fibre-Channel-Laufwerken haben.
Welche Probleme gibt es bei der Verwaltung eines Datenzentrums und wie können diese Probleme mithilfe des Pillar-Ansatzes gelöst werden?
Groeneveld: Die größten Herausforderungen, mit denen Storage-Administratoren heute kämpfen, sind Zeit und Komplexität. Die verschiedenen Speicherklassen können oft nur schwer miteinander kommunizieren und haben meist unterschiedliche Schnittstellen. Hinzu kommt, dass Speichersysteme nicht mehr nur die Daten von Anwendungen verwalten. Sie dienen auch zur Erstellung von Backups, zur Datenarchivierung, zur Bereitstellung von Daten unter Compliance-Aspekten, zum kontinuierlichen Schutz der Daten oder der automatischen Spiegelung von Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt. Die Zuteilung von Speicherkapazität für neue Anwendungen kann Tage oder sogar Wochen dauern. Storage-Administratoren müssen die Leistungsanforderungen und benötigten Speicherkapazitäten ermitteln und diese auf den Arbeitsprozess und die Anwendung abstimmen. Die Herausforderung besteht darin, Anwendung ihren Speicherbereich flexibel zuzuweisen. Weist eine Anwendung zu einem bestimmten Zeitpunkt eine hohe Leistungsanforderung auf und wird ihr dann ein bestimmter Speicherbereich zugewiesen, so lässt sich diese Zuteilung anschließend nur schwer wieder ändern. Unser Speichersystem unterstützt diesen Zuteilungsprozess auf verschiedenen Ebenen: Indem es die Anforderungen der verschiedenen Anwendungen von einem System aus adressiert, reduziert es die Zahl der physischen Komponenten oder Speichersysteme, die verwaltet werden müssen. Über die zentrale Benutzerschnittstelle kontrollieren und verwalten Anwender sämtliche Speicherbereiche. Damit wird die Benutzerfreundlichkeit deutlich verbessert. Die I/O-Eigenschaften und Prioritäten jeder Anwendung lassen sich dynamisch anpassen, wenn dies benötigt wird. So kann der Nutzer die I/O-Einstellungen sowie die Priorisierung der Anwendungen je nach aktueller Leistungsanforderung dynamisch konfigurieren und Speicherbereiche einfach und unkompliziert neu zuweisen.
Warum sind 12 oder 24 Gigabyte Arbeitsspeicher notwendig? Was sind die wichtigsten Vorteile der Cache-Bauweise?
Groeneveld: Daten, die im Cache gespeichert werden, sind sehr schnell verfügbar. Für einen reibungslosen Ablauf mit speicherintensiven Anwendungen sollte deshalb besser mehr Arbeitsspeicher zur Verfügung stehen, als aktuell benötigt wird. Die Bauweise des Pillar Axiom Storage System erlaubt ein einfaches Hinzufügen von zusätzlichem Arbeitsspeicher. Dazu muss der Anwender nur einige einfache Fragen über das I/O-Pofil der Anwendung beantworten. Auf Basis der Antworten entscheidet das System, ob und wie die jeweilige Anwendung den Arbeitsspeicher nutzt. Das Speichersystem verfügt über einen Pool an Arbeitsspeichern und gewährleistet damit, dass die verschiedenen Anwendungen ihrem Bedarf entsprechend auf den Arbeitsspeicher zugreifen können. Dieses Konzept trägt zur Leistungsoptimierung des Speichersystems bei.
Welche Aufgabe hat die Controller-Einheit innerhalb des Bricks? Warum befindet sie sich innerhalb des Bricks und ist nicht Teil des Slammers?
Groeneveld: Innerhalb jedes Bricks arbeiten zwei RAID-Controller. Die Leistungsfähigkeit wächst so bei einer Kapazitätsänderung linear mit. Außerdem ist die benötigte Zeit für die Wiederherstellung von Daten im Falle eines Laufwerkfehlers wesentlich kürzer als bei Systemen mit RAID-Controllern innerhalb der zentralen Hardware zur Speicherverwaltung.
Ausführliche Informationen zu den Themen RAID und Pillars Speichersystem finden Sie ab Seite 40 in der Juni/Juli-Ausgabe unseres zweimonatlichen Fachmagazins STORAGE. Registrieren sie sich jetzt auf SearchStorage.de (Link siehe unten), und Sie bekommen STORAGE regelmäßig kostenlos nach Hause geliefert.
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