Alle lokal angeschlossenen Festplatten, die ONTAP Select als Backup-Speicher bereitstellen, müssen hinter einem RAID-Controller sitzen. Die meisten Standardserver werden mit mehreren RAID-Controller-Optionen in verschiedenen Preisklassen und mit jeweils unterschiedlichem Funktionsumfang angeboten. Ziel ist es, möglichst viele dieser Optionen zu unterstützen, sofern sie bestimmte Mindestanforderungen an den Controller erfüllen.

Der RAID-Controller, der die ONTAP Select Festplatten verwaltet, muss die folgenden Anforderungen erfüllen:

Alle lokal angeschlossenen Festplatten, die ONTAP Select als Backup-Speicher bereitstellen, müssen in RAID-Gruppen mit RAID 5 oder RAID 6 platziert werden. Bei SAS-Laufwerken und SSDs ermöglicht die Verwendung von RAID-Gruppen mit bis zu 24 Laufwerken ONTAP , die Vorteile der Verteilung eingehender Leseanfragen auf eine größere Anzahl von Festplatten zu nutzen. Dies führt zu einer deutlichen Leistungssteigerung. Bei SAS/SSD-Konfigurationen wurden Leistungstests mit Single-LUN- und Multi-LUN-Konfigurationen durchgeführt. Es wurden keine signifikanten Unterschiede festgestellt. NetApp empfiehlt daher der Einfachheit halber, die für Ihre Konfigurationsanforderungen erforderliche Mindestanzahl an LUNs zu erstellen.

NL-SAS- und SATA-Laufwerke gelten unterschiedliche Best Practices. Aus Performancegründen beträgt die Mindestanzahl an Festplatten zwar weiterhin acht, die RAID-Gruppe sollte jedoch nicht mehr als zwölf Festplatten umfassen. NetApp empfiehlt außerdem die Verwendung eines Ersatzlaufwerks pro RAID-Gruppe. Es können jedoch auch globale Ersatzlaufwerke für alle RAID-Gruppen verwendet werden. Beispielsweise können Sie zwei Ersatzlaufwerke für jeweils drei RAID-Gruppen verwenden, wobei jede RAID-Gruppe aus acht bis zwölf Laufwerken besteht.

Viele RAID-Controller unterstützen bis zu drei Betriebsmodi, die jeweils einen erheblichen Unterschied im Datenpfad der Schreibanforderungen darstellen. Diese drei Modi sind wie folgt:

Der Writeback-Modus bietet den kürzesten Datenpfad, wobei die E/A-Bestätigung unmittelbar nach dem Eintreffen der Blöcke im Cache erfolgt. Dieser Modus bietet die geringste Latenz und den höchsten Durchsatz für gemischte Lese-/Schreib-Workloads. Ohne BBU oder nichtflüchtige Flash-Technologie besteht jedoch das Risiko eines Datenverlusts, wenn das System in diesem Modus einen Stromausfall erleidet.

ONTAP Select erfordert eine Batterie-Backup- oder Flash-Einheit. Daher können wir sicher sein, dass im Falle eines solchen Fehlers zwischengespeicherte Blöcke auf die Festplatte geschrieben werden. Aus diesem Grund ist es erforderlich, dass der RAID-Controller im Writeback-Modus konfiguriert ist.

Die gängigste Serverkonfiguration ist eine, bei der alle lokal angeschlossenen Spindeln hinter einem einzigen RAID-Controller sitzen. Sie sollten mindestens zwei LUNs bereitstellen: eine für den Hypervisor und eine für die ONTAP Select VM.

Betrachten Sie beispielsweise einen HP DL380 g8 mit sechs internen Laufwerken und einem einzelnen Smart Array P420i RAID-Controller. Alle internen Laufwerke werden von diesem RAID-Controller verwaltet, und auf dem System ist kein weiterer Speicher vorhanden.

Die folgende Abbildung zeigt diese Art der Konfiguration. In diesem Beispiel ist kein anderer Speicher auf dem System vorhanden. Daher muss der Hypervisor den Speicher mit dem ONTAP Select Knoten teilen.

Server-LUN-Konfiguration mit ausschließlich RAID-verwalteten Spindeln

Durch die Bereitstellung der Betriebssystem-LUNs aus derselben RAID-Gruppe wie ONTAP Select profitiert das Hypervisor-Betriebssystem (und jede Client-VM, die ebenfalls aus diesem Speicher bereitgestellt wird) vom RAID-Schutz. Diese Konfiguration verhindert, dass der Ausfall eines einzelnen Laufwerks das gesamte System zum Absturz bringt.

Eine weitere mögliche Konfiguration, die von Serveranbietern angeboten wird, besteht darin, das System mit mehreren RAID- oder Festplattencontrollern zu konfigurieren. Dabei wird ein Festplattensatz von einem Festplattencontroller verwaltet, der RAID-Dienste anbieten kann, aber nicht muss. Ein zweiter Festplattensatz wird von einem Hardware-RAID-Controller verwaltet, der RAID 5/6-Dienste anbieten kann.

Bei dieser Konfiguration sollten die Spindeln hinter dem RAID-Controller, die RAID 5/6-Dienste bereitstellen, ausschließlich von der ONTAP Select VM genutzt werden. Abhängig von der zu verwaltenden Speicherkapazität sollten Sie die Festplattenspindeln in einer oder mehreren RAID-Gruppen und einer oder mehreren LUNs konfigurieren. Diese LUNs werden dann zum Erstellen eines oder mehrerer Datenspeicher verwendet, wobei alle Datenspeicher durch den RAID-Controller geschützt werden.

Der erste Satz von Festplatten ist für das Hypervisor-Betriebssystem und alle Client-VMs reserviert, die keinen ONTAP Speicher verwenden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Server-LUN-Konfiguration auf gemischtem RAID/Nicht-RAID-System

In zwei Fällen müssen Konfigurationen einzelner RAID-Gruppen/LUNs geändert werden. Bei Verwendung von NL-SAS- oder SATA-Laufwerken darf die RAID-Gruppengröße 12 Laufwerke nicht überschreiten. Darüber hinaus kann eine einzelne LUN die Speicherlimits des zugrunde liegenden Hypervisors überschreiten (entweder die maximale Größe einzelner Dateisystembereiche oder die maximale Gesamtgröße des Speicherpools). In diesem Fall muss der zugrunde liegende physische Speicher in mehrere LUNs aufgeteilt werden, um eine erfolgreiche Dateisystemerstellung zu ermöglichen.

Die maximale Größe eines Datenspeichers beträgt bei einigen ESX-Versionen 64 TB.

Wenn ein Server über mehr als 64 TB Speicher verfügt, müssen möglicherweise mehrere LUNs bereitgestellt werden, die jeweils kleiner als 64 TB sind. Das Erstellen mehrerer RAID-Gruppen zur Verbesserung der RAID-Wiederherstellungszeit für SATA/NL-SAS-Laufwerke führt ebenfalls zur Bereitstellung mehrerer LUNs.

Wenn mehrere LUNs benötigt werden, ist es wichtig, dass diese eine ähnliche und konsistente Leistung aufweisen. Dies ist besonders wichtig, wenn alle LUNs in einem einzigen ONTAP Aggregat verwendet werden sollen. Wenn eine oder mehrere LUNs ein deutlich anderes Leistungsprofil aufweisen, empfehlen wir dringend, diese LUNs in einem separaten ONTAP Aggregat zu isolieren.

Mithilfe mehrerer Dateisystem-Extents kann ein einzelner Datenspeicher bis zur maximalen Größe des Datenspeichers erstellt werden. Um die Kapazität, für die eine ONTAP Select Lizenz erforderlich ist, zu begrenzen, legen Sie bei der Clusterinstallation eine Kapazitätsobergrenze fest. Dadurch kann ONTAP Select nur einen Teil des Speicherplatzes eines Datenspeichers nutzen (und benötigt daher eine Lizenz dafür).

Alternativ kann zunächst ein einzelner Datastore auf einer einzelnen LUN erstellt werden. Wird zusätzlicher Speicherplatz benötigt, der eine größere ONTAP Select Kapazitätslizenz erfordert, kann dieser Speicherplatz bis zur maximalen Größe des Datastores als Extent zum selben Datastore hinzugefügt werden. Sobald die maximale Größe erreicht ist, können neue Datastores erstellt und zu ONTAP Select hinzugefügt werden. Beide Arten der Kapazitätserweiterung werden unterstützt und können mit der ONTAP Deploy-Speichererweiterungsfunktion erreicht werden. Jeder ONTAP Select Knoten kann für bis zu 400 TB Speicher konfiguriert werden. Die Bereitstellung von Kapazität aus mehreren Datastores erfolgt in zwei Schritten.

Mit der ersten Clustererstellung können Sie einen ONTAP Select Cluster erstellen, der einen Teil oder den gesamten Speicherplatz des initialen Datastores belegt. Im zweiten Schritt werden eine oder mehrere Kapazitätserweiterungen mit zusätzlichen Datastores durchgeführt, bis die gewünschte Gesamtkapazität erreicht ist. Diese Funktionalität wird im Abschnitt "Erhöhen Sie die Speicherkapazität" .

In jedem Datenspeicher bleibt ein Puffer von 2 % ungenutzt. Für diesen Speicherplatz ist keine Kapazitätslizenz erforderlich, da er von ONTAP Select nicht verwendet wird. ONTAP Deploy berechnet automatisch die genaue Anzahl der Gigabyte für den Puffer, sofern keine Kapazitätsgrenze angegeben ist. Wenn eine Kapazitätsgrenze angegeben ist, wird diese zuerst erzwungen. Liegt die Kapazitätsgrenze innerhalb der Puffergröße, schlägt die Clustererstellung mit einer Fehlermeldung fehl, in der der korrekte Parameter für die maximale Größe angegeben wird, der als Kapazitätsgrenze verwendet werden kann:

VMFS 6 wird sowohl für Neuinstallationen als auch als Ziel eines Storage vMotion-Vorgangs einer vorhandenen ONTAP Deploy- oder ONTAP Select VM unterstützt.

VMware unterstützt keine direkten Upgrades von VMFS 5 auf VMFS 6. Daher ist Storage vMotion der einzige Mechanismus, der den Wechsel von VMs von einem VMFS 5-Datenspeicher zu einem VMFS 6-Datenspeicher ermöglicht. Die Unterstützung für Storage vMotion mit ONTAP Select und ONTAP Deploy wurde jedoch erweitert, um neben dem spezifischen Zweck des Wechsels von VMFS 5 auf VMFS 6 auch andere Szenarien abzudecken.

Im Kern stellt ONTAP Select ONTAP eine Reihe virtueller Festplatten bereit, die aus einem oder mehreren Speicherpools bereitgestellt werden. ONTAP erhält eine Reihe virtueller Festplatten, die als physisch behandelt werden. Der verbleibende Teil des Speicherstapels wird vom Hypervisor abstrahiert. Die folgende Abbildung zeigt diese Beziehung detaillierter und verdeutlicht die Beziehung zwischen dem physischen RAID-Controller, dem Hypervisor und der ONTAP Select VM.

Zuordnung von virtuellen zu physischen Datenträgern

Für eine optimierte Benutzererfahrung stellt das ONTAP Select Management-Tool ONTAP Deploy automatisch virtuelle Festplatten aus dem zugehörigen Speicherpool bereit und verbindet sie mit der ONTAP Select VM. Dieser Vorgang erfolgt automatisch sowohl bei der Ersteinrichtung als auch beim Hinzufügen von Speicher. Ist der ONTAP Select Node Teil eines HA-Paares, werden die virtuellen Festplatten automatisch einem lokalen und gespiegelten Speicherpool zugewiesen.

ONTAP Select unterteilt den zugrunde liegenden angeschlossenen Speicher in gleich große virtuelle Festplatten mit jeweils maximal 16 TB. Wenn der ONTAP Select Knoten Teil eines HA-Paares ist, werden auf jedem Clusterknoten mindestens zwei virtuelle Festplatten erstellt und dem lokalen und gespiegelten Plex zugewiesen, um innerhalb eines gespiegelten Aggregats verwendet zu werden.

Beispielsweise kann einem ONTAP Select ein Datenspeicher oder eine LUN mit 31 TB zugewiesen werden (der Speicherplatz, der nach der Bereitstellung der VM und der System- und Root-Festplatten verbleibt). Anschließend werden vier virtuelle Festplatten mit ca. 7,75 TB erstellt und dem entsprechenden lokalen ONTAP und Mirror-Plex zugewiesen.

NetApp FAS -Systeme sind traditionell mit einer physischen NVRAM PCI-Karte ausgestattet, einer Hochleistungskarte mit nichtflüchtigem Flash-Speicher. Diese Karte steigert die Schreibleistung deutlich, indem sie ONTAP die Möglichkeit gibt, eingehende Schreibvorgänge sofort an den Client zurückzugeben. Außerdem kann sie die Verschiebung geänderter Datenblöcke zurück auf das langsamere Speichermedium planen (Destaging).

Standardsysteme sind üblicherweise nicht mit dieser Ausstattung ausgestattet. Daher wurde die Funktionalität dieser NVRAM Karte virtualisiert und in einer Partition auf der ONTAP Select System-Bootdiskette platziert. Aus diesem Grund ist die Platzierung der virtuellen Systemdiskette der Instanz äußerst wichtig. Aus diesem Grund erfordert das Produkt auch einen physischen RAID-Controller mit einem ausfallsicheren Cache für lokale Speicherkonfigurationen.

NVRAM befindet sich in einer eigenen VMDK. Durch die Aufteilung des NVRAM in eine eigene VMDK kann die ONTAP Select VM den vNVMe-Treiber zur Kommunikation mit ihrer NVRAM VMDK nutzen. Voraussetzung ist außerdem, dass die ONTAP Select VM die Hardwareversion 13 verwendet, die mit ESX 6.5 und neuer kompatibel ist.

Die Interaktion zwischen der virtualisierten NVRAM Systempartition und dem RAID-Controller lässt sich am besten verdeutlichen, indem man den Datenpfad einer Schreibanforderung beim Eintritt in das System durchgeht.

Eingehende Schreibanfragen an die ONTAP Select VM zielen auf die NVRAM Partition der VM ab. Auf der Virtualisierungsebene befindet sich diese Partition innerhalb einer ONTAP Select Systemfestplatte, einer VMDK, die an die ONTAP Select VM angeschlossen ist. Auf der physischen Ebene werden diese Anfragen im lokalen RAID-Controller zwischengespeichert, wie alle Blockänderungen, die auf die zugrunde liegenden Spindeln abzielen. Von hier aus wird der Schreibvorgang dem Host bestätigt.

Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der Block physisch im Cache des RAID-Controllers und wartet darauf, auf die Festplatte geschrieben zu werden. Logischerweise befindet sich der Block im NVRAM und wartet darauf, auf die entsprechenden Benutzerdatenfestplatten ausgelagert zu werden.

Da geänderte Blöcke automatisch im lokalen Cache des RAID-Controllers gespeichert werden, werden eingehende Schreibvorgänge in der NVRAM Partition automatisch zwischengespeichert und regelmäßig auf physische Speichermedien übertragen. Dies ist nicht zu verwechseln mit der regelmäßigen Übertragung von NVRAM Inhalten zurück auf ONTAP Datenträger. Diese beiden Ereignisse stehen in keinem Zusammenhang und treten zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlicher Häufigkeit auf.

Die folgende Abbildung zeigt den E/A-Pfad eines eingehenden Schreibvorgangs. Sie verdeutlicht den Unterschied zwischen der physischen Ebene (dargestellt durch den Cache und die Festplatten des RAID-Controllers) und der virtuellen Ebene (dargestellt durch den NVRAM und die virtuellen Datenfestplatten der VM).

Eingehende Schreibvorgänge an ONTAP Select VM