Als een fysiek SAN niet kan

Test DOOR Bram Dons

Soft SAN biedt gedeelde toegang tot kritieke bestanden

Als een fysiek SAN niet kan

30 STORAGE MAGAZINE · 2 · april 2011

SAN’s leveren grote prestaties op het gebied van snelheid, schaalbaarheid, betrouwbaarheid en beschikbaarheid. Zou het niet mooi zijn om te kunnen profiteren van deze voordelen, zonder daarvoor dure SAN-hardware te hoeven aanschaffen? De softwareleverancier Sanbolic denkt dat dat kan. Het softwareproduct Sanbolic Melio 2010 moet het mogelijk maken om een zogenoemd soft SAN te creëren.

Met de SAN-software van Sanbolic kunnen ondernemingen een softwaregebaseerde storageoplossing scheppen op basis van standaard serverhardware. Een dergelijk soft SAN is in termen van prestaties, schaalbaarheid en beschikbaarheid vergelijkbaar met een veel duurder hardwarematig SAN van een kleine tot middelgrote omvang, maar kost slecht een fractie van de prijs, beweert Sanbolic. De sleutel tot de constructie van een kosteneffectief soft SAN ligt in het hergebruik van al bestaande en soms niet meer gebruikte serverhardware, waarmee men eerder gedane investeringen in apparatuur en netwerkinfrastructuren opnieuw te gelde kan maken. Zo kunnen ondernemingen toch profiteren van de voordelen die blockgebaseerde storage te bieden heeft. Het implementeren van een soft SAN kost ook aanzienlijk minder tijd en moeite dan het aanleggen van een fysiek storagenetwerk. Het zou anders de nodige investeringen vra-

30

gen om te bepalen welke SAN-hardware het beste overeenkomt met de gestelde technische eisen en het gereserveerde budget.

Anatomie Een soft SAN is een zeer schaalbare en hoogbeschikbare storageoplossing waarmee meerdere Windows Servers met elkaar samenwerken bij de creatie van storagevolumes waarvan de data is beschermd via softwaregebaseerde RAID 1 oftewel mirroring. Volgens Sanbolic is het de ideale storageoplossing voor het mkb, maar ook voor een aantal toepassingen in grote enterpriseomgevingen. Soft SAN’s bieden bijvoorbeeld gedeelde toegang tot kritieke bestanden aan gebruikers in remote offices of binnen indi-

viduele afdelingen; gemeenschappelijk gebruik van shared storage, bijvoorbeeld bij tests door afdelingen voor ontwikkeling of quality assurance; en mogelijkheden voor het on-the-fly toevoegen van meer servers en storageresources bij ondernemingen met een beperkt budget. Soft SAN’s worden samengesteld uit twee of meer fysieke Windows Servers (Windows Server 2003 R1 of R2 x64, Windows Server 2008 R1 x86 of x64 en Windows Server 2008 R2 x64) die op standaardhardware draaien en elk een RAID-controller bezitten met minimaal drie hardwarediskdrives. Op de servers zijn drie componenten aanwezig: een iSCSI-software-initiator, een iSCSI-softwaretarget en de Melio 2010-SAN-software. Als iSCSI-target dient bijvoorbeeld de iSCSI-softwaretarget van DataCore, Microsoft, Nimbus, StarWind, of welke andere fabrikant dan ook. Heeft men een bestaand storagesysteem dat iSCSI ondersteunt, zoals de ReadyNAS 3100 (zie mijn ReadyNAS is klaar voor virtualisatie in Storage Magazine 1-2011), dan is deze ook te gebruiken.

Melio 2010 De kern van het soft SAN bestaat uit de Melio 2010-software. Het is een softwareproduct dat is samengesteld uit verschillende applicaties, die gezamenlijk de SANstorageomgeving vereenvoudigen en het sharen van data mogelijk maken. De kern

Melio is compatibel met vSphere en Hyper-V

24-03-2011 15:27:43

Verschillende OS’en lezen en schrijven

STORAGE MAGAZINE · 2 · april 2011

tegelijk in dezelfde file

Figuur 1: Architectuur van een soft SAN (bron: Sanbolic)

van Melio 2010 is een geavanceerd symmetrisch cluster file system van 64 bit, Melio FS (zie kader). Het verschaft meerdere servers gelijktijdig lees-en-schrijftoegang tot blockgebaseerde storage. Omdat Melio FS een all-purpose cluster file system is, ondersteunt het alle typen workloads en extreem grote storagevolumes. Melio FS bevat ook een hostgebaseerde cluster volume manager. Deze vereenvoudigt het beheer van shared storage door virtuele storagepools oftewel logische volumes te creëren uit fysieke storageresources oftewel hard disks. Het filesystem ondersteunt geavanceerde features als striping, mirroring en dynamische uitbreiding van logische volumes. Met Melio 2010 kunnen applicaties data delen op blockniveau via dedicated I/O-pa-

den tussen de storageclients en -hosts. Dit in tegenstelling tot wat het geval is bij filegebaseerde oplossingen voor shared storage. Zij kampen met beperkingen als lock contention, die optreedt bij CIFS en NFS in middelgrote tot grote omgevingen voor filesharing; verzadiging van de bandbreedte als resultaat van het wisselende transport van storage- en applicatieverkeer over hetzelfde netwerk; en single points of failure (SPOF), geïntroduceerd door fileshares of NAS devices Het sharen van een enkele storagepool maakt het mogelijk om meerdere instantiaties van een applicatie op meerdere servers te laten draaien en in tandem te laten opereren. Hiermee zijn met minimale storagevereisten belangrijke verbeteringen te behalen op het gebied van prestaties, schaalbaarheid

en beschikbaarheid. Melio 2010 ondersteunt ook network-sharing voor RAID 1-volumes. Zo kunnen storageclients fungeren als NAS heads, die een zeer schaalbare en hoogbeschikbare oplossing bieden voor fileserving. Workstations oftewel niet-storageclients krijgen toegang tot data op het soft SAN via CIFS, op hetzelfde moment dat storageclients toegang krijgen tot het soft SAN op blockniveau.

31

SAN utility’s De utility’s voor het beheer van SAN’s zijn uitgegroeid van eenvoudige stukjes software voor storagemanagement, de LUN-masking utility’s, tot een scala aan tools voor virtualisatie, volumemanagement en volume- en filesharing. Storage moet echter nog steeds in verschillende delen worden opgesplitst

(Advertentie)

Unsaved data is in enkele seconden hersteld

31

24-03-2011 15:27:43


Figuur 2: Creatie van SCSI-targets in StarWind

Melio FS Shared journalling filesystem van 64 bit • Meerdere computers kunnen tegelijkertijd lezen en schrijven op hetzelfde volume • Alle metadataoperaties van elke computer worden in logfiles opgeslagen • Geen metadataserver aanwezig Maximale volumeomvang • 264 byte oftewel meer dan 18 miljoen terabyte Maximale bestandsgrootte • 264 byte Platforms • Windows, Solaris, HP-UX, Linux, Unix en AIX Storagehardware • Alle hardware die het operating system ondersteunt

32

om de verschillende operating systems in dezelfde omgeving te laten werken. Dit is slechts een kleine verbetering ten opzichte van traditionele storagestructuren met aparte DAS-systemen voor elke server. Voor verschillende taken gebruikte men verschillende servers, die incompatibel met elkaar waren. Met elke toegevoegde server werden de beheertaken van de systeembeheerder weer moeilijker.

Traditionele filesystems Traditionele filesystems gaat uit van een model met meerdere users, meerdere processen en een enkele host. Ze zijn ontwikkeld voor een situatie waarin er slechts één operating system is dat op elk moment slechts éénmaal toegang verschaft tot een storagevolume. Het maakt niet uit hoeveel I/O requests er zijn, uiteindelijk moeten ze alle via een enkele module van het operating system hun weg vinden naar een bepaald volume. Het operating system denkt dat hij de enige entiteit is die toegang heeft tot de opslag. Wanneer meerdere hosts tegelijkertijd een volume trachten te benaderen, kan er datacorruptie optreden. Andere beperkingen bij het gebruik van een non-SAN-aware file system is dat het onnodig traag kan worden, beperkingen stelt aan

de file- en blockgrootte, het aantal files of directory’s en de directorydiepte. Een manier om de genoemde beperkingen te ondervangen, is de toevoeging van managementsoftware aan het operating system om het schrijven en lezen van de volumes te organiseren. Deze software is echter afhankelijk van het type operating system dat wordt gebruikt. Daarnaast zijn traditionele filesystems niet ontworpen voor toepassing met heterogene operating systems. Oplossingen voor shared storage die zijn voorzien van hosts met verschillende file- en operating systems, kunnen dan ook alleen maar werken met een SAN waarop een LUN-masking- of virtualisatietool wordt gebruikt. Zo is de storage opgesplitst in verschillende delen, met aparte volumes voor elk operating system.

Cross-platform filesystems De behoefte om grote hoeveelheden data te sharen zonder degradatie van de prestaties heeft ooit geleid tot de creatie van de SANarchitectuur. De hoge transfersnelheid en beschikbare hoeveelheid storageruimte van deze architectuur vereisen een filesystem of softwareoplossing die daarvoor geschikt is. Alleen zo kan volledig worden geprofiteerd van alle features die worden geboden in een

24-03-2011 15:27:43

omgeving voor shared storage. De beste manier om een grote storageomgeving te beheren, is volgens Sanbolic met een enkel filesystem. Het shared filesystem Melio FS maakt het mogelijk dat meerdere gebruikers gelijktijdig toegang hebben tot files op de storagevolumes. De metadata die daarvoor in een shared filesystem noodzakelijk is, kan wel of niet op een dedicated server worden opgeslagen. In het symmetrische ontwerp van Melio FS wordt de metadata in het filesystem opgeslagen op shared storage. Daardoor vervalt de SPOF die een metadataserver oplevert. Bovendien vinden er geen onnodige metadatatransfers plaats, wat de prestaties verhoogt.

Locking en journalling Melio FS is ontworpen als een shared journalling filesystem van 64 bit, speciaal bedoeld voor sharedstorageoplossingen die heterogene operating systems ondersteunen. Door het gedistribueerde lockingsysteem kunnen verschillende servers gelijktijdig dezelfde file raadplegen. Lees-en-schrijfoperaties op verschillende delen van dezelfde file kunnen tegelijkertijd vanuit verschillende systemen plaatsvinden. Elk netwerkprotocol kan worden gebruikt voor het transport van de locks tussen de servers. De locks worden in cache opgeslagen om zo min mogelijk netwerkverkeer te genereren. De locking operations gebeuren tegelijkertijd met de journal-writing operations. Het journalling filesystem is fault-resistant en biedt een volledige data-integriteit. Updates aan de directory’s van het filesys-

tem worden continu geschreven naar een journal op disk, dit gebeurt dus nog voordat de originele disklog wordt bijgewerkt. Hierdoor kan het journalling filesystem bij een systeemuitval de data op disk restoren. Unsaved data wordt binnen een paar seconden hersteld en op een alternatieve plaats opgeslagen. Melio FS houdt een journal bij van alle metadataoperaties en is in staat een recovery uit te voeren van filesystemstructuur zonder dat het volume offline gehaald of afgesloten hoeft te worden. Alle voornoemde features van Melio FS bieden een vorm van shared storage met de volgende voordelen: er treedt geen datacorruptie op wanneer operating systems op ver-chillende systemen elkaars data op shared storage overschrijven; er is geen storagemanagementsoftware meer nodig; en er is geen software nodig voor volume- of filesharing.

Soft SAN’s bouwen Het bouwen van een betrouwbaar, flexibel en eenvoudig te beheren soft SAN vereist twee fysieke servers oftewel storagehosts en, om prestatieredenen, op elk van die servers minimaal drie hard drives. Onze testopstelling gaat uit van de volgende configuratie: twee Windows Server 2008 R2 x64-systemen met twee netwerkbindingen via network interface cards (NIC’s) van 1 gigabit, iSCSItargetsoftware van StarWind voor de creatie


Storageclients fungeren als NAS heads

van de mirrored disk set en de Melio 2010software in een bètaversie. De eerste stap is het creëren en mounten van twee iSCSI-targets op elke server. Als iSCSI-targets dienen twee lokale ATA-schijven die via StarWind aan de server worden gekoppeld. Via Microsofts iSCSI-initiator wordt elke server verbonden met de iSCSI-target op de andere server (zie figuur 1). Check of beide servers in staat zijn om beide iSCSI-targets te mounten. Voor het uitwisselen van administratief clusternetwerkverkeer, zoals lockinginformatie en heartbeats, gebruikt Melio FS een aparte netwerkinterface, waarvan er op elke server een aanwezig is en die is aangesloten op een dedicated netwerk via een aparte switch of VLAN. Draai op beide servers het set-upprogramma voor de installatie van Melio 2010, waarbij de netwerkinterface wordt gespecificeerd. Zodra Melio 2010 op beide servers staat, start je de LaScala-applicatie vanuit Windows via Start > All programs > Sanbolic > LaScala volume manager. Vanuit de toolbar bovenin de managementinterface van LaScala selecteer je vervolgens View > Rescan disks om de beschikbare iSCSI-targets te zien. We rechtsklikken op een van de twee targets en selecteren ‘Manage multiple’. Daarna start, na initialisatie, het formatteerproces. Zodra dit gereed is, geeft LaScala de targetdrives weer als ‘Managed’. Vervolgens wordt door het selecteren van ‘Empty’ in het menu op elke targetdrive een nieuwe partitie gecreëerd. Beide partities moeten even groot zijn. Na de creatie wordt het partitieproces afgesloten met Action > Apply changes, waarna de partities in het menu van kleur veranderen van zwart naar blauw.

33

Locks worden in cache opgeslagen (Advertentie)

33

24-03-2011 15:27:43

Figuur 3: Creatie van diskpartities


34

Mirrors maken Nu is het tijd om de mirror te creëren. Daartoe klikken we een van de partities met de rechtermuisknop aan en selecteren vervolgens Mirror > Create. In het daaropvolgende menu selecteer je de andere partitie van de mirrored set. Met het commando Action > Apply changes wordt de mirror gecreëerd, als dit gedaan is kunnen we afsluiten met ‘OK’. In de laatste fase wordt een logische drive gecreëerd. Na het rechtsklikken op een van de partities selecteren we ‘Create logical drive’, wijzen daaraan een driveletter toe en selecteren onder ‘Initial security’ de optie die iedereen volledige controle geeft bij het zoeken van toegang tot de drive. Windows zal de nieuwe drive herkennen en vragen of de gebruiker de drive wil formatteren voor NTFS. Hierop antwoorden we uiteraard met ‘Cancel’. Zodra de partities in de mirrored set zijn gesynchroniseerd, verandert de kleur in het menu van oranje naar groen ten teken dat de logische drive klaar is voor gebruik. Via het Windowsmenu openen we ‘My computer’ en controleren we of elke server in de cluster op beide servers lees-en-schrijftoegang heeft tot de logische drive. Bij uitschakeling van een van de twee servers blijft de toegang tot de logische drive dan gewaarborgd, en dat is ook precies waar storagemirroring voor bedoeld is. Ter verbetering van de beschikbaarheid van het storagesysteem beveelt Sanbolic aan om mirrored sets te creëren op basis van LUN’s op twee verschillende storagearrays. Ter verbetering van de I/O-prestaties beveelt het

bedrijf verder aan om meerdere logische volumes, waaronder die in mirrored sets, gezamenlijk te stripen. Daartoe moeten een logische drive en een tweede mirrored set gecreëerd worden, zoals hiervoor is beschreven. De data wordt daarna gelijktijdig geschreven over alle partities in de mirrored sets, waardoor de I/O-prestaties zullen toenemen.

Snapshots Een soft SAN is een van de mogelijke toepassingen van een cluster file system; Sanbolic biedt hier al jaren producten voor. Melio 2010 is, wanneer het wordt ingezet voor shared storage, ook toe te passen in een omgeving met VMwares vSphere of Microsofts Hyper-V. De virtualisatie van de storage-infrastructuur op standaard SAN-storagehardware met Melio 2010 biedt dezelfde voordelen als die op de storagelaag kunnen worden gerealiseerd, zoals een beter gebruik van storagebronnen, een grotere flexibiliteit en schaalbaarheid en een eenvoudiger storagemanagement. De software van Sanbolic biedt ook een geavanceerde dataprotectieen back-upvoorziening voor Hyper-V-toepassingen die samenwerkt met algemeen gebruikte back-upsoftware als Symantecs Backup Exec. Met snapshots kan Melio 2010 applicatiedata op virtuele servers beschermen terwijl de datagranulariteit blijft gehandhaafd, iets dat meestal niet het geval is bij de native snapshots van storagearrays. Melio 2010 kan ook een snapshot maken van een complete omgeving met een single node, wat het

back-upproces vereenvoudigt in vergelijking met bestaande singlehostoplossingen. De geavanceerde VSS-gebaseerde snapshotvoorziening van de Sanbolicsoftware maakt het mogelijk om snapshots van de gehele omgeving, individuele files of virtuele machines te maken vanuit elke fysieke of virtuele server in de storagecluster. Snapshots kunnen automatisch worden overgebracht naar secundaire storage of gemount op een backupapplicatieserver.

Provisioning Dynamic provisioning is nu als een sleutelvoorziening geïntegreerd in de Platinumedities van Citrix XenServer, XenApp en XenDesktop. De streamingtechnologie Citrix Provisioning Services biedt een zeer efficiënte manier voor de provisioning van Citrixapplicaties. De technologie functioneert op elke fysieke of virtuele Windows Server die Melio 2010 gebruikt voor de toegang tot shared storage volgens industriestandaarden. Omdat de Citrix Provisioning Services toegang hebben tot dezelfde images op een Sanbolicvolume, kun je een failover van sessies uitvoeren tussen de servers, waarmee weer een SPOF wordt weggenomen. Melio 2010 bevat gedistribueerde snapshots en policygebaseerde snapshotmigratie voor de back-up van volumes met Citrix Provisioning Services. Voor de toepassing van een op een Hyper-V gehoste XenDesktop biedt Melio 2010 een schaalbaar en eenduidig sharedstorageplatform voor de Hyper-V hypervisor, Citrix Provisioning Services en userdata op virtuele machines.

24-03-2011 15:27:43


Figuur 4: Creatie van een logische drive

35 Vplex Door Melio 2010 en EMC’s Vplex te combineren is het mogelijk een active-activecluster te creëren dat bestaat uit virtuele machines of een mix van fysieke en virtuele machines, geclusterd over grote afstanden. Vplex Metro biedt datatoegang en mobiliteit tussen twee Vplexclusters op synchrone afstand. Metro ondersteunt twee soorten gedistribueerde devices: Metrogedistribueerde virtuele volumes en remote virtuele volumes. Een Metrogedistribueerd volume bevat een synchrone kopie oftewel mirror van datavolumes op elke cluster. Remote virtuele volumes bieden, net als Metrogedistribueerde volumes, toegang tot een virtueel volume waarvan de data zich in een cluster bevindt.

Vplex is een enterprise-class SAN-gebaseerde oplossing die Fibre Channel arrays bundelt en beheert voor toepassing in een datacenter of in meerdere, over langere afstanden gekoppelde datacenters. Vplex voorziet in een niet-disruptieve heterogene datatransport- en volumebeheerfunctionaliteit op synchrone afstand en tussen datacenters. Vplex gebruikt een clusterarchitectuur waarbij de op meerdere datacenters aanwezige servers gelijktijdig lees-en-schrijftoegang hebben tot shared-block storage devices. In de eerste versie van Vplex is dit te doen met twee verschillende sites op synchrone afstand (binnen 5 milliseconden, tot ongeveer 100 kilometer). Sanbolics filesystem is ontworpen voor een

clusterlatency tot 3.000 milliseconden en ondersteunt dus Vplexclusters in de huidige release van Metro. Met Melio FS-servers voor een clustered file system kun je op beide locaties gelijktijdig één werkbelasting draaien op basis van dezelfde dataset. Probeer dat maar eens met een doorsnee activepassivecluster! De Melio Data Center Suite van Sanbolic ondersteunt alle voorzieningen van EMC’s CLARiiON- of Symmetrixstorage en Vplex volledig en is geschikt voor integratie met Hyper-V. p

Bram Dons is onafhankelijk IT-analist bij IT-Trendwatch ([email protected])

(Advertentie)

35

24-03-2011 15:27:44

Als een fysiek SAN niet kan

Recommend Documents