圖 1) FAS6200 系列。

如果您還不熟悉FAS6200系列(以及相應的V6200開放式存儲控制器型號,該型號支持您管理EMC、IBM、Hewlett-Packard、Hitachi Data Systems以及其他主要存儲供應商提供的磁盤陣列)的常規功能,可閱讀由Chris Lueth和 Mukesh Nigam最近合著的一篇文章,其中詳盡地介紹了該產品系列的各個細節。本文旨在“揭開面紗”,重點關注一些特定主題:

-處理器/內存復合體的設計

-I/O 子系統增強功能

-某些新增的彈性功能

處理器/內存復合體

內存/處理器復合體是實現Data ONTAP所有高級功能的動力之源。我們研究了市場上現有的種類繁多的處理器,最終選擇了Intel出品的4核Nehalem和6核Westmere處理器。我們發現借助這些處理器可以使內存帶寬增至我們早期平臺的三倍左右,并使單個控制器上的內核數從8個增加到12個(對于FAS6280),這讓我們十分振奮。我們能夠在Westmere處理器發布不久便交付配備Westmere處理器的系統,這是NetApp的產品發布與Intel產品發布配合最為成功的一次。

除了處理能力和內存帶寬方面的全面改進外,我們還使平臺的內存容量增至原來的三倍,讓FAS6280每個控制器的內存達到96 GB之多。這為我們提供了足夠的空間來更輕松地實現一流的性能和全新的功能,包括現在大多數新系統中都提供的NetApp閃存。

閃存可將實現特定性能級別所需的磁盤軸數減少多達75%,還可大大降低讀取操作的延遲。但是,每TB閃存需要占用4 GB的系統內存來存放頁表。因此,您會發現在大型系統中添加若干TB閃存后,內存占用量會大幅增加。(它還會用盡擴展槽,我將在下一節中介紹這一問題。)

為完善新系統,我們對Data ONTAP用來記錄寫入請求的非易失性RAM(NVRAM)進行了全新的設計。NVRAM 8設計實現了1 GB/s 的持續寫入性能??紤]到NVRAM以較小的網絡大小的數據塊處理數據,因此要達到上述性能級別,NVRAM必須每秒進行1百萬次傳輸。每次傳輸必須以微秒為單位設定,這不僅要求具有快速的硬件,還需要極為高效的中斷例程才能順利實現。

使I/O加速

NetApp存儲系統每個核心進行I/O操作的次數比標準服務器多出10到20倍。大型存儲安裝要求一個NetApp存儲系統即提供最高相當于256個核心的應用處理能力。這意味著大量的I/O。

在我們開始與Intel討論Nehalem和Westmere處理器時,用于實現這些技術要求的標準 Intel 參考設計僅支持單個I/O芯片(IOH)。NetApp希望獲得盡可能高的I/O 處理能力,因此與 Intel 接洽以期獲得對兩個IOH芯片的支持,使I/O處理能力加倍。我們與Intel合作實現了這一目的,并且證實新的設計能很好地按預期工作。

兩個IOH芯片可提供72個第二代PCIe通道,而標準服務器設計通常只能提供20到30個通道。不僅如此,我們還使用交換機使通道數進一步激增:在FAS6280中建立152個PCIe通道的I/O連接,內部總帶寬超過72 GB/s。 

利用我們的新型機箱設計,您可以為一個控制器模塊搭配4個PCIe插槽,此外還可選擇增加帶有另外8個PCIe插槽的I/O擴展模塊(IOXM)。這樣,一個控制器即可配備12個插槽,或者對于典型的HA對來說,可配備24個插槽。相比之下,FAS6080 僅提供3個PCIx插槽和5個PCIe插槽。除I/O擴展插槽外,FAS6200系列還提供許多板載 8Gb FC、10GbE 和 6Gb SAS 端口。(參見表 1。)如果您不需要額外的擴展插槽,還可以選擇一種非常緊湊的配置,在6U的機架空間內即可容納兩個控制器(一個 HA 對)。

表 1) 三個新的FAS6200系列型號與FAS6080(之前的高端系統)的比較。

*實際內存分配取決于 Data ONTAP 版本。

**需要 Data ONTAP 8.0 及更高版本。容量是表中所示 Data ONTAP 7.x.x 值的一半。

正如我之前所述,額外插槽可用于閃存。此外,隨著存儲行業中正進行從 FC 向 SAS 磁盤的過渡,我們知道,需要通過提供板載 SAS 和 FC 端口,并確保存儲系統在需要之時可同時支持大量的這兩類端口,來幫助促進這一過渡過程。

板載端口和額外擴展插槽還可確保FAS6200系列完全能夠支持在集群模式(C 模式)下運行的Data ONTAP 8 。您將能夠支持大量的10GbE端口,使網絡連接不會成為C模式配置的瓶頸。

更高水平的彈性

對于FAS6200,我們還希望在可靠性、可用性、可服務性和可管理性(RASM)功能方面更上一層樓。首先,我們添加了一項新功能來創建持續寫入日志。電池后備NVRAM能夠連續運行大約72小時。借助新的持續寫入日志功能,如果遭遇停機故障,NVRAM內容將存入閃存,從而無限期保護寫入日志。在下次啟動時,只需重新運行生成的NVLOG即可使系統恢復到一致狀態。

我們還向FAS6200系列中添加了新的服務處理器,其功能遠遠超過以前型號中使用的遠程LAN模塊(RLM)。服務處理器非常穩定,即使存儲系統的其余部分均已關閉仍可運行。該處理器可提供RLM的所有功能,例如遠程重啟、出現系統故障時自動通報以及隨時可供訪問來排除故障。除RLM的功能之外,服務處理器還添加了一些新功能,包括:

-FRU報告和跟蹤

-高級電流/電壓和溫度傳感器報告

-監控和設置LED狀態

-強制內核轉儲(替代控制器上的NMI按鈕)

從工程角度來講,FAS6200最令我興奮不已的彈性功能是能夠深入處理器讀取其內部狀態,即便處理器未在運行也能讀取。內核轉儲和內部處理器狀態相結合,可以提供詳細的可靠數據,用以確切了解出現問題時發生的情況,以便加以更正。與以前功能的運作方式一樣,我們會逐漸將該功能推向中低端應用范圍。

結論

可能我的看法有些片面,但我認為FAS6200系列是NetApp產品發展過程中的一個新里程碑。該平臺的性能比FAS6000高出 3.6倍之多。此外,該平臺還大大增加了內存大小和I/O帶寬,具有更高的擴展能力,支持在執行重要系統任務(例如數據保護、重復數據刪除和壓縮)的同時實現一流性能,所有這一切均不會影響與其余NetApp產品系列的兼容性。我們增加了新功能來進一步提高硬件可靠性,只要您準備好進行過渡,該平臺將來完全可以支持在集群模式下運行的Data ONTAP 8。

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