2014年12月24日星期三

Nutanix充份發揮RAIN架構優勢 推NX9000快閃記憶列陣


過去十年,虛擬化令數據中心運作發生翻天覆地的變化,分析人員一致認為,Nutanix的超融合(Hyper-converged)架構是過去十年,最顛覆性的數據中心技術,市場遲早放棄以區域儲存(SAN)作數儲存架構。隨著快閃儲存步入主流,淘汰過程將會更快。

SAN以系統設計原供多系統共享檔案和儲存,但大量VM儲存於中央化儲存系統的後果,VM之間數據分享,反而要先經SAN儲存控制器(Storage Controller),結果弄巧反拙,儲存體IO成為系統最大樽頸,尤其IOPS要求高VDI和數據庫Tier 1關鍵應用。不少VDI環境,一到早上上班時分的Boot Storm,幾乎無法登入,就是SAN控制器壅塞所致。

超融合大勢所趨

超融合針對虛擬化的儲存特性,完全整合運算和儲存於同一節點(Node)內,以分佈式檔案系統和虛擬化儲存控制器,數據分散到所有節點上,以軟件定義的邏輯儲存體內,既解決控制器的容錯,以及運算能力不足的難題,儲存IOPS和容量也可線性擴充。

Nutanix檔案系統NOS,重寫了NFS,除了可按數據存取「熱門」程度,儲存至不同速度的媒體上,每節點儲存本身相關VM數據,「數據本地化」(data-locality)的優點,大幅減少了數據要經虛擬控制器,再經以太交換器的互換,VM之間數據經同一主機節點內虛擬的vSwitch軟件互換,速度極高。

今年VMware宣佈與硬件廠商合作,推出了VSAN軟件定義儲存的Evo:Rail架構,超融合市場更受矚目。近期HDS和HP亦加入Evo:Rail陣營,但Evo:Rail可建立叢集,最多限於十六個節點,Nutanix則沒有限制。

Nutanix快閃如虎添翼

據Gartner估計,2017年以前,五成以上大型企業會轉用超融合架構。Nutanix亞太暨日本區市務總監Paul Serrano表示,Nutanix參考Google和Facebook等的Web Scale設計,可無限擴充。Evo:Rail也不能應付Tier 1應用,類似SAP、Oracle、Exchange等的IO要求。

Nutanix也較傳統儲存系統容易管理,內建了數據管理和保護,具備災難復原性能,即使有節點發生故障,亦可維持正常。Nutanix針對虛擬化部署,一次過配置運算能力、網絡和儲存,毋須額儲存管理,支援多種Hypervisor,具備冗餘刪除(Deduplication)和全天候的壓縮(Compression)等能力,也可整合私有和公用雲,支援AWS和Azure。

Nutanix架構有稱之為「節點冗餘列陣」RAIN (Redundant Array of Nodes),有別於以往儲存所採用的硬盤冗餘列陣(RAID, Redundant Array of Independent Disks)。RAIN非常適合部署全快閃列陣。快閃記憶不單IO極快,加上壓縮和冗餘刪除,使用率較高;耗電量也比較傳統為低。不少高性能應用,紛紛考慮全快閃記憶。

Nutanix也再推出了全快閃記憶NX9000列陣,全快閃記憶必須利用大量處理器能力,才能充份發揮IO性能。

基本上,快閃記憶不能靠傳統雙控制器(Dual Controller)SAN儲存系統。為了確保高可用性,作為互相備援,SAN控制器使用率,不能超過五成上限,否則其中一枚控制器故障,系統就超出負荷而停障。類似Nutanix則採用虛擬化控制器,完全沒有以上限制,即使IO再快,節點上的處理器都可從容應付,更可發揮快閃記憶的優勢。

突破快閃IO上限

快閃列陣也須極快運算能力清理系統,否則速度會愈來愈慢。快閃記憶不須如傳統硬碟一般,必須作磁碟重組(Defragmentation),但快閃不會自動寫入已刪除區域;必須先擦去區域內資料,執行所謂「垃圾回收」。所以處理器會定期掃描那些區域不再使用,然後再清理。傳統儲存全靠控制器作快閃「垃圾回收」。如果讀寫過於繁密,控制器無餘睱執行背景工作,快閃記憶剩餘空間急跌,系統效率馬上下跌。傳統儲存控制器的運算能力,往往為應付速度極高IO,難再兼顧其他數據服務。

但是, NX-9000系列控制器的運算能力分散各節點,不會出現以上情況。各節點幾乎是實時作「垃圾回收」,令快閃記憶寫入的空間,時刻處於最充足狀態傳統儲存快閃列陣,以EMC的XtremIO具備全快閃配置,採用全新的軟件架構,以模組化提昇性能;所有數據服務,包括冗餘刪除、數據保護、Snapshot,甚至Metadata,均處於「線上」(On-line)(即記憶體內)執行,所以IO極高,但擴充節點和控制器仍有限制。HDS則採用了新一代控制器,可組成更大型的SSD列陣,支援極速IO,成本亦隨之上升。其他傳統廠商快閃容量和IO性能方面,均各自有不少限制。NX-9000系列則可隨節點增加,線性提高IO表現,也為業內僅有。

Serrano表示,Nutanix架構則節點之間互相備援,快閃儲存可發揮更佳IOPS,控制器使用率更高,同時提供更多不同數據服務;以Nutanix結合運算和儲存的設計,處理器可令壓縮和冗餘刪除效率更高,釋出更多快閃記憶空間,降低系統的擁有成本。



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