Portfolio NetApp All-Flash

NetApp presenta su gama de cabinas de almacenamiento configuradas como arrays puramente flash.
Son las All-Flash FAS (AFF) y la gama EF-Series.

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Los escenarios de computación actuales presentan a menudo cargas de trabajo que exigen un alto rendimiento, con grandes tasas de transferencia y muy bajas latencias.

Base de datos críticas de transacciones en línea, entornos de aplicaciones de análisis de datos como Hadoop o Splunk, o la virtualización de escritorios son ejemplos de configuraciones con requerimientos de un alto número de operaciones de entrada/salida por segundo, y frente a los que el almacenamiento no debería presentar un freno a la entrega de rendimiento.

Estas demandas de rendimiento y la aparición de nuevas técnicas de construcción de celdas de memoria, como las TLC, son factores causantes de que en pocos años veamos un descenso en el precio de los SSD mucho más acusado que en el de los discos SAS.

NetApp se adapta a estas exigencias presentando su gama de cabinas de almacenamiento configuradas como arrays puramente flash. Son las All-Flash FAS (AFF) y la gama EF-Series.

Gama All-Flash FAS

La gama AFF de NetApp está basada en cabinas de almacenamiento FAS cuyo factor diferenciador es su optimización para proporcionar el máximo rendimiento y eficiencia en configuraciones con discos de estado sólido. Cuentan, por tanto, exclusivamente con bandejas de discos de tecnología flash y una versión de Data ONTAP optimizada.

Formada por cabinas equivalentes a las de la serie FAS8000, la gama AFF ofrece configuraciones puramente flash de sus cuatro modelos de cabinas: AFF8020, AFF8040, AFF8060 y AFF8080 EX. Las cabinas AFF difieren de sus equivalentes FAS en que el máximo de discos soportados es algo menor en las primeras. Esto se ve compensado por la posibilidad de incorporar SSDs de hasta 3.84 TB, siendo NetApp uno de los pocos fabricantes que soportan estas capacidades.

Por otro lado, estas cabinas puramente flash pueden coexistir en un entorno Clustered Data ONTAP con otras del tipo FAS formadas por bandejas SAS, SATA, e híbridas. Esto extiende las posibilidades de clasificación del almacenamiento por rendimiento, lo que se conoce como tiering, por ejemplo, para la salvaguarda de copias de respaldo o servicio de ficheros en discos de mayor capacidad y que no necesitan un alto rendimiento. Profundizaremos en esta temática en otra ocasión.

Veamos las particularidades que ofrece Data ONTAP para optimizar el almacenamiento all-flash.

Compresión y desduplicación en línea

Por la propia arquitectura del disco de estado sólido, las celdas que componen los bloques de datos tienen una vida útil limitada por el número de escrituras que sobre ellas se realiza. Con el objetivo de prolongar la vida útil de estas unidades de disco, los propios SSD incorporan mecanismos para equilibrar la carga de escrituras entre el total de celdas del disco. Al mismo tiempo, cierta cantidad de bloques en disco son reservados por la cabina de almacenamiento para reponer los bloques descartados por nuevos.

En este sentido, NetApp añade dos tecnologías que contribuyen a reducir la cantidad de bloques escritos en disco, y por tanto, reducir la carga de escrituras en los bloques de datos. La compresión en línea, disponible a partir de Data ONTAP 8.3.1, supone una compresión del dato antes de ser escrito en disco, con un ratio máximo de compresión de 2:1. También en Data ONTAP 8.3.1 se introdujo la desduplicación en línea de bloques con ceros, especialmente interesante en entornos de virtualización. Sin embargo, NetApp apunta en que será en la próxima versión de Clustered Data ONTAP cuando ésta se pueda aplicar a todos los bloques de datos. Esta tecnología marca realmente la diferencia en entornos VDI, donde se aplican los mismos cambios a múltiples máquinas virtuales, y supondrá una comprobación en línea de la duplicidad del bloque a escribir, evitando que esas escrituras lleguen siquiera a disco. El modo “en línea” se combinará con la desduplicación a posteriori para conseguir una máxima eficiencia.

Agilización de los accesos a disco

En versiones anteriores a Data ONTAP 8.3, los accesos de lectura a disco pasan por cada capa de ONTAP (red, WAFL, RAID y finalmente el disco), ya sea en su tránsito hacia el dispositivo de almacenamiento o en su retorno hacia el servidor.

A partir de la versión 8.3, las respuestas que parten de los discos SSD se saltan la comprobación de WAFL en el retorno del dato. Cuando la capa RAID tiene que corregir un dato, responde directamente a la capa de red, en lugar de a WAFL.

En Data ONTAP 8.3.1 se elimina también la comprobación de la capa RAID en los accesos de lectura. Además, en las respuestas, el dato es pasado directamente de la capa de almacenamiento a la de red, y sólo es comprobado por WAFL en caso de detección de error. Gracias a estas mejoras, NetApp asegura que se ahorra hasta 1 ms en el tiempo de respuesta.

Por otro lado, y debido a la propia naturaleza del sistema de ficheros WAFL, verdadero alma mater de Data ONTAP, las escrituras están optimizadas en AFF debido a varios factores: la coalescencia de los bloques a escribir, realizada a partir del dato en caché antes de bajar el dato a disco; la aleatoriedad en las escrituras, que hace que los bloques sean escritos en huecos libres en disco, en lugar de consecutivamente; y el emplazamiento temporal de los metadatos de escritura, lo que ahorra operaciones de acceso a disco.

Optimización del código SCSI

Data ONTAP 8.3.1 introduce mejoras en el código SCSI, el cual se encarga de gestionar los accesos a disco, ampliando los hilos de ejecución y optimizando la provisión de recursos cuando un hilo se aproxima a su límite. Estos avances hacen que incluso con compresión en línea habilitada, el rendimiento de Clustered Data ONTAP 8.3.1 sea superior al de la misma controladora con una versión anterior de Data ONTAP.

EF-Series

La gama EF-Series presenta una arquitectura minimalista optimizada para ofrecer bajas latencias y una gran tasa de transferencia. Pensada para entornos SAN en los que no se requieran funcionalidades de administración del dato, o funcionalidades como la compresión o desduplicación, la gama EF nos proporciona una disponibilidad del 99.9999% y rendimientos de hasta 650.000 IOPS sostenidas con latencias que oscilan entre los 200 y los 800 microsegundos.

Presentando la cabina EF-560 como su buque insignia, son una evolución de la gama E5000 de almacenamiento híbrido de NetApp.

Además, esta gama all-flash disfruta de la misma flexibilidad que nos ofrecen las cabinas E-Series, como son la posibilidad de desplegar configuraciones RAID-0/1/3/5/6/10 o con Dynamic Disk Pools (DDP), en la que los discos son escritos con “tiras” de datos, residiendo cada tira en diez discos diferentes, lo que nos proporciona una velocidad record en la recuperación del disco.

Enlaces de interés

Para más información sobre la gama all-flash de NetApp, podemos consultar sus hojas de producto:

Y comprobar el rendimiento que ofrecen con aplicaciones de bases de datos en los siguientes informes técnicos:

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