遨遊Dell FluidFS NAS世界

William Chen Storage Specialist Dell

• Analyzing current file storage architectures

• Bringing the best pieces of each architecture together

• Learning how to sell the features of FluidFS

Session agenda

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Many file solutions … Why FluidFS?

How

FluidFS

Works

• Introduction to the Dell Fluid File System

• Basic FS7600 framework and components

• FluidFS advancements and new features

IDC Worldwide File – Based Storage 2011 – 2015 Forecast:

Foundation Solutions for Content Delivery, Archiving, and Big Data, Dec 2011

Unstructured data driving majority of capacity shipped

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Increased CAPEX/OPEX

Worldwide file– vs. block–based storage capacity shipments Fueled by:

• Newer applications

• Virtualization

• Electronic document stores

• Document sharing

• Web 2.0 technologies

• Retention of digital records

Many file

solutions …

Why FluidFS?

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Traditional Monolithic Architecture

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Controller Controller

Namespace 1 Namespace 2 Advantages

• Capacity Scale up • Highly Available • Enterprise Grade • Feature rich • Unified • Good OPS

Performance

Drawbacks

• Locked to a set level of performance • Fork lift upgrades

• Rigid & Restrictive • FS size, object

count, file size • Restricted Scalability • Difficult to manage

• Promotes Silo’s • Throughput inefficient

Not Architected for Current and Future File Needs

NDMP Snapshots Replication

Block + File

Namespace Aggregation (Psuedo Scale-Out) Architectures

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Aggregation Manager

Global Namespace (G:\)

Filer 1 Namespace1

D:\Docs

Filer 2 Namespace2

I:\Images G:\Video

• Capacity Scale Out • Modular • Pay-as-you-go • Highly Available • Flexible

• Inherits Rigidity and Restrictions • Inherits Inefficiencies • Complex Performance & Capacity

Management • Silo’d under the hood

• Complex Data Protection

Advantages Drawbacks

High Maintenance, Complex and Inefficient

G:\Docs G:\Images

Filer 3 Namespace3

Filer 3 Filer 2 Filer 1

Niche Scale Out NAS Architecture

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Advantages • Highly Scalable/Available • Modular • Large global

namespaces • File system Virtualization

• Capacity and performance scaleout

• Intelligent load balancing

• High performance for the right kind of workload

Drawback • Hidden costs

• High minimum/reliability requirements

• Performance management Addon

• HPC Centric design • Expensive

components • Start large -> grow even

larger focus • Suboptimal block access • Specialized for Extreme

workloads • Not ideal for mainstream

NAS workloads

Memory

CPU E

xpensive Interconnect

Global Namespace

Distributed File System

Memory

CPU

Memory

CPU

Memory

CPU

Memory

CPU

Expensive and purpose built for extreme workloads

Asking the right question

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Better than Monolithic Superior to Aggregation Versatile Scale Out

Answer = Dell Fluid File System Scale Out NAS

How can Dell help customers cost-effectively deploy, scale and manage Unstructured Data?

@Dell_Storage Storage Marketing

Proprietary

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Design architecture: starting with the best features of Enterprise NAS architectures…

Aggregated Niche Scale Out

Highly Scalable

Simple

Pay as you go

Inefficient

Modular/Flexible

Management Complexity

File Virtualization

Hidden Costs

Versatility

Rigid & Restrictive

Scalability

Management Complexity

Monolithic

Dell FluidFS

Disk arrays

Disk arrays

Disk arrays

Disk arrays

FluidFS

Appliance FluidFS

Appliance

…and designing them into the FluidFS platform

AN

IMA

TIO

N

Enterprise Class/HA

Aggregation Layer

How FluidFS Works

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Dell 的 FluidFS 橫向擴展式 NAS 解決方案

• 單一檔案系統與命名空間

• 橫向擴展式架構

• 對於資料和管理，只有一個實體：NAS集群

單一名空間

控制器 1 控制器 2

FluidFS 設備

控制器 1 控制器 2

FluidFS 設備

存儲

用戶端網路

基礎架構網路

Dell的FluidFS橫向擴展式NAS 解決方案: Built for High Availability

FS76x0 橫向擴展 NAS 動力節點 (專為NAS量身定製的工業設計)

FS76x0 單個控制器 – 上視圖

FS76x0 Controller 後視圖 FS76x0 前視圖 – 風扇

24GB記憶體 使用真正8核CPU 斷電自動保護

FS7600 和 FS7610 網路

網路

網路用途 埠號

客戶網路 用戶端（工作站、PC等）通過客戶網路訪問網路共用. 左半部分埠

SAN / 內部網路

-SAN 網路連接NAS控制器對和 PS 系列組 (SAN). SAN網路和內部網路使用不同的網路位址段，但是使用相同的交換機或VLAN. -內部網路用於控制器間通訊.

右半部分埠

FS7600 Appliance FS7610 Appliance

SFP+ Ports SFP+ Ports

擴展 擴展

EQL儲存陣列 EQL儲存陣列

FluidFS：橫向擴展式的統一存儲

冗餘的雙Activity-Activity

邏輯路徑

\\Namespace1\Datashare

全域命名空間

控制器1 控制器 2

FS76x0設備1

控制器 1 控制器2

FS76x0設備2

擴展性能和容量，性能負載平衡，簡化管理， 所有FluidFS軟件功能全免費！

NAS儲存池

性能與容量的橫向擴展

• 分別擴展性能和容量

FS76x0

EqualLogic SAN

傳統機械轉軸硬碟/固態硬碟

快取記憶體 頻寬

文件快取記憶體 文件頻寬

• 在管理檔案系統方面，所有NAS控制器是對等關係(對稱式) – 不存在中繼資料(metadata)伺服器

– 每個節點均可訪問檔案系統中的每一個檔案

FluidFS 硬體架構 – FS7610

• FluidFS： (可到509TB 可用空間)

– 雙裝置 4 個FS 節點

• 網路連接

– 用戶端 10Gb – 內部 10Gb – SAN 10Gb

• EqualLogic SANs

– 選擇目標的EqualLogic 池空間用於 FluidFS部署

– 可擴展到8個EQL陣列用於FluidFS

FluidFS

SAN

Pool

FluidFS邏輯結構：儲存空間的管理和使用

EQL

SAN Volume 1 Volume 2 Volume 3 Volume 4

Volume n

FluidFS

(FS76x0)

分配給FluidFS的儲存空間

開發

由檔案系統管理的單一儲存池：虛擬化

資源池/檔案系統被劃分到各個邏輯分區：NAS volume

通過CIFS/NFS的輸出/共用

快照空間

檔案

展示文稿

內部

外部

技術規格 技術

Volume 5 Volume 6 Volume 7 Volume 8

NAS保留池

運動

新聞

天氣

NAS volume可被創建/

擴展/收縮/刪除：點擊一下即可

File level和Block level儲存的統一管理 整合在EqualLogic 組管理器中

NAS 管理結合在EqualLogic Group Manager軟體內部

控制器1

FluidFS：高效的資料處理 – “寫”

網路用戶端

A

控制器2

P A

P

控制器3

A

控制器4

P A

P

FSD

統一命名空間

第1區 第4區 第2區 第3區

1 2 3 4

確認

存儲池 自動存儲分級

SAN 與 IC

自動存儲分級

1 MB

性能提高的因素：

•寫入的內容被整合為1MB的單位

•磁片上的自動資料分級

•鏡像的快取記憶體加快回應速度

控制器1

FluidFS：高效的資料處理 – “讀”

A

控制器2

P A

P

控制器3

A

控制器4

P A

P

FSD

統一命名空間

第1區 第4區 第2區 第3區

1 2 3 4

存儲池

SAN 與 IC

請求 請求 請求

請求

PTR

性能提高的因素：

•能夠從鏡像讀取

•主導FSD 發送指向索引而非傳送資料

•大緩存資料存儲

網路用戶端

FluidFS特性：高可用性

• Active-Active控制器 – 寫緩存鏡像 – 為發生事故的節點運行自動防故障的模式

• FluidFS管理檔案系統資料的完整性

– 中繼資料(metadata)被複製到另外的LUN上 – 所有中繼資料(metadata)更新在磁片上被記錄、開展校驗 – 從不一致資料狀況中自動恢復 (無需檔案系統級別的檢查/check disk)

• EqualLogic陣列提供實體層的儲存保護

– RAID、物理資料完整性

資料保護：文件級別的快照

• 基於資料更改量的歷史保護基制 – 寫重定向(Redirection-on-Write)

– 無性能損失代價

– 無快照預留資源

• 創建離線備份，以及不造成應用停頓地複製

• 快照使最終用戶能恢複自己意外更改或刪除的檔 使用 Windows卷屬性中的“Previous Version”（前一版）

• 管理員可在每個NAS volume上應用不同的快照策略

資料保護：文件級別的非同步遠端複製

• 快照被複製並可用於遠端網站 – 復原到n-1版本以解決內在漸變式災難(rolling disaster)

– 在正常運行中可用做唯讀拷貝

• 只發送更改過的資料塊 • 在原始檔案系統級別定義複製 • 解決方案支持雙向複製

網站 A 網站 B

Volume 1 災難恢復

Volume 2 災難恢復

Volume 2

volume1

資料保護：支持NDMP備份

• NDMP為NAS系統的高效備份而設計： – 將控制流從備份流中分離

• 從快照獲取的備份 – 確保整個檔案系統的一致性

• 可直接從快照路徑製作備份

• 支援的備份軟體： – Symantec BackupExec 2010 R3,

BackupExec 2012或更新版本

– Symantec NetBackup 7.0或更新版本 – CommVault Simpana 9.0或更新版本

NAS 系統

備份目標

備份管理

• 調度程式

• 目錄

• 恢復

控制流

資料流程

FluidFS特性：安全性與協議

• FluidFS毫無折中地支持 Windows 和Unix / Linux (同時也支援協力廠商防病毒掃描 - Symantec ScanEngine 5.2）

• 安全性與存取控制 – 原生支援存取控制表 – 跨協議安全許可的部署，目的是在異質用戶端之間實現無縫檔共用 – 支持NIS、AD、LDAP以及本地用戶鑒權

CIFS (NTFS) – 目錄管理服務

› Active Directory (AD)

– 許可 › SID、GSID › 存取控制表 (ACL)

Unix / Linux檔案系統

– 目錄管理服務

› NIS/LDAP

– 許可

› UID、GID

› 用戶/群組/其他 (UGO)

總結：Dell 流動檔案系統 (FluidFS)

• 輕鬆、無干擾地擴展效能和容量，原生支援Compellent/EqualLogic/PowerVault儲存設備

• 避免傳統檔案伺服器的架構限制，只要增加動力節點與磁碟數量，即可匯聚出需要的存取效能或儲存容量，而無須替換掉舊有的控制器與磁碟裝置，具備靈活的括充能力與線性效能增長的效果

• 透過FS8600/FS76x0/NX3600的工業設計硬體來實現橫向擴展NAS (Scale-out NAS) 同時支援多個雙活控制器，提供單一命名空間(檔案系統)

• 工業標準 CIFS 和NFS 檔案協議

• 強大內建資料保護能力 （硬體設計，快照，複製，備份）

• 百分百基於戴爾智慧財產權，具備長遠的技術發展路線圖

迎戰巨量資料需要的不僅僅是容量， 還要馬力足！業界SPECsfs性能證實

http://www.spec.org/sfs2008/results/sfs2008nfs.html

8節點的戴爾FluidFS（流動檔案系統）勝過/擊敗

一個用56個存儲節點聚合起來的傳統檔服務基準性能！

歡迎

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“流動巨量資料” 年代的來臨

Thank You!

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