Nimble Storage解决方案详解

1、Nimble Storage 解决方案详解目录Multicloud Flash Fabric 核心技术详解Nimble OS 操作系统系统配置规格InfoSight信息分析预测平台架构使用案例Secondary FlashNimble Storage解决方案总览All FlashAdaptive Flash跨云闪存融合架构 Multicloud Flash Fabric应用需求通用数据管理服务 Technology Foundation Ecosystem Integration and AlliancesInfoSight信息分析预测平台Cloud Volumes技术基础CPU 驱动性能盘数

2、与性能关联SSDs 的特性是写比读慢CPU 驱动的性能读写平衡摩尔定律驱动了CPU核的密度Cost / IOPS (core) 持续下降Cost / IOPS盘的容量在增长, 但不是IOPSCost / IOPS 没有变化Cost / IOPSCPU驱动性能CPUNimbleOSShared Foundation for AFA and Adaptive ArraysNimble Adaptive Flash ArrayNimble All Flash ArraySeq Layout on Flash(Read cache)VariableBlock InlineCompressionWrit

3、esReads8K4K8K4K4K4KSequential layout on diskVariableBlock InlineCompressionWritesReadsSequential layout on flashVariableBlock InlineDedupeNVRAMwrite cacheNVRAMwrite cache8K4K8K4K4K4KNimbleOSShared Foundation for AFA and Adaptive ArraysVariableBlock InlineCompressionWritesReadsVariableBlock InlineCom

4、pressionWritesReadsVariableBlock InlineDedupe8K4K8K4K4K4KSequential layout on flashSequential layout on diskSeq Layout on Flash(Read cache)8K4K8K4K4K4KNVRAMwrite cacheNVRAMwrite cacheNimble Adaptive Flash ArrayNimble All Flash ArrayNimbleOSShared Foundation for AFA and Adaptive ArraysSeq Layout on F

5、lash(Read cache)VariableBlock InlineCompressionWritesReadsVariableBlock InlineCompressionWritesReadsVariableBlock InlineDedupeSequential layout on diskSequential layout on flashNVRAMwrite cacheNVRAMwrite cacheNimble Adaptive Flash ArrayNimble All Flash ArrayBenefits of NimbleOS Sequential LayoutTrad

6、itional LayoutNimbleOSHDD Write Performance Compression & Dedupe Efficient Performance (IOPS) ScalingSSD Wear-out From Write Amplification100 IOPS10,000 IOPS10 x (short life)Slot-constrainedScales with SSD/spindle countSlot-freeCPUCPUCPUScales with CPU cores1x (long life)先进的缓存算法Nimble Storage的SSD Ca

7、che技术Nimble SSD Cache的数据主要来源为Meta、Index主动预存数据后续策略更新卷组强制设置(Pinning锁定，No Caching 无Cache，Normal 默认等)传统的SSD Cache更新算法先进先出策略 (FIFO First-In First-Out) 优点：设置简单、效率较好、对大多数应用场景适用 问题：对一些高命中度需求场景不适用、对选定数据锁定不适用、对Index数据无差异对待Nimble Storage的SSD Cache更新算法基于数据访问热度的SSD Cache更新策略 (ABE, Access Based Eviction)使用系统内存保存、

8、维护“Cache数据块热度表” 对SSD Cache中每个数据块的访问热度进行实时跟踪极端的例子包括“锁定数据块”和“最冷数据块”，最“冷”的数据块会予以最先驱除优点：运行高效、对Cache数据的管理更加精细，可对选定数据块保证100%的命中度，如锁定数据、Index数据152153365141401120415913155851578915119983131511命中度越高，IOPS值越高命中度越高，越难以继续提高。但细微的提高会带来IOPS的显著增加全面的数据消减还有更多：Thin provisioning & Zero copy clones变长数据块在线去重变长数据库在线压缩0数据消除

9、5X 或更多 数据消减数据消减性能不减总结：CASL架构带来的收益 2-5x 更优的性能/价格比 2-5x 更优的容量/价格比 4x 减少占地空间，电源和冷却开销32K4K8K4K8K4K通常情况在线压缩: 节省 30-75%变长数据块让在线压缩速度更快避免了读取-修改-写人的模式，压缩可以适用于所有应用写优化布局: 100 x 写入速度确保随机写入聚合成顺序、完整条带写入。打破了传统技术存储性能对磁盘转速和数量的依赖。聚合写入闪存对闪存寿命提升500%DISKSSD Cache缓存智能填充 第一次写入，读缓存未命中元数据位于缓存中 加速所有数据访问 动态缓存: 50 x 读取速度安全可靠的设

10、计一年少于96秒停机时间无中断运行备份间隔更短、恢复速度更快，应用集成与一致性保障的SmartSnap & SmartReplicate集成数据保护应用级加密和数据安全销毁SmartSecure 加密可在同一RAID组内任意三块磁盘同时故障时正常访问数据，盘内校验、盘内集成热备盘Triple+ Parity RAID可承受同一RAID组内同时任意3块SSD故障内置热备盘可承受第四块盘故障 盘内校验修正内部意外数据丢失快速RAID重构DataMetadataParity01234567891011121314151617181920212223DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDD

11、DDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDD

12、DDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDQRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPRSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQSDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDPQRTriple+Parity 三校验+内置热备份盘的RAID保护技术性能无损的快照技术Unlike t

13、raditional (COW) snapshots, Nimble snapshots have no performance impactNimbleTraditional Array Nimble snapshots consume the least space due to fine snapshot granularity (and compression)Individual (variable) blocksLarge pages/extentsTimeRelative Performance Snapshot granularity:Traditional arraySnap

14、shot granularity:NimbleRetain hundreds of snapshots for frequent recovery pointsIndustry-leading snapshot space efficiency46142735数据中心主存储核心指标IO延时0.5ms0.1ms任何情况下不打折的性能集群=4x集群=4x产品配置规格从主存储到二级存储的完整产品线覆盖存储级别主存储二级存储高性能 1级 & 2级 应用任何其他的 1级 & 2级应用备份, 容灾, 测试/开发, 非关键应用 工作负载自有数据中心和公有云服务性能IOPS容量有效 GBsAF-Series全

15、闪存CS-Series混合闪存SF-Series二级闪存所有企业级功能无需额外许可SmartSnap: 瞬时, 高效, 精细颗粒 & 应用感知Designed for 3D-NAND做的更多代价更小无需额外许可证SmartReplicate: 精细颗粒和高效复制SmartSecure: FIPS 140-2 认证加密 (支持复制) Restore: 接近瞬时完成, 无数据移动, 减少风险 Copies: 零数据移动, 精简, 高利用率, 低成本 Reduce: 智能数据消减, 更聪明的使用空间, 更低的成本企业级功能目录性能优化混合闪存加速顺序条带写入访问质量控制性能无损计算存储效率精简配置在

16、线变长数据块压缩在线变长数据块重删零数据拷贝克隆数据保护三盘校验保护性能无损快照远程数据备份复制数据加密智能管理在线多维度扩展开放管理接口应用感知与集成Infosight分析预测平台AFA 硬件概览4Ux48 机箱4U高度 支持 48 SSDs 双SSD模块12Gbps SAS 最多2x (4Ux48) 扩展盘架新!新!双冗余-X10倍性能的控制器基于Intel Haswell / Broadwell CPUsInterconnect via NTB; NVDIMM-based NVRAMNimble 双SSD模块提供了内置的扩展能力 任意SSD可在线添加/移除而没有任何服务中断 新!全闪存A

17、F系列盘槽位视图- 双SSD托架 Dual-Flash Carrier (DFC)4U Chassis24 x 3.5” Slots carry 24 DFC4U48Bank ASlot 1 Slot 2 Slot 3 Slot 4Slot 21 Slot 22 Slot 23 Slot 24Slot 17Slot 13 Slot 9 Slot 5Bank BBank ABank A 锁扣Bank B 锁扣DFC 锁扣很多客户开始只使用一组槽位即Bank A的24个槽位安装24块SSD盘，这种配置也可以达到系统标称性能指标。可根据需利用剩余的24个槽位进行容量扩充AF-Series Hardw

18、are Tour - Back3547Power SupplyPower Intel7. SAS Ports8. ControllerFansManagement Network5. Data Networks6. KVM/Serial Port1628AFS2 Connections AF7000/AF9000Support up to 2 AFS2. First AFS2 - Use P1 Second AFS2 Use P2Do not daisy chain AFS2SAS expansion port (p2)AFS2 shelves ship with 1 meter cables

19、. If you do not order a 3 meter cable you will need to install one AFS2 shelf above the controller shelf and one below. SSD容量配置容量包物理容量(TB)可用容量*(TB)可用容量比有效容量* (TB)有效容量比AF-6T (24 x 240GB SSD) 5.763.764.2%18.5321%AF-11T (24 x 480GB SSD)11.527.968.6%39.5343%AF-23T (24 x 960GB SSD) 23.0416.571.6%82.5358%

20、AF-46T (24 x 1920GB SSD) 46.0833.672.9%168365%AF-92T (24 x 3840GB SSD) 92.1667.873.6%339368%* 可用容量是盘RAID保护后的用户可用容量 有效容量是基于5x 综合在线数据消减容量数据是用十进制TB. 对应二进制TiB 会减少约10%CS系列盘槽位视图CS1000, CS3000, CS5000, CS70004U24 机箱24 x 3.5” 槽位安装 21x 磁盘 + 3x DFCs磁盘: 18 + 3 RAIDNew Nimble-branded HDD carriersDFCs: 最低配置 3 SS

21、Ds in Bank ABank B 可用来做缓存扩充Bank BBank ABank A 锁扣Bank B 锁扣DFC 锁扣Cache: 3x Dual Flash Carriers盘槽位视图CS1000HFlash Cache:2x Dual Flash Carriers第一组11x 1TB HDDs11TB容量扩展4U24 机箱24 x 3.5” 槽位初始安装11x 1TB HDDs + 2x DFCs; 空余11个槽位可做HDD容量升级HDDs: 8 + 3 RAID11TB capacity upgrade to 22TB rawNew Nimble-branded HDD carr

22、iersDFCs: 至少配置2 SSDs in Bank ABank B 可用于缓存容量升级CS系列容量扩展规格说明ES2 ModelsTotal HDDsDFCBank A SSDsDFCBank B SSDsRaw Capacity (TB / TiB)Usable Capacity(TB / TiB)(no data reduction)Effective Capacity*(TB / TiB)ES2-21T21 x 1TB HDDs3 x 240GBAvailable for cache upgrades21 / 1816 / 1432 / 30ES2-42T21 x 2TB HDDs

23、1 x 240GB2 x 480GB42 / 3833 / 2966 / 61ES2-84T21 x 4TB HDDs1 x 480GB2 x 960GB84 / 7867 / 61134 / 123ES2-126T21 x 6TB HDDs2 x 960GB1 x 1920GB126 / 117101 / 92202 / 184ES2-210T21 x 10TB HDDs1 x 960GB2 x 1920GB210 / 190169 / 154337 / 308All-Flash ShelfTotal SSDsSSD 4-Packs Supported*Total Cache per Pac

24、kES2-AFS2Up to12 x SSD 4-packs4x 960GB (3.76TB)4x 1920GB (7.68TB)4x 3840GB (15.36TB)3.76TB7.68TB15.36TB* Assumes 2:1 data reduction from compression (dedupe will be supported post-GA)* ES2-AFS2 4-packs are populated by DFC banks混合闪存扩展盘柜视图 ES2Flash Cache: 3x Dual Flash Carriers4U24 机箱24 x 3.5” 槽位安装 2

25、1x 磁盘 + 3x DFCs磁盘: 18 + 3 RAIDNew Nimble-branded HDD carriersDFCs: 最低配置 3 SSDs in Bank ABank B 可用来做缓存扩充型号SF100SF300主机连接端口iSCSI and FC闪存物理容量1.3TB 8.7TB2.6TB 15.7TB数据存物理容量21TB 126 TB42 TB 252 TB可用容量16 TB 100 TB30 TB 200 TB有效容量 (8:1)800 TB1.6 PB最大读写 IOPS (upto)20K40K最大写带宽400 MB/s800 MB/sSF系列产品配置容量配置磁盘S

26、SD磁盘可用容量SF100SF300Controller UnitsHEAD-HDD-21TBHEAD-FLC-1440G-3 16 TBHEAD-HDD-42-TBHEAD-FLC-2880G-3 32 TBHEAD-HDD-84-TB HEAD-FLC-5760G-365 TBHEAD-HDD-126-TBHEAD-FLC-9600G-3 100 TBHEAD-HDD-210-TBHEAD-FLC-11520-3 + HEAD-FLC-5760-3165 TBExpansion ShelvesSF-ES2-H21T16 TBSF-ES2-H42T32 TBSF-ES2-H84T65 TBS

27、F-ES2-H126T100 TBSF-ES2-H210T165 TB系统最大可用容量100 TB200 TB磁盘与SSD的配置容量包(控制器/扩展盘柜) 单磁盘容量SSD配置磁盘可用容量Flash与磁盘配比配比用于消重的Flash Cache用于数据访问的Flash Cache HEAD- HDD-21TB + HEAD-FLC-1440G-3 1TB3x 480G16 TB8.60%6%2.60%HEAD-HDD-42-TB + HEAD-FLC-2880G-32TB3x 960G33 TB8.66%6%2.66%HEAD-HDD-84-TB + HEAD-FLC-5760G-34TB3x

28、 1920G66 TB 8.57%6%2.57%HEAD-HDD-126-TB + HEAD-FLC-9600G-36TB1x 1920 + 2x 384099 TB9.49%6%3.49%HEAD-HDD-210-TB + HEAD-FLC-11520G-3 + HEAD-FLC-5760G-310TB3x 3840 + 3x 1920153 TB 10.23%6%4.23%InfoSight Predictive Analytics信息分析预测服务Flash本身不能解决所有性能问题常见IO问题的几大根本原因存储设备相关12配置问题3兼容性问题4非最佳实践造成的性能问题5主机、虚拟机、计算4

29、6%7%28%8%11%Source: InfoSight analysis across more than 7,500 customersStorageNetworkComputeVM/Container/DBInfosight解决了应用与数据之间的隔阂PredictiveAnalytics Predictive Analytics Cross-stack sensors基于云的分析预测系统10,000 客户对数百万计的虚拟对象的持续监测数百万个软/硬件传感器在设备上持续收紧运行状态数据全数据人工智能机器自主学习跨架构堆栈的数据感知InfoSight不仅仅是一个云端的用户管理界面定制化升级

30、路线Support 运维支持自动化容量和性能规划Software & Takeover 故障分析Behind-the-Scenes产品运行监控预报未来需求并给出应对计划准确预测未来容量与性能需求给出针对长期性能优化的指导预测性能热点并给出如何解决消除规划中的猜测通过使用预测性大数据分析来找到现有环境中的潜在热点问题和未来的需求, 并据此给出长期性能优化的指导关联度为我们指示出问题所在InfoSight将存储规划化繁为简 现有增长率是多少？那个应用在使用存储?我们什么时候需要做容量扩展?我们如何将信息分析成果回馈给业务部门?核心内容InfoSight VMVision提供了可以看到虚拟机层的能力超越存储的广阔视野判断VM IO latency的构成: 存储，主机或是存储网络对资源占用多，影响其他VM运行的“吵闹邻居VM”采用恰当的处置从未充分使用空间的VM上回收空间。InfoSi