En el mundo actual, la información es el activo más valioso. La información te ayuda a optimizar los procesos comerciales, analizar el mercado y tomar decisiones estratégicas que dan forma al futuro de tu empresa, e incluso generar confianza con tus clientes, aumentando su fidelidad. Sin embargo, a medida que aumenta el volumen de datos procesados, cualquier empresa se enfrenta inevitablemente al problema de la falta de espacio de almacenamiento. En situaciones en las que no es la potencia informática lo que pasa a primer plano, sino la cantidad de espacio en disco disponible, los estantes de disco JBOD son la solución más rentable para escalar la infraestructura de TI. De ellos hablaremos en el material de hoy.
Ventajas clave de la plataforma de hardware Ultrastar Data
Western Digital ofrece dos modelos de matrices Ultrastar JBOD: Data60 y Data102. Estas modificaciones son completamente idénticas en términos de las tecnologías implementadas en ellos y se diferencian entre sí solo en la capacidad, lo que se indica elocuentemente por el índice numérico en el nombre: el modelo más joven es capaz de acomodar 60 SAS de 3,5 pulgadas (12 Gb / s) o SATA (6 Gb / s). ), mientras que el buque insignia tiene hasta 102 unidades. Por lo tanto, un estante de disco Ultrastar Data60 puede almacenar hasta 840 datos RAW, y la capacidad máxima de Ultrastar Data102 ya puede alcanzar 1,4 petabytes (cuando se utilizan discos duros Western Digital Ultrastar DC HC 530 con una capacidad de 14 TB cada uno). Al mismo tiempo, 24 de las bahías disponibles se pueden usar para instalar SSD con interfaz SAS o SATA,para lograr el equilibrio óptimo entre capacidad y rendimiento aprovechando JBOD en escenarios donde la alta disponibilidad de datos está en primer plano.
Al diseñar las bandejas de discos de la serie Ultrastar Data, prestamos especial atención a combatir los efectos negativos de las vibraciones y las altas temperaturas en el funcionamiento del sistema. El resultado del trabajo de los ingenieros de Western Digital fue el surgimiento de dos tecnologías de asistencia a la vez, que mejoraron significativamente las características operativas de JBOD: IsoVibe y ArcticFlow. Consideremos cada uno de ellos con más detalle.
Tecnología de supresión de vibraciones giratoria IsoVibe
IsoVibe está diseñado para neutralizar el efecto perjudicial de la vibración rotacional que se produce cuando el eje del disco duro gira sobre el rendimiento de la matriz. Recuerde que cuando el cabezal magnético se desplaza de la pista bajo la influencia de factores externos, el microcontrolador de disco se ve obligado a iniciar de nuevo el procedimiento de posicionamiento, por lo que el tiempo de lectura / escritura de datos aumenta significativamente. Así, por ejemplo, cuando un disco duro en funcionamiento se expone a vibraciones rotacionales con una aceleración angular de 50 radianes / seg2, la pérdida de rendimiento puede superar el umbral del 70%. En el caso de JBOD, este problema se vuelve aún más agudo, ya que debido a la alta densidad de los accionamientos en un caso relativamente compacto, su influencia mutua entre ellos aumenta muchas veces.
Las soluciones tecnológicas implementadas en el marco de IsoVibe tienen como objetivo evitar la propagación de vibraciones entre las bahías del estante del disco, que ya se puede adivinar por el nombre de la tecnología en sí, que es un acrónimo de la frase en inglés "aislado de vibración". Entonces, durante el diseño de Ultrastar Data, abandonamos por completo el uso de sujetadores de tornillo: ahora las unidades se fijan utilizando mini-trineos amortiguadores, lo que no solo simplifica el proceso de instalación y reemplazo de discos, sino que también reduce significativamente el efecto de resonancia dentro de la caja y localiza la vibración dentro de uno compartimiento.
Los
conectores con aislamiento de vibración ubicados en el panel trasero del JBOD también contribuyen a los patines con amortiguación de vibraciones , lo que minimiza la propagación de vibraciones mecánicas de alta frecuencia debido a las ranuras en el PCB del panel posterior.
Las ranuras en la placa de circuito impreso reducen la propagación de vibraciones dentro del JBOD El
firmware inteligente de los microcontroladores de disco duro Western Digital Ultrastar, que recomendamos utilizar con matrices JBOD, que admite la tecnología RVS (Rotational Vibration Safeguard), completa el panorama. Un algoritmo especializado monitorea las señales provenientes de los acelerómetros multiaxiales integrados y calcula las fuerzas de compensación necesarias para corregir la trayectoria de movimiento de la unidad de cabezal magnético en tiempo real.
Cómo funciona la compensación de vibraciones rotacionales de RVS
En comparación con los discos duros convencionales, las unidades habilitadas para RVS proporcionan hasta 20 veces la ganancia de rendimiento, incluso en las condiciones de funcionamiento más exigentes.
Sistema de refrigeración ArcticFlow
Otro problema bien conocido de los estantes de discos, a saber, el sobrecalentamiento de las unidades ubicadas en las filas traseras, se resolvió con éxito gracias a la arquitectura de chasis única, que recibió el nombre comercial ArcticFlow. Como ocurre con la vibración, cuando se trata de refrigeración por aire, el principal problema es una disposición demasiado densa de los accionamientos en varias filas. Y dado que la mayoría de los modelos hacen circular el aire desde la parte delantera del chasis hacia la parte trasera, pasando por las primeras filas, el aire se calienta, como resultado de lo cual la eficiencia de enfriamiento de las filas traseras se reduce significativamente.
Ultrastar Data resuelve este problema de la siguiente manera. El estante de discos está dividido en dos zonas de enfriamiento (4 filas cada una), aisladas entre sí. Los flujos de aire que proporcionan ventilación al área frontal se eliminan del cuerpo a través de conductos de derivación que rodean el compartimiento trasero en los lados. En cuanto a las filas traseras, se prevé un conducto de aire independiente para su refrigeración, situado en el centro, cuyo aire fluye directamente a las filas traseras de los acumuladores, de la 5ª a la 8ª. Además, se suministra un flujo separado de aire frío directamente a las fuentes de alimentación y los módulos de E / S ubicados detrás.
Patrón de circulación de aire dentro de los estantes del disco Ultrastar Data
Este diseño ha ayudado a lograr resultados realmente impresionantes. ArcticFlow ha reducido significativamente la diferencia de temperatura entre las zonas delantera y trasera: la extensión entre ellas no supera los 10 ° C. Al utilizar unidades Ultrastar, creadas sobre la base de la plataforma HelioSeal de cuarta generación (para obtener más información sobre las tecnologías utilizadas en la producción de discos duros para centros de datos, puede leer el artículo "Más brillante que las estrellas"), en el área "más caliente", que es la octava fila adyacentes a las bahías de la fuente de alimentación, la temperatura máxima del disco duro no supera los 49 ° C. Al mismo tiempo, se gasta una media de 1,6 W de electricidad en refrigerar cada uno de ellos, dos veces menos que los modelos de la competencia.
Así, ArcticFlow resuelve 3 tareas simultáneamente:
- el enfriamiento efectivo ayuda a extender la vida útil de los variadores instalados en el JBOD y también elimina por completo la posibilidad de fallas debido a sobrecalentamiento;
- no es necesario instalar refrigeradores potentes de alta velocidad, lo que también ayuda a reducir el nivel general de vibración, lo que afecta negativamente tanto el estado del equipo como su rendimiento;
- Un menor consumo de energía puede reducir significativamente los costos operativos de mantener un centro de datos equipado con JBOD Ultrastar.
Construyendo una infraestructura en la nube usando estantes de discos Ultrastar usando el ejemplo de Acronis
¿Para quién es el estante de discos Western Digital Ultrastar? Lo primero que me viene a la mente son los servicios en la nube que operan con grandes cantidades de datos. A medida que su negocio se expande, estas empresas inevitablemente enfrentan un aumento exponencial en el costo de escalar y mantener la infraestructura de TI, que resulta ser cuanto más compleja está organizada esta última.
En particular, estos problemas son típicos de las empresas de rápido crecimiento que utilizan un modelo basado en SaaS para proporcionar servicios en la nube: en un esfuerzo por mantenerse al día con un mercado cambiante y al mismo tiempo mantener la rentabilidad, muchas de ellas utilizan varias soluciones dispares al mismo tiempo. En las primeras parejas, este enfoque es capaz de proporcionar ciertos beneficios, pero a largo plazo, esto conduce a un aumento significativo en los costos de gestión, mantenimiento y ampliación de la infraestructura existente.
Aquí, la experiencia de Acronis, que se especializa en brindar soluciones de ciberseguridad en la nube para clientes corporativos y privados, es muy indicativa. En la actualidad, la empresa cuenta con 14 centros de datos en diferentes partes de nuestro planeta, cuyas capacidades son utilizadas en su trabajo por más de 500 mil empresas.
En un esfuerzo por aumentar la capacidad de almacenamiento y optimizar los costos de mantenimiento, Acronis enfrentó una serie de desafíos importantes debido a la falta de una plataforma de hardware unificada. La compañía recurrió a su socio tecnológico de toda la vida, DIAWAY, en busca de ayuda. Para predecir los gastos operativos y de capital, el integrador de sistemas creó un modelo financiero completo para los próximos 5 años. Comparando las ofertas presentadas en el mercado moderno, los especialistas de DIAWAY llegaron a la conclusión de que los almacenamientos híbridos Western Digital Ultrastar Data60 y Data102 serían la opción más óptima para la implementación de dicho proyecto.
Este año, la compañía completó la migración de su infraestructura en la nube a los estantes de discos Ultrastar y, según Alex Beik, director de operaciones técnicas globales de Acronis, la medida valió la pena. La migración a la nueva plataforma ha aportado una serie de beneficios clave, entre los que cabe destacar:
- TCO reducido
Con el cambio al almacenamiento híbrido Ultrastar, Acronis ha logrado ahorros significativos en CAPEX y OPEX, con costos de almacenamiento por terabyte reducidos en más del 25%.
- Mejorando la confiabilidad de los sistemas de almacenamiento
Las tecnologías avanzadas de enfriamiento y aislamiento de vibraciones de Ultrastar JBOD, combinadas con fuentes de alimentación redundantes y módulos de E / S intercambiables en caliente, han ayudado a mejorar drásticamente la capacidad de recuperación tanto del DAE como de la infraestructura de almacenamiento.
- Facilidad de servicio
La estandarización de la arquitectura global ha simplificado la planificación para una mayor expansión de la capacidad de almacenamiento y la gestión optimizada de la amplia infraestructura de TI de Acronis: hoy, los especialistas de la compañía utilizan herramientas y algoritmos unificados para resolver las tareas asignadas y, si es necesario, pueden recurrir a los ingenieros de Western Digital en cualquier momento.
Ejemplos de implementación de un sistema de respaldo basado en Western Digital Ultrastar Data60 y software de Veeam Software
Sin embargo, no se debe pensar que las bandejas de discos de Ultrastar se centran exclusivamente en grandes empresas y proveedores de la nube: las matrices JBOD pueden convertirse en una herramienta insustituible en el arsenal de las pequeñas y medianas empresas. En primer lugar, estamos hablando de crear sistemas de respaldo productivos y de alta capacidad, para cuya organización ofrecemos un paquete listo para usar en forma de Ultrastar Data60 / 102 y software desarrollado por uno de nuestros socios estratégicos, Veeam Software, especializado en la creación de soluciones complejas en el campo del respaldo. copiando datos.
El lema de la empresa "¡Simplemente funciona!" habla por sí mismo: Veeam se esfuerza por crear productos simples, efectivos y, lo que es más importante, confiables para "configurar y olvidar", y lo hacen realmente bien. No es casualidad que en 2019 el número total de clientes de la compañía excediera los 375 mil, y su facturación anual superó la marca de $ 1 mil millones.
Al diseñar un sistema de respaldo basado en estantes de discos Ultrastar y el software Veeam, dos enfoques son más efectivos:
- en las instalaciones: las copias de seguridad se crean y almacenan sobre la base del propio centro de datos de la empresa;
- on-premises + cloud tier — , « » , .
Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas. La combinación de soluciones autohospedadas y en la nube le permite escalar fácilmente su infraestructura de TI según sea necesario al conectar el almacenamiento de objetos de Amazon S3, Azure Blob Storage, IBM Cloud Object Storage o cualquier otro servicio compatible con S3, y ahorrar más en el almacenamiento de datos a largo plazo. dejando una oportunidad para la recuperación ante desastres en caso de emergencias. On-premises, por otro lado, garantiza la rápida recuperación de las copias de seguridad jamás creadas, la independencia de factores externos, un alto nivel de privacidad y el cumplimiento de la legislación local en caso de que las actividades de la empresa estén de una forma u otra relacionadas con el tratamiento de datos personales de los clientes.
La forma más sencilla de demostrar la eficacia de una combinación de software Veeam y almacenamiento híbrido Western Digital con ejemplos específicos. Hemos seleccionado dos de los casos más ilustrativos de nuestra extensa práctica.
Caso No. 1
Cliente
El cliente es un gran fabricante europeo de artículos para el hogar con una facturación anual de más de 500 millones de euros, con oficinas e instalaciones de producción ubicadas en diferentes países de la UE y en China. La empresa emplea a unos 1.800 empleados permanentes y la infraestructura de TI está representada por 8 centros de datos en todo el mundo.
Problema
El complejo de hardware y software utilizado por el cliente para crear copias de seguridad dejó de hacer frente de manera adecuada a la tarea que se le asignó debido al aumento de carga múltiple, ya que no tenía suficiente ancho de banda. Además, hubo algunos problemas con el procesamiento de tareas relacionadas con el procedimiento de deduplicación, lo que provocó frecuentes fallas durante la copia de seguridad.
Encontrar una solución
El departamento de TI del cliente llegó a la conclusión de que actualizar la infraestructura de respaldo existente no es rentable y, por lo tanto, se tomó la decisión de cambiar a una nueva arquitectura, que no solo ahorraría dinero, sino que también resolvería el problema de escalabilidad en el futuro. Para la organización del sistema de backup se eligió un almacenamiento híbrido Ultrastar Data60 de Western Digital, gestionado por el software Veeam Backup & Replication 9.5, Veeam Backup para Microsoft Office 365 y Microsoft Windows Storage Spaces (incluido en Windows Server 2016).
Configuración
La configuración de hardware final consistió en un servidor HPE Proliant DL360 G9 equipado con un par de controladores Broadcom 9480-8i8e MegaRAID que sirven a los módulos de E / S Ultrastar Data60. Cada controlador RAID se conectó al puerto de E / S designado mediante un cable HD MiniSAS de 4 carriles (P / N 1EX0329), que proporciona hasta 9,6 GB / s de ancho de banda por controlador.
El almacenamiento en disco de la plataforma del servidor HPE Proliant DL360 G9 se implementó con 60 HDD Ultrastar SAS de 12 TB para una capacidad total de 720 TB. Usando la zonificación T10, el Ultrastar Data60 se dividió lógicamente en dos zonas de 30 unidades cada una, de modo que cada controlador solo ve las unidades asignadas a puertos específicos. En grupos de 30 unidades, el equipo de TI creó varios conjuntos de volúmenes seccionados que se agruparon en un solo volumen compartido utilizando los espacios de almacenamiento de Windows. Uno de estos volúmenes se utilizó para copias de seguridad incrementales, mientras que el otro contenía una imagen de copia de seguridad completa que se comprimió aún más mediante la deduplicación de Windows Server.
resultados
Un paquete de 1 × servidor + 2 × controladores RAID + 1 × Ultrastar Data60 le cuesta al cliente significativamente menos que un dispositivo de respaldo dedicado que admita la deduplicación interna. En el futuro, esta plataforma se puede escalar fácilmente conectando en cadena nuevos estantes de discos (hasta cuatro) sin necesidad de actualizar la plataforma del servidor.
Caso No. 2
Cliente
GreenPower es una gran empresa especializada en la producción de complejos vitamínicos naturales y complementos alimenticios. La empresa es propietaria del Dr. Hittich, y su sede se encuentra en Kerkrad (Holanda).
Problema
GreenPower necesitaba una solución de respaldo confiable y eficiente. Inicialmente, se utilizaron servidores con 24/36 bahías para estos fines y el espacio total en disco asignado para las copias de seguridad fue de 108 terabytes. Cuando este volumen dejó de ser suficiente, la empresa se enfrentó al problema de escalar la infraestructura de TI. Los servidores de almacenamiento más grandes eran demasiado caros y tuvieron que abandonarse. A su vez, la idea de reemplazar regularmente discos llenos por discos vacíos demostró ser completamente insostenible: este enfoque no podía proporcionar el nivel requerido de disponibilidad de respaldo, y los errores en el etiquetado de los discos incautados conducían regularmente a dificultades en la recuperación de datos e incluso a su pérdida.
Configuración
Se decidió implementar un sistema de respaldo basado en dos servidores con el software Veeam Backup & Replication 9.5 y dos estantes de disco Ultrastar Data60 de Western Digital. Cada almacenamiento híbrido se instaló con 60 HDD Ultrastar SAS de 6, 8 y 10 terabytes.
Discos duros del centro de datos Ultrastar DC HC330 de 10 terabytes Los discos duros se configuraron en varios conjuntos RAID administrados por los espacios de almacenamiento de Windows. Para la deduplicación de datos, el software integrado de Microsoft creó varios discos virtuales “delgados” (este enfoque eludió el límite de 64 TB). Como en el primer ejemplo, el espacio disponible en disco se dividió en dos volúmenes lógicos, uno de los cuales se utilizó para crear copias de seguridad completas, mientras que el otro se utilizó para copias de seguridad incrementales.
resultados
La transición a la plataforma de almacenamiento Ultrastar Data60 ayudó a reducir significativamente los costos de logística y, en términos de un terabyte de información, la adquisición de estantes de discos resultó ser una solución mucho más rentable en comparación con la compra de servidores completos: dado que al utilizar la función de deduplicación de datos de Microsoft Windows Server 2016, es posible ahorrar aproximadamente 1250 terabytes por cada 378 TB de espacio en disco físico, la capacidad de uno de esos estantes, teniendo en cuenta las necesidades actuales de la empresa, es suficiente para 6 años de copias de seguridad diarias.
Una ventaja igualmente importante resultó ser un aumento significativo en el rendimiento del sistema de respaldo: la creación y restauración de respaldos ocurre a una velocidad de al menos 1 GB / s. Esto elimina la aparición de situaciones en las que Windows Server no puede completar la deduplicación de datos en las copias de seguridad existentes antes de crear otras nuevas. Anteriormente, tales colisiones conducían a una disminución significativa en el rendimiento de todo el sistema, pero la nueva plataforma permitió olvidarlos de una vez por todas.