Qual é o caso de uso para NAS em um storage array de médio a alto porte?

Question

Muitos fornecedores de armazenamento de grande porte (EMC, NetApp, etc.) fornecem equipamentos de armazenamento que fazem NAS além do FCP, FCoE ou iSCSI.

Quando seria apropriado usar a funcionalidade NAS dessas caixas? Em uma configuração SMB, um NAS é uma substituição mais barata com menor sobrecarga de gerenciamento para um servidor de arquivos, mas por que alguém que pode pagar um VNX não apenas mapeia o armazenamento em nível de bloco para um servidor de arquivos e o compartilha dessa maneira? Qual é a vantagem de usar os componentes NAS desses dispositivos diretamente?

    

Answer 1

A vantagem vem quando você está oferecendo suporte a soluções que podem não funcionar bem com armazenamento em block ou se o custo de uma infraestrutura FC adequada é proibitivo.

Pense em um grande aplicativo distribuído em um ambiente de computação de alto desempenho. Digamos que 1.000 nós de computação. O NFS pode ser ideal para dados de aplicativos porque seu custo por porta é baixo, é escalável e confiável. O iSCSI teria sobrecarga extra e esforço de gerenciamento. O canal de fibra exigiria uma infraestrutura dedicada e teria um alto custo por porta. No entanto, o aplicativo pode se beneficiar dos recursos de IOPS, capacidade ou scale-out de uma matriz de nível intermediário ou avançado.

Eu uso o VMware com o NFS cerca de 80% do tempo em comparação com outros protocolos. O thin provisioning nativo, a visibilidade / transparência e nenhuma limitação de tamanho do armazenamento de dados são as vantagens sobre a apresentação do armazenamento em bloco para os mesmos hosts. As diferenças de desempenho são insignificantes nos dias de hoje com o design certo. Às vezes, posso apresentar armazenamento em bloco e no mesmo ambiente (em redes separadas). Questões de flexibilidade.

Outros exemplos incluem organizações que podem querer aproveitar o armazenamento nativo para os protocolos suportados por suas máquinas cliente, mas usam diretamente as instalações de captura de fotos / replicação ou backup da SAN. CIFS no lado do Windows, NFS para Unix e eu vi recentemente adições Macintosh / AFP para NexentaStor armazenamento.

    

Answer 2

A primeira coisa a se pensar é que, se você executar um sistema de arquivos e um protocolo de compartilhamento de arquivos em seu dispositivo de armazenamento (tornando-se um NAS), não será necessário executá-lo no servidor. Isso é um pouco de trabalho evitado. Se o sistema de arquivos precisar ser compartilhado entre outros servidores e usuários, isso pode representar um pouco de trabalho evitado.

Se o servidor que usa os dados é o único servidor que o acessa, provavelmente é melhor ficar com os protocolos em nível de bloco (FC, SAS, iSCSI ou FCoE). A principal razão para isso é que, embora o gerenciamento do sistema de arquivos real seja bastante fácil para um sistema, o protocolo para acessar esse sistema de arquivos pela rede pode ser difícil e ineficiente. O CIFS é extremamente ineficiente e o NFS, embora mais eficiente que o CIFS, ainda é muito menos eficiente do que qualquer coisa baseada em SCSI.

Se os dados forem compartilhados entre muitos servidores, sua única opção para o bloco seria um ambiente de tipo de cluster, em que todos os nós tenham acesso aos mesmos volumes SCSI. Isso pode não ser uma possibilidade. E mesmo que seja (para VMWare, por exemplo), muitas vezes há vantagens em ter o sistema de arquivos e o protocolo de compartilhamento de arquivos manipulados por algo central que não seja um servidor.

Cargas de trabalho específicas em que faz muito sentido usar um NAS:

• VMWare: o sistema de arquivos VMWare que você instalará em um volume SCSI em tudo, antes que a versão mais recente do VMWare não seja muito bem projetada e introduza todos os tipos de limitações ao seu ambiente. O VMWare se inclinou para trás para garantir que eles suportam VMDKs hospedados no NFS e isso elimina a necessidade de VMFS para muitas lojas. Dito isso, pode haver algumas coisas que você não pode fazer com o NFS do que com o VMFS. Eu não sou um especialista em VMWare.
• Hyper-V: o novo beta do hipervisor da Microsoft tem suporte para o NAS, e parece que será uma prioridade para eles garantir que ele funcione bem.
• Servidores de arquivos: os diretórios iniciais e os compartilhamentos de rede dos usuários são um aplicativo perfeito para um NAS central. É um computador a menos no seu domínio e normalmente você pode consolidar vários servidores de arquivos em um único NAS.

Answer 3

A vantagem é que você não adiciona outra camada. Isso tem várias vantagens:

• O sistema de armazenamento tenta otimizar o padrão de acesso observado; se você adicionar outro sistema no meio que introduz seus próprios caches, o padrão de acesso agora será alterado para qualquer que seja o algoritmo de armazenamento em cache produzido, o que pode ser mais difícil de otimizar.
• Um gerenciador de armazenamento adequado tem um cache de gravação com backup de bateria, permitindo que o diário seja mantido apenas na RAM. Se outro sistema manipular a camada do sistema de arquivos, isso gravará blocos de diário, aguardará o reconhecimento do diário e, em seguida, gravará os blocos de dados. Manter o sistema de arquivos no NAS permite ignorar esta etapa.
• O gerenciador de armazenamento é otimizado para alta taxa de transferência. É duvidoso que um servidor de arquivos regular possa saturar um link de 10 Gbps, então isso se torna um gargalo.

Um sistema que ajudei a construir para um cliente tem 6x10Gbps indo para seis comutadores diferentes, dos quais cinco estão distribuindo links de 1Gbps para 30 máquinas, cada uma fazendo um trabalho de renderização. Cada máquina recebe um arquivo de 200 MB a cada 20 segundos, o que dá uma taxa média de 1.500 MB / s sendo gravada no armazenamento (na realidade, a carga de gravação é um pouco intermitente e não totalmente previsível, já que a complexidade da cena leva a tempos de renderização variados) ).

No meio, outras máquinas estão lendo esses arquivos, concatenando-os em um fluxo de vídeo constante que é então dado a um codificador de hardware, e o fluxo resultante é gravado de volta no armazenamento, em uma partição separada.

A carga total de E / S neste servidor é maior que a velocidade do barramento de memória na placa-mãe mais rápida disponível naquela época, então o gargalo era bastante óbvio. :)