Nimble Storage - Die neue Storage-Generation

© 2012 Nimble Storage. Proprietary and confidential. Do not distribute. 1
Nimble Storage – Die neue Storage Generation
Pierre Flammer, Systems Engineer
pierre@nimblestorage.com

Firmenüberblick
 Gründung Januar 2008; Markteintritt August 2010
 Hauptquartier in San Jose, CA; Niederlassungen in USA, Kanada, Europa
und Australien
 Über 450 Mitarbeiter
 Schnellwachsende Installationsbasis, momentan über
1500 Kunden und 3100 Systeme
 Schnellwachsende Partnerlandschaft mit über 400
VARs
 Starke Allianzen mit VMWare, Microsoft, Cisco und
CommVault
 Managementteam besteht aus Veteranen der Industrie
(Netapp, DataDomain)

Nimble Storage als Visionary auf dem Magic Quadrant
On the Magic Quadrant for General-Purpose Disk Arrays
Improvements in scalability, availability, performance and
functionality of midrange storage systems have blurred the
boundaries between network- attached, midrange and high-
end storage systems. This Magic Quadrant will help IT
leaders understand storage vendors' strategies and market
strengths.
Gartner “Magic Quadrant for General-Purpose Disk Arrays” by Stanley Zaffos, Roger W. Cox, Valdis Filks (21 March 2013)
This graphic was published by Gartner, Inc. as part of a larger research document and should be evaluated in the context of the entire document. The Gartner document is available
upon request from Nimble Storage. Gartner does not endorse any vendor, product or service depicted in its research publications, and does not advise technology users to select only
those vendors with the highest ratings. Gartner research publications consist of the opinions of Gartner's research organization and should not be construed as statements of fact.
Gartner disclaims all warranties, expressed or implied, with respect to this research, including any warranties of merchantability or fitness for a particular purpose.
Nimble Storage was recognized as a visionary
based on its innovative Cache Accelerated
Sequential Layout (CASL) architecture, post-
sales support and strategic alliances.

Storage Architekturen– Der Motor
 Architektur basiert auf Festplatten
 Flash als Turbo für wenige Daten
Heutige Speicherarchitekturen
Purpose-built, Performance Hybrid
 Designed vom Grund auf Nutzung
von Flash und Festplatte
 Eliminiert Kompromiss zwischen
Performance, Kapazität und
Datenmanagement

Speicherevolution
EMC,
HDS
HP, IBM
DAS Monolithic Storage Modular Storage
EMC
NetApp
1980s 1990s 2000s
FLASH
Flash-optimierter Storage wird traditionelle Storage Systeme ablösen

Random IOPS / €
Komponente Flash Disk
Sequential IO / €
Kapazität/ €
Langzeitstabilität
1x
1x
Früh
1x
Mature
30-100x
3x
20x
Reif
30-100x
3x
20x
Reif
Flash ist kein Allheilmittel

Wohin mit dem Flash im RZ
Storage
Flash Only Flash+Disk
Flash Endpoint Flash Accelerator
Schreibpuffer Read Cache
Flash im RZ
Server
€ pro GB
Kapazität
€ pro IOP
Performanz
Daten-
verfügbarkeit
Einfachste
Verwaltung

Auf Effizienz getrimmt
 Große Festplatten
 Inline Komprimierung
 Hoher Anteil von nutzbarer zu
Gesamtkapazität
2-5x mehr nutzbare Kapazität/€
 Flash Cache beschleunigt
Leseoperationen ohne RAID
Overhead
 Serielle Schreibvorgänge
machen 15k RPM Platten
überflüssig
2-5x mehr Geschwindigkeit/€
CASL

Inline Compression
DRAM
Universelle Komprimierung:
 Variable Blockgrössen erlauben
schnelle Komprimierung und
sparen 30-75%
 Durch die Eliminierung von
zusätzlichen read-modify-write
Vorgängen, passend für alle
Applikationen
NIMBLE
ARRAY
Flash-Enabled Architektur
Beschleunigen Schützen Optimieren
NVRAM
NVRAM

High-Capacity Disk Storage
All Data
Flash-Enabled Architecture
Schützen Optimieren
NIMBLE
ARRAY
Inline Compression
Beschleunigen
Schreiboptimiertes Layout:
 Random writes werden immer
in große sequentielle writes
umgewandelt
 Die Verwendung von
hochkapazitären Festplatten in
Verbindung mit Komprimierung
senkt die Kosten dramatisch
DRAM
NVRAM
NVRAM

DRAM
Large Adaptive Flash Cache
NVRAM
NVRAM
Cache-
worthy
Data
Flash-Enabled Architecture
Inline Compression
Smart Caching:
 MLC flash: Umwandlung von
random writes in sequential
writes minimiert die sog. “write
amplification” der Flash Module
 Kein RAID Overhead: Nutzung
von Flash exklusiv als Lese-
cache macht RAID Schutz
überflüssig
 Komprimierung: Daten im Flash
sind komprimiert, spart Platz
 Metadaten im cache
beschleunigen alle
Lesevorgänge
NIMBLE
ARRAY
High-Capacity Disk Storage
All Data
Schützen OptimierenBeschleunigen

Hohe Geschwindigkeit und Kapazitätseinsparung
Durchschnitt aller Nimble
Kunden mit VMware
Installationen
Disk-basierende
Systeme
5-10
ms
0.5 ms
Schneller…..
DURCHSCHNITTL.
LESE LATENZZEIT
DURCHSCHNITTL.
SCHREIB LATENZZEIT
Durchschnitt über alle
Nimble Kunden
TieredSysteme
mitFlash
1-4
ms
0.67 ms
“In an IOmeter test of the
CS220, the Nimble out-
performed EMC by a factor of 7
to 10 in IOPS, latency, and Mbps”
Community
“With inline compression
alone, we’ve freed up
7.48TB of space. Imagine what we can
do with that.”
– Calvin Levy, Florida Blood Services
DURCHSCHNITTL.
KOMPRIMIERUNG
Durchschnitt aller Nimble
Kunden mit SQL server
2X
…und dabei sparsamer
“The IOPS we’re achieving
with the Nimble array has proven game-
changing for our development team.”
– Ethan Erchinger, VP of Operations, Plaxo

Komprimierung

Komprimierung
 CASL unterstützt Komprimierung für alle
Workloads
– Slot-free space  variable block size
 WAFL unterstützt Komprimierung für limitierte
Workloads
– Slotted space  need to batch blocks
 Der Algorithmus wird stetig besser
– New LZ-4 is twice as fast as LZ-78
CASL
WAFL

CASL Daten-Layout:
Komprimierung erzeugt Performanz
87654321
8 Blöcke
zusammengefasst +
komprimiert
87654321 87654321
Gruppe wird in N-
fixen Blöcken
geschrieben
Lesen der gesamten
Gruppe, entpacken
Erneutes Schreiben
der neuen Gruppe
und Komprimierung
Update auf
veränderten Block
Fixed block Architektur CASL variable Blöcke
Individuelle Blockgrössen
werden direkt komprimiert
und in Stripes
zusammengefasst
Veränderter Block wird direkt
komprimiert und in neuem
Stripe geschrieben
87654321 3

Vendor B
64 x SATA + Cache 32 x 15K SAS 66 x 10K SAS68 x SAS RD10
60 x 10K SAS +
Flash Cache
64 x 15K SAS RD50
Microsoft ESRP Benchmark
12 NL-SAS + 4 SSD
EMC VNX NetApp Dell EQL
20000
Mailboxes
21000
Mailboxes
20000
Mailboxes
40000
Mailboxes
Oracle ZFS
32000
Mailboxes
technet.microsoft.com/en-us/exchange/ff182054.aspx

This is legacy storage… This is what replaced it
Nimble Storage
(2) CS460G-X2 Arrays
Each Containing:
(12) 3 TB, 7,200 RPM Drives
(4) 600 GB Flash Drives
(2) 10 Gbps Eth. Data Ports
Nimble OS 1.4.6
~45,000 4K IOPS
40% Real-time Compression
We have broken the
connection between spindle
count and IOPS

Nimble & Microsoft Exchange
Geschwindigkeit gewinnen
Published and verified Microsoft
Exchange ESRP benchmark results.
Nimble
12 HDD for
40,000
mailboxes
Speichern und Beschützen
Komprimierung Kunden mit Snapshots
>1 Monat
1.3x
48%Actual results
across all Nimble
customers
deploying
Exchange 2010
Actual results
across all Nimble
customers
deploying
Exchange 2010
“We started out deploying SQL workloads primarily on
the Nimble array. Very quickly we realized we had
enough performance headroom to consolidate our very demanding
Exchange 2010 deployment on the same array.”
–Ron Kanter, IT Director, Berkeley Research Group
“With Nimble, we were able to run 3 snapshot backups a day and
replicate offsite twice daily. Exchange users notice no performance
degradation. Backups take minutes, not hours. Snapshot backups
require very little space and are recoverable and mountable locally and
remotely. A mailbox or Exchange system can be recovered in literally minutes.
Best of all, we can regularly test our procedures for Disaster Recovery.”
–Lucas Clara, IT Director, Foster Pepper LLC
10 – 15 x more
Exchange
IOPS per disk
with Nimble
versus others

Gesamtkapazität
Overhead
überflüssig
 Effiziente Snapshots ohne
Performanceeinbussen
 Vorhaltedauer in Monaten statt
Tagen
 WAN-effiziente Replikation
Ad-hoc Backups & Restores
CASL

Reduziert die Backup- und Restore Komplexizität
dramatisch, RPO und RTO
 Kosteneffiziente WAN-
optimierte Replikation
 Flexible
Aufbewahrungszeiten
 VM und
Applikationskonsistent
Hypervisor
“A major advantage of snapshots
over backup software is that they
scale very well. No data movement
means near instant application
recoveries.”
– Dave Russell, Gartner

Snapshot Efficiency - Granularity
 Retain hundreds of snapshots for frequent recovery points
 Improved RPO and RTO
Nimble snapshots consume the least space due to fine snapshot granularity (& compression)
Nimble
Traditional Array
Snapshot
granularity:
Nimble
Snapshot
granularity:
Traditional array
Individual (variable)
blocksLarge pages/extents

CASL Daten-Layout:
Snapshots ohne Performanceeinbußen
CASL variable Blöcke
Individuelle Blockgrössen
werden direkt komprimiert
und in Stripes
zusammengefasst
Veränderter Block wird direkt
komprimiert und in neuem
Stripe geschrieben
3
Gesnapter “alter” Block
Aktueller Block
Pointer für den alten Block
werden geändert und zeigen
jetzt auf den zuvor erstellten
Snapsthot

Storage Herausforderungen
 Kompromisse
Sie müssen sich entscheiden:
Geschwindigkeit oder Kapazität –
beides geht nicht
 Netzwerkbeschränkungen und
hohe Kosten
Backup Fenster ist zu lang,
DR ist teuer
RPO und RTO nicht ausreichend
 Umständlicher Betrieb
Administration von
Primärspeicher, Backup und
DR ist komplex
Today
Primary
Backup
Disaster
Recovery
Applications
High
Capacity
Drives
– OR –
High
RPM
Drives

Das Nimble Storage Paradigma
Nimble Storage
Wirkliche Effizienz
Eine Plattform
Today
– OR –
Primärspeicher
Backup
Disaster
Recovery
Applikationen
High
RPM
Drives
High
Capacity
Drives

Evolution in der Datensicherung
✖ Tape Handling
✖ Backupfenster
✖ RTO
✖ ungenügendes DR
Tape
Standardplatte +
De-duplizierung
Standardplatte +
De-duplizierung
D2D + Replikation
Tier 1 Tier 2
✔ No Tapes!!
✔ DR
✖ Backupfenster
✖ RTO
Snapshots + Replikation
✔ Kein Backupfenster
✔ sofortige Restores
✔ Business Continuity

NTFS
VSS
Wie funktionierts:
1. NPM Zeitplan initiert Snapshot Prozess
2. NPM Agent verbindet sich mit MS VSS Service.
3. VSS veranlasst Exchange die Datenbank in Ruhezustand
zu versetzen
4. VSS veranlasst NTFS den Cache zu leeren
5. VSS veranlasst Nimble den Snapshot zu erstellen
6. Nimble erzeugt Snapshot von allen Volumes einer Gruppe
7. Optional: NPM verifiziert Datenbank und erlaubt damit das
Aufräumen der Logs
8. Optional: Backup Software nutzt Snapshot um Kopie auf
Band zu erzeugen
9. Im Notfall bieten Snapshot schnellen Restore von großen
Datenmengen
NPM Schutz für Window Applikationen
snapsh
ots
Backup
Server
NPM nutzt VSS (Volume Shadow-Copy Service)
Mail stores

1
2
4
6
3
5
Tape
Beschleunigen Schützen Optimieren
8

VMware
vCenter Server
VMware + Nimble = die ideale Kombination
 vCenter Plugins
– Erstellen von Datastores/Clones
– Verwalten von
Snapshots/Replikation/Restores
– Manage Performance und Kapazität
 VAAI Integration
– VAAI - WRITE SAME
– VAAI - ATS
– VAAI - UNMAP
 Snapshot Integration für VM und
VM/Applikationskonsistenz
 Nimble PSP (Path-Selection-Policy)
VMware vSphere
Servers
Nimble vCenter
plug-ins
vStorage
APIs
VM-consistent
B/R
R E A D Y
Nimble PSP

Site
Recovery
Manager
VMware + Nimble = DR Automatisierung und Test
Site A (Primary) Site B (Recovery)
VMware
vCenter Server
VMware vSphere
Servers
Site
Recovery
Manager
VMware
vCenter Server
VMware vSphere
Servers
Storage Replication
R E A D Y

Nimble + CommVault

Effizientes und flexibles Disaster Recovery
Ausfall-RZPrimäres RZ
 WAN-effiziente Replikation minimiert Bandbreiten
 Ermöglicht unterschiedliche Retentionen auf der primären und sekundären Seite
 Bi-direktionale Replikation ermöglicht gegenseitige RZ-Absicherung
 Einfacher und schneller failover erhöht die Bertriebsbereitschaft
 Supports N-zu-1 Replikation (Aussenstelleneinbindung)
WAN

X

Gesamtkapazität
Overhead
überflüssig
 Effiziente Snapshots ohne
Performanceeinbussen
 Vorhaltedauer in Monaten statt
Tagen
 WAN-effiziente Replikation
Ad-hoc Backups & Restores
 Skalierung für Performance
oder Kapazität oder beides
 Scale-out Cluster zur
Vermeidung von Silos
 Alles ohne Downtime
Skalierung bei niedrigsten
Zusatzkosten
CASL

Controller + Disk Shelves
+ Preiswerter Kapazitätsupgrade
- Must forecast needs up front
- Skalierung limitiert; Storage Silos
- Notwendige Datenmigration wenn ein
Silo voll
Skalierung heute
Scale-Out Storage
CAPACITYPERFORMANCE
Scale-Out Cluster
+ Geringe Einstiegskosten, einfaches Management
- Erweiterung teuer
- Performance und Kapazität müssen gleichzeitig
erweitert werden
Traditional Storage

Das Lego Prinzip
 Kauf den kleinsten Baustein, den Du heute brauchst
 Füge hinzu, was Du brauchst,
wenn Du es brauchst
– Einfach
– Online
– Kosteneffizient

Scale Cache, Compute, Capacity, Nodes
+ FLASH
UND
CPU
SCALE
CACHE,
COMPUTEPERFORMANCE
+ DISK
SCALE
KAPAZITÄT
Kapazität
Flexibel. Online. Kosteneffizient.
+ KNOTEN

Nimble Storage SmartStack für VDI with Cisco and VMware
 1,000 VDI users Reference Architecture with Cisco
UCS and VMware View
 Configuration
– 8x Cisco UCS B230 M2 Servers
– 2x Cisco Fabric Interconnects
– Nimble Storage CS220G-X2 (3U)
» 12TB of disks with 640GB of Flash
– VMware View 5.1 and vSphere 5.0
– Windows 7 Enterprise, Light User ~10-12 IOPS
(32 bit, 1GB RAM, 24GB C-drive)
Nimble Storage
CS220G-X2 (3RU)
VMware
View
Cisco UCS
B-Class
Blade Servers
CISCO UCS 6248UP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
STAT
ID
CISCO UCS 6248UP 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32
STAT
ID
CS220G-X2
SLOT
1
SLOT
5
SLOT
3
SLOT
7
SLOT
2
SLOT
6
SLOT
4
SLOT
8
!
UCS 5108
OK FAIL OK FAIL OK FAIL OK FAIL
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
A03-D0100SSD-LH 100GB SSD SATA
>> A03-D0100SSD-LH 100GB SSD SATA
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
VDI Cluster (B230 M2)
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
! Reset Console
UCS B230 M1/M2
!2!1
>>
10G iSCSI
10G UCS
View Infrastructure
AD/DNS/
DHCP
Virtual
Center
View
Composer
View
Connect
View
Planner
MS KMS
MS SQL
150 Windows7
Desktops per
B230 M2
150 Windows7
Desktops per
B230 M2
1000 desktops
7 blades

Nimble SmartStack for VDI with Cisco and Citrix
 1,500 VDI users Reference Architecture with
Cisco UCS and XenDesktop
 Configuration
– 1500 Win7 Virtual Desktops
» 10x Cisco UCS B230 M2 Server
– VDI + Windows Infrastructure
» 2x Cisco UCS B200 M2
– 2x Cisco Fabric Interconnects
– Nimble Storage CS440G-X4 (3U)
» 24TB of disks with 2,4TB of Flash
– Citrix XenDesktop 5.6
– Login VSI – Medium Workoad

Einfach, weil einfach einfach einfach ist
PROZENT DER
OF SUPPORT
CASES DIE
AUTOMATISIERT
GELÖST
WERDEN
Auswertung über alle
Nimble Kunden
76%
Einfacher Betrieb
2 Zeilen
ANZAHL PRODUKT-
NUMMERN PRO
ANGEBOT
Einfach zu beziehen
3 Seiten
Einfache Updates
PROZENT DER
SYSTEME DIE
OHNE DOWNTIME
UPGRADEN
100%
Auswertung über alle
Nimble Kunden
“It was really refreshing to see Nimble’s
quote was one line item on my purchase
order. It just all came bundled in there.
All the things I needed and then some.”
–Mariyah Epich Serratos, City of Cupertino
“This isn't hard enough! I need
thick manuals, on-site field
engineers, a complicated support web site, a-la-
carte licensing charges, complicated spreadsheets
to document configurations, maybe even a storage
specialist! Something is very wrong here."
–Russell Roberts, Premier Medical Group
“Just ran the firmware update.
It could not have possibly gone smoother. One click
to download, one click to update. Watched
a live VM during the 8-minute process which never
disconnected.”
–Kenneth Libeson, Meritage Group

Gain Peace of Mind and More
SECURE REMOTE
SUPPORT
Nimble
Support
PROACTIVE
WELLNESS
PUSH-BUTTON
DEPLOYMENT
 Heartbeats alle 5 min
und detailierte tägl.
Telemetriedaten sorgen für
effektive Fehlerfrüherkennung
 Echtzeit Analyse der Daten
erlaubt automatisierte Case
Erstellung und Ersatzteillieferung
 Alle Features
inclusive
 Applikationsprofile für einfaches
Tuning
 Umfassende Integration in
virtualisierte Umgebungen und
Standardapplikationen
 Installation in 15 min
 Sicherer Tunnel
erlaubt einfache
,effektive Analyse
und Behebung von
Fehlern ohne
Involvierung des
Nutzers

Nimble CS-Series Storage Solution
 Konsolidierte Lösung für High Performance und Effizienz
– Kompaktes 3U Chassis
 Integrierte Snapshots und Restores
– Unterstützt tausende von Snapshots
– WAN-effiziente Replikation
 Scale-to-fit Architektur
– Scale-up/scale-capacity/scale-out
 All-inclusive Enterprise Features
– Cloning, Thin Provisioning, Replikation, etc.
– Einfaches Management von Storage, Backup und DR
CS210 CS220 /
CS220G
CS240 /
CS240G
CS260 /
CS260G
CS420 /
CS420G
CS440 /
CS440G
CS460 /
CS460G
Brutto-
kapazität
8TB 12TB 24TB 36TB 12TB 24TB 36TB
Netto-
Kapazität
4 TiB 7 TiB 15 TiB 23 TiB 7 TiB 15 TiB 23 TiB
Flash 160GB 320GB 640GB 1200GB 640GB 640GB 1200GB
Netzwerk 4 x 1GbE 6 x 1GbE or 2 x 10GbE + 2 x 1GbE (G models)
Controller Redundante hot-swappable Contoller, aktiv/ standby mit gespiegeltem NVRAM

Nimble ES1-Series External Storage Shelf
 Erweitert Kapazität bestehender CS Systeme
– Kompaktes 3U Chassis
 Bis zu 3 (1) zusätzliche Shelves supported
– Skalierung von Speicher im laufenden Betrieb
 Nutzt 6Gb SAS Anschlüsse zwischen Controller und Shelf
– Redundante Pfade für höchste Verfügbarkeit
 Jedes Shelf bildet eigene RAID Gruppe
 Jedes Shelf hat seine eigene Hot-Spare
ES1-H25 ES1-H45 ES1-H65
Bruttokapazität 15 TB 30 TB 45 TB
Nettokapazität 10 TiB 21 TiB 31 TiB
Flash 160 GB 300 GB 600 GB
Anschlüsse 2x 6Gb SAS / IO Modul
IO Module Redundante hot-swappable SAS Kontroller

Mehr Netto vom Brutto
Brutto
Kapazität Netto
Kapazität
Nutzbare
Kapazität
Abzügl.
RAID-6,
Hot-Spare
und
System-
reserven
Zuzügl. Inline
Komprimierung
(typisch 30%
bis 75%)
Brutto: 24 TB Netto: 15 TiB
Nutzbar: 23 TiB
(bei 35% Komprimierung)
Beispiel: CS240

Nimble Storage InfoSight

Proactive Wellness
Expert
systems help
enforce best
practices by
automatically
alerting and/or
opening a
support case

Monitoring
Dashboards
capture
consolidated
information at a
glance, or you
can drill down
into detailed
metrics such as
number of
snapshots,
IOPS, and
compression

Data Driven Planning: Capacity
Plan for
capacity with
simple yet
powerful
graphical
trending based
on predictive
algorithms

Data Driven Planning: Performance
Visualize how
cache and CPU
affects your
performance to
make informed
decisions on
your storage
spend

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