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IBM Storage & SDI
Spectrum NAS
IBM Systems Storage Solution
2018. 08. 07
IBM Storage & SDI
IBM Storage 전제품 포트폴리오
소프트웨어 포트폴리오
IBM Storage & SDI
비정형 데이터 Storage 구축의 논점
• 구형 Architecture의 문제점 개선
• 유연한 성능 및 용량 확장성
• TCO 최적화
• 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
• Data 보호 및 가용성 극대화
• 운영 효율 및 관리 편의성
IBM Storage & SDI
Contents
§ Spectrum NAS 개요
§ 구형 Architecture의 문제점 개선
§ Object based File Storage
§ 유연한 성능 및 용량 확장성
§ TCO 최적화
§ 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
§ Data 보호 및 가용성 극대화
§ 운영 효율 및 관리 편의성
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 5
Spectrum NAS
개요
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS
Spectrum NAS 개요
단순한 설치 및 관리
• 물리서버 or VM에 간편한 설치
• 최상의 가용성
• self-balancing
Scale-out 파일 Storage
• 선형적인 성능 및 용량 증가
• 무 중단 증설
• 최대 노드 수 제한 없음
Cost 최적화
• 표준 X86 서버 및 IP Network
• 효율성, 성능, 데이터 보호 극대화
등 고객 요구 환경에 최적화
Enterprise NAS 기능 제공
• Native NFS, SMB 프로토콜
• 다양한 NAS 기능 제공
• 동기/비동기 복제
$
엔터프라이즈 기업을 위한 Scale-out NAS 솔루션
IBM Storage & SDI
Enterprise NAS feature
Spectrum NAS 개요
동기/비동기
IBM Storage & SDI
모든 Software Stack을 직접 제공
Spectrum NAS 개요
NO
3rd Party
SOFTWARE
NO
OPEN
SOURCE
Protocols
Virtual	File	System
Storage
특장점
IBM Storage & SDI
Scale-out Storage (Node 증설형)
Spectrum NAS 개요
Scale Out NFS and SMB
Scale Out Data Store
Scale Out File System
Scale Out Non-Volatile Cache
특장점
IBM Storage & SDI
Scale-out Storage (Node 증설형)
Spectrum NAS 개요
• 데이터 저장소가 Erasure Coding을 실행하고 Load Balancing을 담당합니다.
• Self-Healing Cluster à 노드 장애시에도 데이터의 가용성을 보장합니다.
• 수백 대 이상의 노드로 증설 가능합니다.
True Scale-Out
l Symmetric Architecture
ü 각 노드는 동일한 역할이 배정됨
l 핫 스팟 No ! Bottlenecks No!
l 파일은 모든 노드의 캐시에서 Read/Write 됨
l 최소 4 node 부터 시작
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS의 일반적 구성도
Spectrum NAS 개요
Cluster
Network
10GE or 40GE
10GE or 40GE
Service Network
TOR Switch
업무 서버
IBM Storage & SDI
구분 All	Flash High	IOPS
High	Capacity
&	Throughput
Data	Archive I/O	Booster
모델명 Flash SAS NLSAS Archive Booster
용도
• 초고성능
• Random Access
• Workload : High
IOPS가 필요한
업무
• 다수의 Small File
• 저용량 But 높은
Throughput
• Workload : High
Throughput이
필요한 업무
• Sequential Access
• 다수의 Large File
• 대용량 Archive • Access Booster
• Backup Booster
CPU
Xeon Gold 6126
(2ea)
Xeon Gold 6126
1ea (2ea optional)
Xeon Silver 4114
1ea (2ea optional)
Xeon Silver 4110
(1ea)
Xeon Gold 6126
(2ea)
Memory
192GB
(384GB optional)
192GB
(384GB optional)
96GB
(192GB optional)
48GB
192GB
(384GB optional)
2차 Cache
NVMe 2ea
(4ea optional)
NVMe 1ea
(2ea optional)
NVMe 1ea
(2ea optional)
SSD (1ea)
NVMe 1ea
(2, 4ea optional)
Network 40GE 10GE (40GE) 10GE 10GE 40GE (10GE)
Spectrum NAS Offering
Spectrum NAS 개요
IBM Storage & SDI
구분 All	Flash High	IOPS
High	Capacity
&	Throughput
Data	Archive I/O	Booster
모델명 Flash SAS NLSAS Archive Booster
Disk 2.5” SSD 전모델
2.5” 10Krpm
SAS Disk 전 모델
3.5” 7.2Krpm
NL-SAS Disk
전 모델
3.5” 7.2Krpm
NL-SAS Disk
전 모델
-
Disk Slot 24 bay 24 bay 12, 16, 24 bay 36, 45, 90 bay -
Node 수 최소 4 node ~ 최대 제한없음. (1 node 단위 증설) 1 node 단위 증설
지원
Protocol
SMB (1 / 2.0 / 2.1 / 3.11), NFS (3 / 4.0 / 4.1)
File
Coding
- Copies	:	3	or	5	copies
- Erasure	coding	:	2+1		2+2		3+1		3+2		4+1		4+2		5+1		5+2		6+1		6+2		8+1		8+2
Spectrum NAS Offering
Spectrum NAS 개요
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 14
Spectrum NAS
구형 Architecture의
문제점 개선
IBM Storage & SDI
Modernize and Transform
구형 Architecture의 문제점 개선
Drive efficiencies, Achieve greater level of flexibility, Lower TCO
Traditional NAS Software Defined NASModernize
현재 이미지를 표시할
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시스템이 수용가능한 Data 저장 저장할 Data에 최적화된 Storage
IBM Storage & SDI
Traditional NAS architecture
구형 Architecture의 문제점 개선
Storage
Controller 1
Storage
Controller 2
HA
JBOD
JBOD
JBOD
JBOD
NAS
Gateway 1
NAS
Gateway 2
HA
JBOD
JBOD
JBOD
Storage
Controller (이중화)
NFS/SMB… NFS/SMB…
Storage Controller에서
직접 파일시스템 Sharing
ex : 전통적 Netapp NAS
SAN Storage + NAS
Gateway 조합
ex : EMC, Hitachi의 Unified Storage
IBM Storage & SDI
Traditional NAS의 문제점
구형 Architecture의 문제점 개선
l 대용량의 비정형 데이터 저장소 구축 시,
전통적인 Scale-up 방식의 Storage Architecture는
고객 요구환경을 만족시키지 못합니다.
ü Limited Scalability
ü Limited availability
ü Forklift Upgrades
ü Filer Sprawl
ü Reliability dependent on hardware
ü Limited self-healing
ü Limited flexibility in hardware configuration
ü High acquisition cost
IBM Storage & SDI
비 정형 데이터 저장소 구축을 위한 새로운 전략
구형 Architecture의 문제점 개선
l Solution 적용시…
ü 파일 스토리지의 단순한 관리 및 할당
ü 비즈니스 요구의 증가에 따라 용량, 성능 및 가능한
동시 접속 사용자 수를 자유롭게 증설 가능
ü 저비용 상용 서버 (x86)를 사용하고 구성 및 제조사를
Mix 할 수 있는 유연성
ü 업무 (어플리케이션)의 중요도에 따라 스토리지 성능,
데이터 보호 및 보관 정책을 정의/ 적용하는 계층적
데이터 관리 구축
ü 표준 NFS, SMB 파일 Protocol에 대한 강력한 호환성
및 풍부한 데이터 관리 기능
1. 비용을 최적화하고
2. 새로운 차원의 민첩성 및
유연성을 제공하고
3. 파일 데이터 증가에
원활하게 대처할 수 있는
소프트웨어 정의 방식을
고려하십시오.
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 19
Spectrum NAS
Object Based File Storage
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
Object Based File Storage
일반적인 File System의
Meta Data 저장 Architecture
Database의 Table 구조와 유사
(다수의 Field로 구성된 Big Table)
파일 개수가 많아진다
= Table의 Record 수가 많아진다
= Record 조회성능이 떨어진다
= Meta data Access 성능이 떨어진다
Table 크기에 제한이 있다
= 최대 파일 개수에 제한이 있다
Spectrum NAS의 File System
Meta Data 저장 Architecture
Object Storage 구조와 유사
(Meta Data를 Object로 저장)
• 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은
직접적인 연관 없음.
• Meta Data 영역을 별도로 확보하지
않으므로 그 크기에 제한이 없음 à
파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음
특장점
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
Meta-Data Operation
• 사용자 인터페이스 영역
• 사용자에게 친숙한 Directory
계층을 표현
• 메타데이터 저장 영역
• 디렉토리 및 그 하위 개체를
Envelope에 담아 하나의
Object로 저장
Gateway layer
Storage layer
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
Object Based File Storage
일반적인 File System의
Meta Data 저장 Architecture
DB Table의 Field 수가 많아지면…
= Record 조회성능이 더 많이 떨어진다
= Meta data Access 성능이 더 많이
떨어진다
∴ Field의 수를 최대한 줄여야 한다
Spectrum NAS의 File System
Meta Data 저장 Architecture
Meta Data를 Object로 저장
= 하나의 Object의 크기와 다른 Object의
읽기 성능과는 관련이 없다
= 각 파일의 Meta Data Object에 다양한
정보를 기록할 수 있다
• 각 파일은 Erasure Coding, tiering,
replication, WORM, retention option 등을
개별적으로 설정할 수 있는 저장 정책을
만들 수 있다
특장점
개별 파일의 특성에 대한 다양한 설정을
Meta Data를 통해서 할 수 없다.
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS – File Policies
Object Based File Storage
File	policy	is	an	optional	feature	to	automatically	
apply	actions	to	selected	files	in	a	folder
Policy	filters	include
File	type,	age
Policies	apply	to:	
Erasure	encoding	level,	media	tier,	data	
encryption,	retention	and	WORM
New	files	created	will	inherit	established	policies
Previously	created	files	will	have	policies	applied	
by	a	background,	low	priority	task
IBM Storage & SDI
Directory 별 Parity 비율 설정
Object Based File Storage
(Directory 별) 가변 Erasure Coding
> ls /mnt/
./app ß 8 + 2
./home ß 2 + 2
./temp ß 8 + 1
• Storage Cluster 내의 동일 File System내에서 Sub Directory 별로 별도의
Eraser Coding 가능
• 파일의 크기, 성능, 중요도 등에 따른 최적화된 Storage 구성
8 + 2
(Data) (Parity)
Copies :
2+1 3+1 4+1 5+1 6+1 8+1
2+2 3+2 4+2 5+2 6+2 8+2
Erasure Coding :
3, 5 Copy
특장점
IBM Storage & SDI
질문 : df 명령어에 대한 결과는?
Object Based File Storage
파일 시스템 초기 생성시에는 개별 Disk의 전체 용량이 보임
• 개별 Disk 전체 용량을 2진수 용량으로 보여줌 (GiB, TiB, PiB)
• Parity, Hot Spare 영역이 별도로 사전 할당되지 않음
ü 특히, Hot Spare Disk에 대한 별도의 지정 없음
Data 저장 시 Parity 영역이 함께 할당되는 방식임
• Erasure Coding 2+1 설정에서 1GiB 파일을 저장하면 1.5GiB의 영역이 할당됨
ü Disk 전체 용량에서 1.5GiB가 줄어 듬
ü 나머지 미 할당 전체 영역은 노드 또는 Disk 장애 시 복구를 위한
공간으로 쓰임
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 26
Spectrum NAS
유연한 성능 및
용량 확장성
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
유연한 성능 및 용량 확장성
일반적인 File System의
Meta Data 저장 Architecture
Database의 Table 구조와 유사
(다수의 Field로 구성된 Big Table)
파일 개수가 많아진다
= Table의 Record 수가 많아진다
= Record 조회성능이 떨어진다
= Meta data Access 성능이 떨어진다
Table 크기에 제한이 있다
= 최대 파일 개수에 제한이 있다
Spectrum NAS의 File System
Meta Data 저장 Architecture
Object Storage 구조와 유사
(Meta Data를 Object로 저장)
• 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은
직접적인 연관 없음.
• Meta Data 영역을 별도로 확보하지
않으므로 그 크기에 제한이 없음 à
파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음
특장점
IBM Storage & SDI
유연한 성능 및 용량 확장성
Meta-Data Operation
• 사용자 인터페이스 영역
• 사용자에게 친숙한 Directory
계층을 표현
• 메타데이터 저장 영역
• 디렉토리 및 그 하위 개체를
Envelope에 담아 하나의
Object로 저장
Gateway layer
Storage layer
IBM Storage & SDI
노드 추가에 따라 용량 및 성능 확장
유연한 성능 및 용량 확장성
l 매 노드 증설 시 마다,
ü 용량 : 내장 Disk의 용량에 Erasure Coding 적용 후 가용 공간 만큼 증가
ü 성능 : 노드 모델에 따라 600MB/s ~ 5GB/s 의 Read 성능 증가
§ 최대 노드 수 제한 없음.
§ 파일 시스템 최대 크기 제한 없음. 파일 시스템당 최대 파일 개수 제한 없음.
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
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Spectrum NAS
TCO 최적화
IBM Storage & SDI
보다 낮은 도입 비용
TCO 최적화
Commodity X86 Server를 사용하여 Cost Saving
• 표준 X86 서버 및 IP Network
• Low grade CPU 및 일반적인 서버 구성 사용
IBM Storage & SDI
Cost 최적화
TCO 최적화
성능, 효율성, 데이터 보호 극대화 등 고객 요구 환경에 최적화
Efficiency
Performance
Protection
• Storage Tiering
• Quota
• Multitenancy
• Latency 최적화
• Read/Write 성능 최적화
• 유연한 NIC 구성
• Sync. & Async. Replication
• Snapshot
• WORM, Encryption
• Directory 별 Parity 비율 설정
비용 Vs. 효용의
Micro-Adjustment
(미세조정)
IBM Storage & SDI
Directory 별 Parity 비율 설정
TCO 최적화
(Directory 별) 가변 Erasure Coding
> ls /mnt/
./app ß 8 + 2
./home ß 2 + 2
./temp ß 8 + 1
• Storage Cluster 내의 동일 File System내에서 Sub Directory 별로 별도의
Eraser Coding 가능
• 파일의 크기, 성능, 중요도 등에 따른 최적화된 Storage 구성
8 + 2
(Data) (Parity)
Copies :
2+1 3+1 4+1 5+1 6+1 8+1
2+2 3+2 4+2 5+2 6+2 8+2
Erasure Coding :
3, 5 Copy
특장점
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Spectrum NAS
신뢰성, 정합성,
안전성 극대화
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS 적용 구성
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
• Standard x86 storage rich server 또는 VM
• 모든 노드는 동일한 역할을 수행 à bottleneck 또는 hotspots 없음
• 4 노드에서 시작 à 노드 추가로 용량 및 성능 증설
ü N+2 Erasure Coding 적용 시, 2 노드의 동시 장애에도 시스템 중단 방지를
위해선 5 노드 구성 필요
• 최대 5개의 Storage Tier 구성 가능
ü 신규 Hardware 추가를 통한 신규 Tier 추가 가능
ü 각 Tier는 최소 4개의 노드로 구성
• Self healing cluster : 노드 또는 Disk 장애 시 자동 복구
• 무 정지 Upgrade & 용량 확장
하드웨어 구성을 완벽하게 확장 및 혼합 할 수 있도록 설계되어 있습니다.
IBM Storage & SDI
SW 스택에 통합된 Clustered Protocol
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
• Virtual FS와 Clustered Protocol은 하나의 Stack으로
코딩 되어 서로의 상태를 모니터링합니다.
ü SMB 상태는 가상 파일 시스템에 저장되어 노드 장애 시
원활한 호스트 재 연결을 가능하게 합니다.
ü 오픈 소스 코드가없는 프로토콜 계층은 새로운 노드추가
시 Scaling Protocol Function을 실행합니다.
ü Write cache는 1개 또는 2개의 복제본으로 보호됩니다.
§ Default : 1 개의 복제본 ( = 2 copy)
ü Read 또는 Write cache 영역은 Access pattern에 따라
동적으로 조정됩니다.
ü Client connection failover를 위한 Virtual IP 지원
Data	Store	Layer
Virtual	File	System
Protocol	Layer
Virtual	IP
오픈 소스가 없이 자체 개발하였기 때문에, 프로토콜 계층이 소프트웨어의 나머지
부분과 완전히 통합 되어 있습니다. 이로 인한 특징으로 한가지 예를 들면,
SMB 프로토콜을 통해 작성된 파일을 NFS를 통해 즉시 액세스 할 수 있습니다.
특장점
IBM Storage & SDI
Write Operation – Cache Sync
37
l Cache Mirroring 지원 (2 Copy, 3 Copy)
ü File별 Cache 복제 파트너 선정
ü Cache Mirroring à Off 가능
ü 지정된 시간 만큼 디스크로 내려쓰기 지연 가능
§ 하나의 파일을 위한 다중 서버 읽기 Cache 구성 가능
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
IBM Storage & SDI
Virtual IP
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
IBM Storage & SDI
File Encoding
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
IBM Storage & SDI
File Encoding
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
• File이 1GB보다 크면 Data 저장소에 1GB 크기의 여러 Data Object로 분할 저장됨
• 각각의 Data Object는 Policy에 정의된 File Erasure Coding 정책이 적용됨
• Data Objects는 각 노드의 상태(빈 공간, 성능 등)에 따라 최상의 노드가 선택되어 최적화된
저장이 이루어짐
• Erasure Coding 정책에 의해 만들어진 각 조각에는 128KB block 마다 Check Sum을 추가해
안정성을 극대화함
• 각 Envelope들은 해당 Directory에 포함된 모든 컨텐츠에 대한 정보를 저장함 (files and other
directories + their metadata). 하나의 Envelope는 하나의 Data Object 로 저장됨
• 노드 또는 HDD에 장애가 발생하면 다른 모든 노드가 rebuilding에 참여함
IBM Storage & SDI
• 노드간 1대1 매핑 없음
• Data 위치 선택 조건 :
ü 노드의 빈 공간
ü 지리적 위치
ü 현재 부하량
ü Tier 정책
ü Random
클러스터 내에서의 Data 배분 방식
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
IBM Storage & SDI
노드의 Health Check
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
• 모든 노드는 동일한 역할을
하므로 전체 Node의 Health
Check를 하는 관리 노드 없음
• 각 노드들은 주기적으로 자기
상태를 알리는 Multicast
Packet을 Cluster Network에 전송
IBM Storage & SDI
Self Healing
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
특징 : Erasure Coding 구조 중,
Hot Spare 영역이 별도로
지정되어 있지 않고 Free
Block이 Hot Spare를 대신 함.
특장점
IBM Storage & SDI
• ICAP protocol을 통해 지원
• 현재는 Symantec Protection Engine Anti-
Virus server 만 지원
• 파일을 읽을 때, Anti-virus server에 바이러스
체크 의뢰가 이루어 짐
• 파일이 아직 Cache에 있고 Anti-virus definition
Update가 없다면 파일을 다시 체크하지 않음
• 새로운 Anti-Virus Server의 적용을 위한 추가
작업이 진행 중임
Spectrum
NAS
Is this file good?
Yes/No
Anti-Virus
Farm
Anti-virus support for files
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 45
Spectrum NAS
Data 보호 및
가용성 유지
IBM Storage & SDI
Directory 별 Snapshot 설정
Data 보호 및 가용성 유지
(Directory 별) Snapshot 설정
• 각 Sub Directory 별로 1,024개의 Snapshot 생성 가능
• Snapshot 정책이 폴더에 할당되면 모든 하위 폴더 및 파일에 유효
ü 하위 폴더에는 다른 Snapshot 정책 생성 불가
ü 하위 폴더에 새로운 Snapshot 정책을 할당하려면 상위 폴더에 적용된 Snapshot
정책을 제거한 다음 새 폴더 정책을 하위 폴더에 적용해야 함
Up to 1024
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS – Replication
Data 보호 및 가용성 유지
• Hybrid-Cloud (Async.-Replication)
ü Snapshot based
ü 이전 Snapshot과 비교 후 달라진 부분을 복제
ü 복수의 Target으로 복제 가능
IBM Storage & SDI
Deployment Model
48
Data 보호 및 가용성 유지
• 4대의 서버(노드)로 시작 à 노드만의 추가로
용량 및 성능 향상
ü4 노드 : 2 drive 장애 또는 1개의 전체 노드
장애 보호
ü5 노드 : 2개의 전체 노드 장애 보호
• Self healing cluster는 노드 및 Disk
장애로부터 Data를 보호합니다.
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS Backup options
Data 보호 및 가용성 유지
ü Backup	with	any	backup	application	over	NFS	or	SMB
ü NDMP	with	Spectrum	Protect	and	CommVault is	coming	soon	(Expect	end	of	Q1)
ü Spectrum	NAS	NDMP	is	NOT	same	as	traditional	NDMP
ü Spectrum	NAS	NDMP	uses	Snapshot	diff	to	find	changed	files
ü Traditional	NDMP	walks	through	file	system	to	find	changed	file	which	is	very	slow
ü Many	customers	simply	use	snapshots	and	replication	for	backup
Note:	The	above	points	are	about	backing	up	Spectrum	NAS.	If	you	just	want	to	use	Spectrum	
NAS	as	a	target	for	backup,	then	a	direct	NFS	or	SMB	connection	to	Spectrum	NAS
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 50
Spectrum NAS
운영 효율 및
관리 편의성
IBM Storage & SDI
Easy to Use and Manage
운영 효율 및 관리 편의성
Management Tool Management Tool Management Tool
Unconfigured servers + Spectrum NAS
software
Name the
servers
Connect to a network
Run server wizards Run cluster
wizard
Setup is complete
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
유연한 성능 및 용량 확장성
일반적인 File System의
Meta Data 저장 Architecture
Database의 Table 구조와 유사
(다수의 Field로 구성된 Big Table)
파일 개수가 많아진다
= Table의 Record 수가 많아진다
= Record 조회성능이 떨어진다
= Meta data Access 성능이 떨어진다
Table 크기에 제한이 있다
= 최대 파일 개수에 제한이 있다
Spectrum NAS의 File System
Meta Data 저장 Architecture
Object Storage 구조와 유사
(Meta Data를 Object로 저장)
• 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은
직접적인 연관 없음.
• Meta Data 영역을 별도로 확보하지
않으므로 그 크기에 제한이 없음 à
파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음
특장점
IBM Storage & SDI
Object Based File Storage
유연한 성능 및 용량 확장성
일반적인 File System의
Meta Data 저장 Architecture
DB Table의 Field 수가 많아지면…
= Record 조회성능이 더 많이 떨어진다
= Meta data Access 성능이 더 많이
떨어진다
∴ Field의 수를 최대한 줄여야 한다
Spectrum NAS의 File System
Meta Data 저장 Architecture
Meta Data를 Object로 저장
= 하나의 Object의 크기와 다른 Object의
읽기 성능과는 관련이 없다
= 각 파일의 Meta Data Object에 다양한
정보를 기록할 수 있다
• 각 파일은 Erasure Coding, tiering,
replication, WORM, retention option 등을
개별적으로 설정할 수 있는 저장 정책을
만들 수 있다
특장점
개별 파일의 특성에 대한 다양한 설정을
Meta Data를 통해서 할 수 없다.
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS – File Policies
신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
File	policy	is	an	optional	feature	to	automatically	
apply	actions	to	selected	files	in	a	folder
Policy	filters	include
File	type,	age
Policies	apply	to:	
Erasure	encoding	level,	media	tier,	data	
encryption,	retention	and	WORM
New	files	created	will	inherit	established	policies
Previously	created	files	will	have	policies	applied	
by	a	background,	low	priority	task
IBM Storage & SDI
Spectrum NAS - Multitenancy
운영 효율 및 관리 편의성
Multi-tenancy Feature Spectrum	NAS Comments
Separate	File	Systems ✓ Separates	data	between	tenants
Separate	Networks ✓ Separate	networks	– NICs or	VLANs
Separate	Authentication ✓ Separate AD,	LDAP,	etc
QoS ✕ Guarantee	Quality	of	Service
Role	Based	Access ✕ Advanced vs	Standard	user
Charge	Back ✕ Metering of	usage	by	tenant
• 한 개의 스토리지 클러스터에 복수개의 분리된 Domain 및 File System 생성 가능
• 각 Domain과 File system은 전용 IP, 인증 방식, 프로토콜 집합 등을 다르게 구성할 수 있다.
• CPU, Cache, Storage 저장공간 등은 모든 Domain들이 공용으로 사용할 수 있다.
IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI
©	Copyright	IBM	Corporation	2018 56
Performance
Benchmarks
IBM Storage & SDI
Performance POC Environment
Performance Benchmarks
Each	node	is	configured	with:
12	HDDs,	4	TB	each
2	NVMe drives,	for	cache
375	GB	each
Data	protection:	2+1
Total	cluster	capacity	=	170	TB
SuperMicro SuperServer x3650 M5, model 8871-AC1
CPU : 2 * Intel Xeon Silver 4114 (13.75 MB cache @ 2.2GHz, 10 cores, 2400MHz Memory Clock * 6 channel, max 48 PCIe lane)
https://ark.intel.com/products/123550/Intel-Xeon-Silver-4114-Processor-13_75M-Cache-2_20-GHz
Memory: 96GB (Configured 2400 MHz, Physically 2666MHz) 8GB * 12 channel for maximum channel configuration
Network: 10GbE, Mellanox Dual Port SFP+ ConnectX-3 Pro based adapter (two NIC with two ports each)
Drives: 12x 4TB 7200 rpm HGST NL-SAS; 2x Intel Optane P4800X 375GB PCIe NVMe
https://www.intel.com/content/www/us/en/products/memory-storage/solid-state-drives/data-center-ssds/optane-dc-p4800x-series.html
Public Network: 10
GbE
Private Network Public Network
LACP Bond 3+4
LACP Bond 3+4
or balance-alb
IBM Storage & SDI
기본 설정
Performance Benchmarks
- 2+1 Erasure Code (1 fault resiliency) : 67 % utilization (33 % parity)
- 1-cache Replication @ Cluster config
- Read/Write Cache with RAM Cache Enable @ Node config / Gateway
- Disable disk write cache @ Node config / Storage
- NFSv4 test only
IBM Storage & SDI
Single Stream (by dd)
Performance Benchmarks
4 GB file 16 개
각 노드 당 4 GB file 16 개, 총 64 개 파일
1 Client Test
Write : 762 MB/sec (726 MiB/sec)
Read : 1209 MB/sec (1153 MiB/sec)
4 Client Test (Single stream each)
Write : 3.0 GB/sec (2.8 GiB/sec)
Read : 4.8 GB/sec (4.5 GiB/sec)
IBM Storage & SDI
Multi Stream (by vdbench)
Performance Benchmarks
각 Client 당 120 MB file 270개, 총 8640개 파일, 총 1TB
• 32 Client Test (8 client / 4 node each)
• - Write : 2225 MB/sec
• (3228.5 MB/sec – no replication, cache mode : write only)
• - Read : 4967 MB/sec
• - Mixed
• Read 60% : 2583 MB/sec
• Read 80% : 3899 MB/sec
• Read 90% : 4424 MB/sec
IBM Storage & SDI
Rackmount Node 외형
Performance Benchmarks
2RU LFF(3.5”) 12-bay
3RU LFF(3.5”) 16-bay
2RU SFF(2.5”) 24-bay
4RU SFF(2.5”) 48-bay
4 server
IBM Storage & SDI
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IBM Storage & SDI

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[IBM 김상훈] NAS_IBM Spectrum NAS 상세 설명

  • 1. IBM Storage & SDI Spectrum NAS IBM Systems Storage Solution 2018. 08. 07
  • 2. IBM Storage & SDI IBM Storage 전제품 포트폴리오 소프트웨어 포트폴리오
  • 3. IBM Storage & SDI 비정형 데이터 Storage 구축의 논점 • 구형 Architecture의 문제점 개선 • 유연한 성능 및 용량 확장성 • TCO 최적화 • 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 • Data 보호 및 가용성 극대화 • 운영 효율 및 관리 편의성
  • 4. IBM Storage & SDI Contents § Spectrum NAS 개요 § 구형 Architecture의 문제점 개선 § Object based File Storage § 유연한 성능 및 용량 확장성 § TCO 최적화 § 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 § Data 보호 및 가용성 극대화 § 운영 효율 및 관리 편의성
  • 5. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 5 Spectrum NAS 개요
  • 6. IBM Storage & SDI Spectrum NAS Spectrum NAS 개요 단순한 설치 및 관리 • 물리서버 or VM에 간편한 설치 • 최상의 가용성 • self-balancing Scale-out 파일 Storage • 선형적인 성능 및 용량 증가 • 무 중단 증설 • 최대 노드 수 제한 없음 Cost 최적화 • 표준 X86 서버 및 IP Network • 효율성, 성능, 데이터 보호 극대화 등 고객 요구 환경에 최적화 Enterprise NAS 기능 제공 • Native NFS, SMB 프로토콜 • 다양한 NAS 기능 제공 • 동기/비동기 복제 $ 엔터프라이즈 기업을 위한 Scale-out NAS 솔루션
  • 7. IBM Storage & SDI Enterprise NAS feature Spectrum NAS 개요 동기/비동기
  • 8. IBM Storage & SDI 모든 Software Stack을 직접 제공 Spectrum NAS 개요 NO 3rd Party SOFTWARE NO OPEN SOURCE Protocols Virtual File System Storage 특장점
  • 9. IBM Storage & SDI Scale-out Storage (Node 증설형) Spectrum NAS 개요 Scale Out NFS and SMB Scale Out Data Store Scale Out File System Scale Out Non-Volatile Cache 특장점
  • 10. IBM Storage & SDI Scale-out Storage (Node 증설형) Spectrum NAS 개요 • 데이터 저장소가 Erasure Coding을 실행하고 Load Balancing을 담당합니다. • Self-Healing Cluster à 노드 장애시에도 데이터의 가용성을 보장합니다. • 수백 대 이상의 노드로 증설 가능합니다. True Scale-Out l Symmetric Architecture ü 각 노드는 동일한 역할이 배정됨 l 핫 스팟 No ! Bottlenecks No! l 파일은 모든 노드의 캐시에서 Read/Write 됨 l 최소 4 node 부터 시작
  • 11. IBM Storage & SDI Spectrum NAS의 일반적 구성도 Spectrum NAS 개요 Cluster Network 10GE or 40GE 10GE or 40GE Service Network TOR Switch 업무 서버
  • 12. IBM Storage & SDI 구분 All Flash High IOPS High Capacity & Throughput Data Archive I/O Booster 모델명 Flash SAS NLSAS Archive Booster 용도 • 초고성능 • Random Access • Workload : High IOPS가 필요한 업무 • 다수의 Small File • 저용량 But 높은 Throughput • Workload : High Throughput이 필요한 업무 • Sequential Access • 다수의 Large File • 대용량 Archive • Access Booster • Backup Booster CPU Xeon Gold 6126 (2ea) Xeon Gold 6126 1ea (2ea optional) Xeon Silver 4114 1ea (2ea optional) Xeon Silver 4110 (1ea) Xeon Gold 6126 (2ea) Memory 192GB (384GB optional) 192GB (384GB optional) 96GB (192GB optional) 48GB 192GB (384GB optional) 2차 Cache NVMe 2ea (4ea optional) NVMe 1ea (2ea optional) NVMe 1ea (2ea optional) SSD (1ea) NVMe 1ea (2, 4ea optional) Network 40GE 10GE (40GE) 10GE 10GE 40GE (10GE) Spectrum NAS Offering Spectrum NAS 개요
  • 13. IBM Storage & SDI 구분 All Flash High IOPS High Capacity & Throughput Data Archive I/O Booster 모델명 Flash SAS NLSAS Archive Booster Disk 2.5” SSD 전모델 2.5” 10Krpm SAS Disk 전 모델 3.5” 7.2Krpm NL-SAS Disk 전 모델 3.5” 7.2Krpm NL-SAS Disk 전 모델 - Disk Slot 24 bay 24 bay 12, 16, 24 bay 36, 45, 90 bay - Node 수 최소 4 node ~ 최대 제한없음. (1 node 단위 증설) 1 node 단위 증설 지원 Protocol SMB (1 / 2.0 / 2.1 / 3.11), NFS (3 / 4.0 / 4.1) File Coding - Copies : 3 or 5 copies - Erasure coding : 2+1 2+2 3+1 3+2 4+1 4+2 5+1 5+2 6+1 6+2 8+1 8+2 Spectrum NAS Offering Spectrum NAS 개요
  • 14. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 14 Spectrum NAS 구형 Architecture의 문제점 개선
  • 15. IBM Storage & SDI Modernize and Transform 구형 Architecture의 문제점 개선 Drive efficiencies, Achieve greater level of flexibility, Lower TCO Traditional NAS Software Defined NASModernize 현재 이미지를 표시할 수 없습니다. 시스템이 수용가능한 Data 저장 저장할 Data에 최적화된 Storage
  • 16. IBM Storage & SDI Traditional NAS architecture 구형 Architecture의 문제점 개선 Storage Controller 1 Storage Controller 2 HA JBOD JBOD JBOD JBOD NAS Gateway 1 NAS Gateway 2 HA JBOD JBOD JBOD Storage Controller (이중화) NFS/SMB… NFS/SMB… Storage Controller에서 직접 파일시스템 Sharing ex : 전통적 Netapp NAS SAN Storage + NAS Gateway 조합 ex : EMC, Hitachi의 Unified Storage
  • 17. IBM Storage & SDI Traditional NAS의 문제점 구형 Architecture의 문제점 개선 l 대용량의 비정형 데이터 저장소 구축 시, 전통적인 Scale-up 방식의 Storage Architecture는 고객 요구환경을 만족시키지 못합니다. ü Limited Scalability ü Limited availability ü Forklift Upgrades ü Filer Sprawl ü Reliability dependent on hardware ü Limited self-healing ü Limited flexibility in hardware configuration ü High acquisition cost
  • 18. IBM Storage & SDI 비 정형 데이터 저장소 구축을 위한 새로운 전략 구형 Architecture의 문제점 개선 l Solution 적용시… ü 파일 스토리지의 단순한 관리 및 할당 ü 비즈니스 요구의 증가에 따라 용량, 성능 및 가능한 동시 접속 사용자 수를 자유롭게 증설 가능 ü 저비용 상용 서버 (x86)를 사용하고 구성 및 제조사를 Mix 할 수 있는 유연성 ü 업무 (어플리케이션)의 중요도에 따라 스토리지 성능, 데이터 보호 및 보관 정책을 정의/ 적용하는 계층적 데이터 관리 구축 ü 표준 NFS, SMB 파일 Protocol에 대한 강력한 호환성 및 풍부한 데이터 관리 기능 1. 비용을 최적화하고 2. 새로운 차원의 민첩성 및 유연성을 제공하고 3. 파일 데이터 증가에 원활하게 대처할 수 있는 소프트웨어 정의 방식을 고려하십시오.
  • 19. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 19 Spectrum NAS Object Based File Storage
  • 20. IBM Storage & SDI Object Based File Storage Object Based File Storage 일반적인 File System의 Meta Data 저장 Architecture Database의 Table 구조와 유사 (다수의 Field로 구성된 Big Table) 파일 개수가 많아진다 = Table의 Record 수가 많아진다 = Record 조회성능이 떨어진다 = Meta data Access 성능이 떨어진다 Table 크기에 제한이 있다 = 최대 파일 개수에 제한이 있다 Spectrum NAS의 File System Meta Data 저장 Architecture Object Storage 구조와 유사 (Meta Data를 Object로 저장) • 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은 직접적인 연관 없음. • Meta Data 영역을 별도로 확보하지 않으므로 그 크기에 제한이 없음 à 파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음 특장점
  • 21. IBM Storage & SDI Object Based File Storage Meta-Data Operation • 사용자 인터페이스 영역 • 사용자에게 친숙한 Directory 계층을 표현 • 메타데이터 저장 영역 • 디렉토리 및 그 하위 개체를 Envelope에 담아 하나의 Object로 저장 Gateway layer Storage layer
  • 22. IBM Storage & SDI Object Based File Storage Object Based File Storage 일반적인 File System의 Meta Data 저장 Architecture DB Table의 Field 수가 많아지면… = Record 조회성능이 더 많이 떨어진다 = Meta data Access 성능이 더 많이 떨어진다 ∴ Field의 수를 최대한 줄여야 한다 Spectrum NAS의 File System Meta Data 저장 Architecture Meta Data를 Object로 저장 = 하나의 Object의 크기와 다른 Object의 읽기 성능과는 관련이 없다 = 각 파일의 Meta Data Object에 다양한 정보를 기록할 수 있다 • 각 파일은 Erasure Coding, tiering, replication, WORM, retention option 등을 개별적으로 설정할 수 있는 저장 정책을 만들 수 있다 특장점 개별 파일의 특성에 대한 다양한 설정을 Meta Data를 통해서 할 수 없다.
  • 23. IBM Storage & SDI Spectrum NAS – File Policies Object Based File Storage File policy is an optional feature to automatically apply actions to selected files in a folder Policy filters include File type, age Policies apply to: Erasure encoding level, media tier, data encryption, retention and WORM New files created will inherit established policies Previously created files will have policies applied by a background, low priority task
  • 24. IBM Storage & SDI Directory 별 Parity 비율 설정 Object Based File Storage (Directory 별) 가변 Erasure Coding > ls /mnt/ ./app ß 8 + 2 ./home ß 2 + 2 ./temp ß 8 + 1 • Storage Cluster 내의 동일 File System내에서 Sub Directory 별로 별도의 Eraser Coding 가능 • 파일의 크기, 성능, 중요도 등에 따른 최적화된 Storage 구성 8 + 2 (Data) (Parity) Copies : 2+1 3+1 4+1 5+1 6+1 8+1 2+2 3+2 4+2 5+2 6+2 8+2 Erasure Coding : 3, 5 Copy 특장점
  • 25. IBM Storage & SDI 질문 : df 명령어에 대한 결과는? Object Based File Storage 파일 시스템 초기 생성시에는 개별 Disk의 전체 용량이 보임 • 개별 Disk 전체 용량을 2진수 용량으로 보여줌 (GiB, TiB, PiB) • Parity, Hot Spare 영역이 별도로 사전 할당되지 않음 ü 특히, Hot Spare Disk에 대한 별도의 지정 없음 Data 저장 시 Parity 영역이 함께 할당되는 방식임 • Erasure Coding 2+1 설정에서 1GiB 파일을 저장하면 1.5GiB의 영역이 할당됨 ü Disk 전체 용량에서 1.5GiB가 줄어 듬 ü 나머지 미 할당 전체 영역은 노드 또는 Disk 장애 시 복구를 위한 공간으로 쓰임
  • 26. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 26 Spectrum NAS 유연한 성능 및 용량 확장성
  • 27. IBM Storage & SDI Object Based File Storage 유연한 성능 및 용량 확장성 일반적인 File System의 Meta Data 저장 Architecture Database의 Table 구조와 유사 (다수의 Field로 구성된 Big Table) 파일 개수가 많아진다 = Table의 Record 수가 많아진다 = Record 조회성능이 떨어진다 = Meta data Access 성능이 떨어진다 Table 크기에 제한이 있다 = 최대 파일 개수에 제한이 있다 Spectrum NAS의 File System Meta Data 저장 Architecture Object Storage 구조와 유사 (Meta Data를 Object로 저장) • 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은 직접적인 연관 없음. • Meta Data 영역을 별도로 확보하지 않으므로 그 크기에 제한이 없음 à 파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음 특장점
  • 28. IBM Storage & SDI 유연한 성능 및 용량 확장성 Meta-Data Operation • 사용자 인터페이스 영역 • 사용자에게 친숙한 Directory 계층을 표현 • 메타데이터 저장 영역 • 디렉토리 및 그 하위 개체를 Envelope에 담아 하나의 Object로 저장 Gateway layer Storage layer
  • 29. IBM Storage & SDI 노드 추가에 따라 용량 및 성능 확장 유연한 성능 및 용량 확장성 l 매 노드 증설 시 마다, ü 용량 : 내장 Disk의 용량에 Erasure Coding 적용 후 가용 공간 만큼 증가 ü 성능 : 노드 모델에 따라 600MB/s ~ 5GB/s 의 Read 성능 증가 § 최대 노드 수 제한 없음. § 파일 시스템 최대 크기 제한 없음. 파일 시스템당 최대 파일 개수 제한 없음.
  • 30. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 30 Spectrum NAS TCO 최적화
  • 31. IBM Storage & SDI 보다 낮은 도입 비용 TCO 최적화 Commodity X86 Server를 사용하여 Cost Saving • 표준 X86 서버 및 IP Network • Low grade CPU 및 일반적인 서버 구성 사용
  • 32. IBM Storage & SDI Cost 최적화 TCO 최적화 성능, 효율성, 데이터 보호 극대화 등 고객 요구 환경에 최적화 Efficiency Performance Protection • Storage Tiering • Quota • Multitenancy • Latency 최적화 • Read/Write 성능 최적화 • 유연한 NIC 구성 • Sync. & Async. Replication • Snapshot • WORM, Encryption • Directory 별 Parity 비율 설정 비용 Vs. 효용의 Micro-Adjustment (미세조정)
  • 33. IBM Storage & SDI Directory 별 Parity 비율 설정 TCO 최적화 (Directory 별) 가변 Erasure Coding > ls /mnt/ ./app ß 8 + 2 ./home ß 2 + 2 ./temp ß 8 + 1 • Storage Cluster 내의 동일 File System내에서 Sub Directory 별로 별도의 Eraser Coding 가능 • 파일의 크기, 성능, 중요도 등에 따른 최적화된 Storage 구성 8 + 2 (Data) (Parity) Copies : 2+1 3+1 4+1 5+1 6+1 8+1 2+2 3+2 4+2 5+2 6+2 8+2 Erasure Coding : 3, 5 Copy 특장점
  • 34. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 34 Spectrum NAS 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 35. IBM Storage & SDI Spectrum NAS 적용 구성 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 • Standard x86 storage rich server 또는 VM • 모든 노드는 동일한 역할을 수행 à bottleneck 또는 hotspots 없음 • 4 노드에서 시작 à 노드 추가로 용량 및 성능 증설 ü N+2 Erasure Coding 적용 시, 2 노드의 동시 장애에도 시스템 중단 방지를 위해선 5 노드 구성 필요 • 최대 5개의 Storage Tier 구성 가능 ü 신규 Hardware 추가를 통한 신규 Tier 추가 가능 ü 각 Tier는 최소 4개의 노드로 구성 • Self healing cluster : 노드 또는 Disk 장애 시 자동 복구 • 무 정지 Upgrade & 용량 확장 하드웨어 구성을 완벽하게 확장 및 혼합 할 수 있도록 설계되어 있습니다.
  • 36. IBM Storage & SDI SW 스택에 통합된 Clustered Protocol 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 • Virtual FS와 Clustered Protocol은 하나의 Stack으로 코딩 되어 서로의 상태를 모니터링합니다. ü SMB 상태는 가상 파일 시스템에 저장되어 노드 장애 시 원활한 호스트 재 연결을 가능하게 합니다. ü 오픈 소스 코드가없는 프로토콜 계층은 새로운 노드추가 시 Scaling Protocol Function을 실행합니다. ü Write cache는 1개 또는 2개의 복제본으로 보호됩니다. § Default : 1 개의 복제본 ( = 2 copy) ü Read 또는 Write cache 영역은 Access pattern에 따라 동적으로 조정됩니다. ü Client connection failover를 위한 Virtual IP 지원 Data Store Layer Virtual File System Protocol Layer Virtual IP 오픈 소스가 없이 자체 개발하였기 때문에, 프로토콜 계층이 소프트웨어의 나머지 부분과 완전히 통합 되어 있습니다. 이로 인한 특징으로 한가지 예를 들면, SMB 프로토콜을 통해 작성된 파일을 NFS를 통해 즉시 액세스 할 수 있습니다. 특장점
  • 37. IBM Storage & SDI Write Operation – Cache Sync 37 l Cache Mirroring 지원 (2 Copy, 3 Copy) ü File별 Cache 복제 파트너 선정 ü Cache Mirroring à Off 가능 ü 지정된 시간 만큼 디스크로 내려쓰기 지연 가능 § 하나의 파일을 위한 다중 서버 읽기 Cache 구성 가능 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 38. IBM Storage & SDI Virtual IP 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 39. IBM Storage & SDI File Encoding 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 40. IBM Storage & SDI File Encoding 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 • File이 1GB보다 크면 Data 저장소에 1GB 크기의 여러 Data Object로 분할 저장됨 • 각각의 Data Object는 Policy에 정의된 File Erasure Coding 정책이 적용됨 • Data Objects는 각 노드의 상태(빈 공간, 성능 등)에 따라 최상의 노드가 선택되어 최적화된 저장이 이루어짐 • Erasure Coding 정책에 의해 만들어진 각 조각에는 128KB block 마다 Check Sum을 추가해 안정성을 극대화함 • 각 Envelope들은 해당 Directory에 포함된 모든 컨텐츠에 대한 정보를 저장함 (files and other directories + their metadata). 하나의 Envelope는 하나의 Data Object 로 저장됨 • 노드 또는 HDD에 장애가 발생하면 다른 모든 노드가 rebuilding에 참여함
  • 41. IBM Storage & SDI • 노드간 1대1 매핑 없음 • Data 위치 선택 조건 : ü 노드의 빈 공간 ü 지리적 위치 ü 현재 부하량 ü Tier 정책 ü Random 클러스터 내에서의 Data 배분 방식 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 42. IBM Storage & SDI 노드의 Health Check 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 • 모든 노드는 동일한 역할을 하므로 전체 Node의 Health Check를 하는 관리 노드 없음 • 각 노드들은 주기적으로 자기 상태를 알리는 Multicast Packet을 Cluster Network에 전송
  • 43. IBM Storage & SDI Self Healing 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 특징 : Erasure Coding 구조 중, Hot Spare 영역이 별도로 지정되어 있지 않고 Free Block이 Hot Spare를 대신 함. 특장점
  • 44. IBM Storage & SDI • ICAP protocol을 통해 지원 • 현재는 Symantec Protection Engine Anti- Virus server 만 지원 • 파일을 읽을 때, Anti-virus server에 바이러스 체크 의뢰가 이루어 짐 • 파일이 아직 Cache에 있고 Anti-virus definition Update가 없다면 파일을 다시 체크하지 않음 • 새로운 Anti-Virus Server의 적용을 위한 추가 작업이 진행 중임 Spectrum NAS Is this file good? Yes/No Anti-Virus Farm Anti-virus support for files 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화
  • 45. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 45 Spectrum NAS Data 보호 및 가용성 유지
  • 46. IBM Storage & SDI Directory 별 Snapshot 설정 Data 보호 및 가용성 유지 (Directory 별) Snapshot 설정 • 각 Sub Directory 별로 1,024개의 Snapshot 생성 가능 • Snapshot 정책이 폴더에 할당되면 모든 하위 폴더 및 파일에 유효 ü 하위 폴더에는 다른 Snapshot 정책 생성 불가 ü 하위 폴더에 새로운 Snapshot 정책을 할당하려면 상위 폴더에 적용된 Snapshot 정책을 제거한 다음 새 폴더 정책을 하위 폴더에 적용해야 함 Up to 1024
  • 47. IBM Storage & SDI Spectrum NAS – Replication Data 보호 및 가용성 유지 • Hybrid-Cloud (Async.-Replication) ü Snapshot based ü 이전 Snapshot과 비교 후 달라진 부분을 복제 ü 복수의 Target으로 복제 가능
  • 48. IBM Storage & SDI Deployment Model 48 Data 보호 및 가용성 유지 • 4대의 서버(노드)로 시작 à 노드만의 추가로 용량 및 성능 향상 ü4 노드 : 2 drive 장애 또는 1개의 전체 노드 장애 보호 ü5 노드 : 2개의 전체 노드 장애 보호 • Self healing cluster는 노드 및 Disk 장애로부터 Data를 보호합니다.
  • 49. IBM Storage & SDI Spectrum NAS Backup options Data 보호 및 가용성 유지 ü Backup with any backup application over NFS or SMB ü NDMP with Spectrum Protect and CommVault is coming soon (Expect end of Q1) ü Spectrum NAS NDMP is NOT same as traditional NDMP ü Spectrum NAS NDMP uses Snapshot diff to find changed files ü Traditional NDMP walks through file system to find changed file which is very slow ü Many customers simply use snapshots and replication for backup Note: The above points are about backing up Spectrum NAS. If you just want to use Spectrum NAS as a target for backup, then a direct NFS or SMB connection to Spectrum NAS
  • 50. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 50 Spectrum NAS 운영 효율 및 관리 편의성
  • 51. IBM Storage & SDI Easy to Use and Manage 운영 효율 및 관리 편의성 Management Tool Management Tool Management Tool Unconfigured servers + Spectrum NAS software Name the servers Connect to a network Run server wizards Run cluster wizard Setup is complete
  • 52. IBM Storage & SDI Object Based File Storage 유연한 성능 및 용량 확장성 일반적인 File System의 Meta Data 저장 Architecture Database의 Table 구조와 유사 (다수의 Field로 구성된 Big Table) 파일 개수가 많아진다 = Table의 Record 수가 많아진다 = Record 조회성능이 떨어진다 = Meta data Access 성능이 떨어진다 Table 크기에 제한이 있다 = 최대 파일 개수에 제한이 있다 Spectrum NAS의 File System Meta Data 저장 Architecture Object Storage 구조와 유사 (Meta Data를 Object로 저장) • 파일 개수가 많아지는 것과 조회 성능은 직접적인 연관 없음. • Meta Data 영역을 별도로 확보하지 않으므로 그 크기에 제한이 없음 à 파일시스템 내의 최대 파일 개수 제한 없음 특장점
  • 53. IBM Storage & SDI Object Based File Storage 유연한 성능 및 용량 확장성 일반적인 File System의 Meta Data 저장 Architecture DB Table의 Field 수가 많아지면… = Record 조회성능이 더 많이 떨어진다 = Meta data Access 성능이 더 많이 떨어진다 ∴ Field의 수를 최대한 줄여야 한다 Spectrum NAS의 File System Meta Data 저장 Architecture Meta Data를 Object로 저장 = 하나의 Object의 크기와 다른 Object의 읽기 성능과는 관련이 없다 = 각 파일의 Meta Data Object에 다양한 정보를 기록할 수 있다 • 각 파일은 Erasure Coding, tiering, replication, WORM, retention option 등을 개별적으로 설정할 수 있는 저장 정책을 만들 수 있다 특장점 개별 파일의 특성에 대한 다양한 설정을 Meta Data를 통해서 할 수 없다.
  • 54. IBM Storage & SDI Spectrum NAS – File Policies 신뢰성, 정합성, 안전성 극대화 File policy is an optional feature to automatically apply actions to selected files in a folder Policy filters include File type, age Policies apply to: Erasure encoding level, media tier, data encryption, retention and WORM New files created will inherit established policies Previously created files will have policies applied by a background, low priority task
  • 55. IBM Storage & SDI Spectrum NAS - Multitenancy 운영 효율 및 관리 편의성 Multi-tenancy Feature Spectrum NAS Comments Separate File Systems ✓ Separates data between tenants Separate Networks ✓ Separate networks – NICs or VLANs Separate Authentication ✓ Separate AD, LDAP, etc QoS ✕ Guarantee Quality of Service Role Based Access ✕ Advanced vs Standard user Charge Back ✕ Metering of usage by tenant • 한 개의 스토리지 클러스터에 복수개의 분리된 Domain 및 File System 생성 가능 • 각 Domain과 File system은 전용 IP, 인증 방식, 프로토콜 집합 등을 다르게 구성할 수 있다. • CPU, Cache, Storage 저장공간 등은 모든 Domain들이 공용으로 사용할 수 있다.
  • 56. IBM Storage & SDIIBM Storage & SDI © Copyright IBM Corporation 2018 56 Performance Benchmarks
  • 57. IBM Storage & SDI Performance POC Environment Performance Benchmarks Each node is configured with: 12 HDDs, 4 TB each 2 NVMe drives, for cache 375 GB each Data protection: 2+1 Total cluster capacity = 170 TB SuperMicro SuperServer x3650 M5, model 8871-AC1 CPU : 2 * Intel Xeon Silver 4114 (13.75 MB cache @ 2.2GHz, 10 cores, 2400MHz Memory Clock * 6 channel, max 48 PCIe lane) https://ark.intel.com/products/123550/Intel-Xeon-Silver-4114-Processor-13_75M-Cache-2_20-GHz Memory: 96GB (Configured 2400 MHz, Physically 2666MHz) 8GB * 12 channel for maximum channel configuration Network: 10GbE, Mellanox Dual Port SFP+ ConnectX-3 Pro based adapter (two NIC with two ports each) Drives: 12x 4TB 7200 rpm HGST NL-SAS; 2x Intel Optane P4800X 375GB PCIe NVMe https://www.intel.com/content/www/us/en/products/memory-storage/solid-state-drives/data-center-ssds/optane-dc-p4800x-series.html Public Network: 10 GbE Private Network Public Network LACP Bond 3+4 LACP Bond 3+4 or balance-alb
  • 58. IBM Storage & SDI 기본 설정 Performance Benchmarks - 2+1 Erasure Code (1 fault resiliency) : 67 % utilization (33 % parity) - 1-cache Replication @ Cluster config - Read/Write Cache with RAM Cache Enable @ Node config / Gateway - Disable disk write cache @ Node config / Storage - NFSv4 test only
  • 59. IBM Storage & SDI Single Stream (by dd) Performance Benchmarks 4 GB file 16 개 각 노드 당 4 GB file 16 개, 총 64 개 파일 1 Client Test Write : 762 MB/sec (726 MiB/sec) Read : 1209 MB/sec (1153 MiB/sec) 4 Client Test (Single stream each) Write : 3.0 GB/sec (2.8 GiB/sec) Read : 4.8 GB/sec (4.5 GiB/sec)
  • 60. IBM Storage & SDI Multi Stream (by vdbench) Performance Benchmarks 각 Client 당 120 MB file 270개, 총 8640개 파일, 총 1TB • 32 Client Test (8 client / 4 node each) • - Write : 2225 MB/sec • (3228.5 MB/sec – no replication, cache mode : write only) • - Read : 4967 MB/sec • - Mixed • Read 60% : 2583 MB/sec • Read 80% : 3899 MB/sec • Read 90% : 4424 MB/sec
  • 61. IBM Storage & SDI Rackmount Node 외형 Performance Benchmarks 2RU LFF(3.5”) 12-bay 3RU LFF(3.5”) 16-bay 2RU SFF(2.5”) 24-bay 4RU SFF(2.5”) 48-bay 4 server
  • 62. IBM Storage & SDI Thank You. IBM Storage & SDI