‘All flash’ verandert vijf kernregels van storage

Het is algemeen bekend dat innovatie op het gebied van storage-platforms de afgelopen vijftien jaar in een stroomversnelling is geraakt. Speciale storage- en cloud-oplossingen hebben de status quo op het gebied van ict-opslag op zijn kop gezet. Ze bieden deduplicatie, inline compressie, een drastische reductie van de kosten en een exponentiële toename van de prestaties. Een van de meest significante ontwikkelingen is de grootschalige inzet van flash.

Flash zorgt voor een kwantumsprong in de bijdrage die ict-opslag aan de flexibiliteit van organisaties levert. In de vroegste dagen van flash ging de toename van de opslagprestaties en -dichtheid gepaard met een vertienvoudiging van de kosten per GB. Het gebruik van flash bleef daarmee beperkt tot de meest hoogwaardige toepassingen. In zeer korte tijd is er op het gebied van flash echter sprake geweest van ingrijpende kostenreducties. De kosten zijn maar liefst met 80 procent gedaald. Dit heeft geleid tot de opkomst van kostenefficiënte ‘all-flash’ arrays (AFA’s).

Met name in virtualisatie- en cloud-omgevingen hebben prestatie-intensieve applicaties veel hinder gehad van de beperkingen van harde schijven. Prestatievermogen en latency vormden de belangrijkste pijnpunten. Flash maakt een einde aan deze problemen.

Een van de belangrijkste voordelen van virtualisatie is de flexibiliteit die deze technologie biedt voor de dynamische toewijzing en plaatsing van virtuele machines met behulp van vMotion en DRS. Deze dynamische herindeling voegt echter LUN’s en volumes samen, en werkt niet op het niveau van virtuele machines. Dit resulteert in het ‘I/O blender-effect’, wedijver om opslagcapaciteit en tragere opslagprestaties. Flash maakt hier tot een bepaalde hoogte een einde aan, maar de onderliggende problemen rond mapping, LUN’s, volumes en andere verouderde concepten blijven in stand. Nu flash zich langzaam maar zeker ontwikkelt tot een onafhankelijke storage-laag, zetten wij hier vijf belangrijke overwegingen uiteen voor de keuze van een ‘all flash’ storage array. Verder gaan we in op de manier waarop VM-bewuste flash-technologie de regels van het spel verandert voor een belangrijk toepassingsscenario: het optimaliseren van uw gevirtualiseerde platform.

1: De controller bepaalt de prestaties van de flash-array

Bij een storage-platform op basis van harde schijven is de traditionele aanpak meer capaciteit toevoegen. Dit resulteert echter in grotere complexiteit, hogere kosten, meer ruimte- en energieverbruik en een grotere kans op storingen. Omdat flash krachtige prestaties en lage latency biedt, maakt het een einde aan de noodzaak om allerlei trucs uit te halen met een controller voor het indelen van data. Het toevoegen van shelves aan all-flash arrays levert weliswaar meer opslagcapaciteit op, maar zorgt niet per definitie voor een consistente verbetering van de opslagprestaties of IOPS.

Veel van de bandbreedte van een harde-schijfcontroller wordt verbruikt voor het beheer van lees- en schrijfbewerkingen en het elimineren of maskeren van de latency die inherent is aan deze technologie. Dit is een van de redenen voor suboptimale opslagprestaties wanneer flash simpelweg bovenop een architectuur van harde schijven wordt aangebracht. Voor flash geoptimaliseerde architecturen vermijden deze valkuil door af te stappen van legacy schijfstructuren.

2: Datareductie

Inline diensten voor datareductie zoals deduplicatie, compressie en klonen kunnen bijdragen aan een hogere latency van harde schijven. Deze diensten worden daarom vaak overgedragen naar out-of-band opslagfuncties. Maar dankzij het vrijwel directe reactievermogen van flash is het mogelijk om direct datareductie toe te passen. Technieken voor inline datareductie zijn hierdoor min of meer verplichte kost geworden voor moderne ‘all flash’-arrays.

3: Integratie met orchestration-platforms voor cloud-beheer

Optimale datareductie voor een gevirtualiseerd systeem kan worden bereikt door krachtige integratie met de hypervisor. Dit kan de vorm aannemen van iets simpels als ondersteuning voor VAAI, de standaard storage-API van VMware voor array-offloading, ter voorkoming van intensief dataverkeer. Andere nuttige integraties met VMware zijn VASA, storage policy-based management (SPBM), storage I/O control (SIOC) en VAIO. Hier geldt de vuistregel dat hoe meer van deze integratiemogelijkheden een leverancier ondersteunt, des te groter de kostenbesparingen zullen zijn voor de gebruiker. Nu integratie met meerdere cloud orchestration-platforms van cruciaal belang wordt, is het zaak om op zoek te gaan naar een leverancier die dit integratiewerk reeds heeft voltooid en op de hardware compatibility list (HCL) staat. Een dergelijke leverancier kan de basis leggen voor het realiseren van hogere prestatieniveaus en datareductie met behulp van flash.

4: Commodity-hardware versus op maat ontwikkelde platforms

Flash werd aanvankelijk ingezet in de vorm van standalone solid state disks op een lokale host of niet-open hardware zoals PCI-E-kaarten. Tegenwoordig worden flash-architecturen geïntegreerd op basis van twee verschillende benaderingen. Een daarvan is om gebruik te maken van op maat toegesneden hardware die het laatste druppeltje prestatievermogen uit flash-media knijpt. Hier kleeft vaak echter een fors prijskaartje aan. De tweede benadering maakt gebruik van een platform dat gebruikmaakt van goedkopere commodity flash en kant-en-klare hardware en deze ondersteunt met robuuste architecturen en gegevensdiensten.

Omdat de kosten per gb van flash tegenwoordig lager uitvallen dan die van harde schijven, is deze tweede optie verreweg de meest kostenefficiënte, tenzij er sprake is van bijzonder speciale en/of complexe workloads.

5: Softwaregedefinieerde innovatie vraagt om het prestatievermogen van flash

De prestatievoordelen en latency-reducerende eigenschappen van flash kunnen bijdragen aan een drastische toename van de innovatie op softwareniveau. Dit kan echter over het hoofd worden gezien als flash louter wordt ingezet als een krachtig presterende data repository. Simpelweg flash toevoegen als cachegeheugen voor een bestaand, op harde schijven gebaseerd opslagplatform kan de prestaties tot op zekere hoogte verbeteren, maar gaat wel gepaard met aanzienlijk hogere kosten.

Flash ontsluit diverse nieuwe mogelijkheden, met name binnen een VM-aware storage-infrastructuur. Nieuwe functies die bovenop de laag met flash-geheugen worden toegevoegd kunnen bijdragen aan gegarandeerde VM-prestaties, quality of service op VM-niveau, praktisch inzetbare real-time informatie over VM’s en hechte integratie met het ecosysteem van gevirtualiseerde applicaties en clouds. Dit resulteert in de grootst mogelijke ROI op klonen, thin provisioning en geavanceerd gegevensbeheer.

De vijf kernregels in de praktijk toepassen met VM-aware storage

Een technologie op basis van VM-aware storage kan de voordelen van flash optimaal benutten en biedt uitmuntende resultaten in combinatie met elk type hardware-architectuur. VM-aware storage kan integraal inzicht bieden in een gevirtualiseerde omgeving en latency-gegevens voor de hypervisor aanvullen met een gedetailleerd, VM-specifiek overzicht dat bijdraagt aan fijnmazig overzicht en beheer. Dit maakt het mogelijk om de werkelijke oorzaak van problemen te achterhalen, zodat de snelheid van probleemoplossing sterk wordt verbeterd.

Dé manier om al deze voordelen naar gevirtualiseerde omgevingen te brengen is door gebruik te maken van een all-flash array-appliance. We hebben het dan over een appliance met ingebouwde controllers en opslagmedia, altijd beschikbare diensten voor inline datareductie, aangevuld met ondersteuning voor populaire hypervisor- en cloud-managers zoals vSphere, vRO, SCVMM en Openstack. Het opschalen van de capaciteit kan worden vereenvoudigd door het toevoegen van meer arrays. Dit voorkomt prestatieterugval als gevolg van het toevoegen van nieuwe shelves aan een bestaande controller. Door commodity hardware in te zetten voor de ondersteuning van innovatieve softwareoplossingen en VM-aware storage kunnen leveranciers een uiterst agressieve prijsstelling hanteren voor alle niveaus van opslagcapaciteit.

Conclusie

Flash zorgt voor een nieuwe definitie van de manier waarop ict-infrastructuren worden ingericht en beheerd, net als virtualisatie dat ooit deed. De snellere prestaties, operationele efficiëntie en kostenvoordelen zullen flash tot het dominante opslagmedium van de nabije toekomst maken. Het realiseren van integratie met gevirtualiseerde infrastructuren is echter geen sinecure. De keuzes die hierbij worden gemaakt kunnen duurzame gevolgen hebben voor de optimalisatie van de ict-omgeving.