NetAPP集群存储技术

1、Tag line, tag lineNetAppDataOntap 8.1Fang Y 2008 NetApp. All rights reserved.传统IT系统的数据存储挑战2NetApp 机密 使用受限IT 预算存储成本数据增长管理成本 在线数据爆炸式增长 存储基础架构复杂性 存储架构不灵活 提高员工工作效率 利用有限的预算满足 SLA基础架构差距服务差距 2008 NetApp. All rights reserved.传统存储基础架构 跟不上用户业务需求的变化 不灵活的容量孤岛，利用率低 大规模扩展非常复杂Windows 性能瓶颈 可用性不足Linux 集群UNIX未来 3NetA

2、pp 机密 使用受限 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp集群存储系统DataOntap 8.1 Cluster Mode利用V-Series虚拟化的第三方存储系统NetApp FAS系列存储系统NetApp Confidential Limited Use单套集群存储系统最大支持24个高性能存储节点支持NetApp FAS系列控制器和V系列控制器，支持不同控制器的混合使用单套集群存储系统最大支持容量可达1PB提供Multi-GB 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp DataOntap 8.1 Cluster

3、 Mode业界第一套真正意义上的统一集群存储系统扩展能力扩展能力性能扩展能力容量扩展能力操作扩展能力集成的高效存储技术集成的高效存储技术重复数据删除数据压缩存储空间动态精简分配基于指针的克隆FCFCoEiSCSICIFSNFSpNFS协议支持协议支持Nondisruptive Operations(在线操作能力）集中统一管理安全的多租户环境板载防病毒功能Flash Cache大缓存卡SSD盘FC/SAS/SATA盘数据快照负载分担数据镜像异步数据远程复制支持的存储介质集成的全方位数据保护技术CommonSoftwareCommonSystemsCommonManagementNetApp Co

4、nfidential Limited Use管理和安全控制 2008 NetApp. All rights reserved.DataOntap 8.1 Cluster Mode三个不同功能的网络数据网络SAN/NAS管理网络管理网络集群节点互连网络集群节点互连网络10GbEHAHADataOntap 8.1 Cluster-Mode 集群存储系统NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.VS1NetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode Vserver介绍 VServer为在NetA

5、pp集群存储系统上创建的一个逻辑存储系统，由Flexvol卷、LUNs和逻辑网络接口（LIFs)组成 前端所有的数据访问均通过Vserver来进行，Vserver能同时支持不同的数据访问协议 一套集群存储系统至少配置一个Vserver,最多能配置100个Vserver NAS Namespce和LUNs均以Vserver为边界SAN hosts/NAS clients Integrated Shared Architecture Logical InterfacesFlexVol volumesVserverLIF2LIF1HANetApp Confidential Limited Use 2

6、008 NetApp. All rights reserved.Vserver实现安全多租户环境VS2SAN hosts/NAS clientsHALIF2LIF3LIF4LIF2LIF1LIF1VS1HANetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.HAVserver的扩展SAN hosts/NAS clientsLIF2LIF1LIF3LIF4VS1HANetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.两种数据访问模式:本地访问

7、和远程访问NetApp Confidential Limited UseData NetworkClusterInterconnectA2A1A3B1B2HA PairA 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode在线操作功能（NDO）介绍NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode在线操作功能（NDO）Vol MoveLIF Migrate andLoa

8、d BalancingHigh Availability(SFO/LIF failover)NondisruptiveUpgradesNetApp Confidential Limited UseNondisruptive Operations 2008 NetApp. All rights reserved. BCA2A3 C1A1 B1 B2ARC2LUNLUNLUNABC A1 A2A3B1B2 C1RLUNLUN不影响数据正常访问不影响数据正常访问不影响主机对数据的正常访问后台利用snapshot功能进行数据复制在集群存储系统的任何aggregate之间实现volume的在线迁移被迁移

9、的volume原有的空间精简、镜像或复制关系、数据快照均保持不变NFS / CIFS / iSCSI /FC / FCoEHAHANetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode在线volume迁移 2008 NetApp. All rights reserved.Volume在线迁移可实现A1C1LUNLUN B2ABA1 A3R CLUN B1C1LUNLUNAA2按需扩容和负载均衡化数据层次化存储高性能存储高性能存储廉价存储廉价存储C1LUNLUN B2ABA1 A3R CLUNA2 B1硬件在线升级 B2A

10、BA1 A3R CLUNA2 B1C1LUNLUN 2008 NetApp. All rights reserved.逻辑接口（LIF）的在线迁移逻辑接口可以在线的迁移至集群内的任何一个物理端口上HAHALIF2LIF2LIF3LIF3LIF4LIF4LIF1LIF1不影响前端主机的数据正常访问NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.更好的实现前端主机数据访问的负载均衡 LIFs 并不是永久和一个物理端口绑定，可以在物理端口之间进行在线迁移 两种实现LIF负载均衡的选项 在增加新主机时，利用DNS loo

11、kup为新主机指定负载最轻的LIF进行数据访问 利用LIF在线迁移，在各个节点间进行负载重新分布，实现更均衡的负载分布Average Network Load on the NodeNetwork Demand on an IP AddressNetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.高可靠性（HA）Active-Active HA PairActive-Active HA PairNetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserve

12、d.在线的Firmware升级（Rolling方式）Rolling upgrade 最多可以同时对多达三分之一的节点同时进行Firmware的升级整个集群存储系统的Firmware升级成功NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode多协议统一支持介绍NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved. 目前SAN架构最大支持4节点,未来会扩展 主机利用多路径软件来实现

13、LUN的访问 主机利用ALUA功能来确认数据访问路径的状态 Active/optimized: the LIF configured on a port on a controller that also owns the aggregate on which the LUN is provisioned Active/unoptimized: the LIF is configured on a port on controller that does not own the aggregate on which the LUN is provisionedNetApp Confidenti

14、al Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeSAN架构下的数据访问 2008 NetApp. All rights reserved.MPIOALUAActiveOptimizedAA1ALUA path state changes for LUNs Paths to a volumes new physical location are active/optimizedActiveNonoptimizedActiveNonoptimizedActiveNonoptimizedActiveNonoptimizedALUA sends a pat

15、h update SCSI command down moved LUN pathsActiveOptimizedNetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeSAN架构下的数据访问路径状态的自动改变 2008 NetApp. All rights reserved. 当volume在线迁移时，namespace保持不变 不需要客户端代码支持 易于管理 易于改变 可以无缝在线扩展至PB级 通过单个NFS mount或CIFS share就可以访问整个namespace BA2A3A1 B1 B2ARCA4Sing

16、le NFS mount/CIFS shareAB A1 A2 A3B1 B2RCA4NetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeNAS架构下的NamespaceNamespace 2008 NetApp. All rights reserved. 完全支持 NFS V2和V3，建议优先选用NFS V3 支持NFSv4 支持pNFS，目前主机端只支持RHEL6.2NetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeNFS协议支持 200

17、8 NetApp. All rights reserved.客户端访问一个文件，首先通过作为MetaData Server的节点查询该文件的位置信息BA1A2B1B2C1ARVolume被在线迁移客户端再次访问该文件A作为MetaData Server的节点更新该文件的位置信息，并把客户端的文件访问重定向到新的节点作为MetaData Server的节点返回该文件的位置，客户端的文件访问被重定向至文件所在的节点NetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModepNFS下的数据访问 2008 NetApp. All r

18、ights reserved. SMB v1.0 and 2.0 SMB v2.1 Compounding, leases, asynchronous messaging, durable handles Required for NDO Home directories Group policy Name mapping through RDB and LDAP Widelinks (DFS referrals) Security Microsoft Hi-Sec security SMB client signing Schannel MSRPC security for NETLOGON

19、 Authentication NTLM v1 NTLM v2 GSSAPI KerberosNetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeCIFS协议支持 2008 NetApp. All rights reserved.NetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode内置的数据保护和高效存储技术介绍NetApp Confidential Limited Use 2008 NetApp. All rights reserved.Secondary ClusterRemoteData Cente

20、rPrimary ClusterMainData Center BCA2A3 C1A1 B1 B2ARC2LUNLUNLUN BCA2A3 C1A1 B1 B2ARC2LUNLUNLUNWAN 支持Intracluster and intercluster两种选项的复制 目前只支持异步方式的卷级别复制 存储空间精简特性被保留NetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster ModeSnapmirror数据复制 2008 NetApp. All rights reserved. NAS架构下的volume只读镜像 把客户端的读

21、负载分布到多个节点上，提升数据读性能，并更好的实现了节点的负载均衡 对NAS Namespace透明，客户端的读负载会被自动定向到合适的只读镜像volume上 定时的把所有的镜像volume和原始volume进行同步MMMMMNetApp Confidential Limited UseNetApp DataOntap 8.1 Cluster Mode实现读负载分担的volume镜像功能 2008 NetApp. All rights reserved.HAHA 重复数据删除 数据压缩 基于指针的克隆 存储空间动态精简分配BA1A2B1B2C1ACR D D ACB2BeforeAfterBefore AfterUsedFre