EMC Il Data Center Moderno (it)

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In questo post parleremo del “Modern Data Center” e cioè della visione di Dell EMC circa il futuro del data center e di come questo possa evolvere traendo vantaggi dai più importanti trend tecnologici.

Ci sono 5 pilastri fondamentali per la realizzazione di un Modern Data Center : Flash, Software Defined, Cloud e Trusted.

L’adozione combinata di tali elementi permetterà di trasformare l’IT e di conseguenza il valore di business che questo può generare.

 

EMC Modern Data Center Pillars
EMC Modern Data Center Pillars

Flash: un data center moderno sfrutta la tecnologia flash nella maggior parte delle architetture possibili. La tecnologia Flash viene normalmente associata ad un incremento delle performance a livello applicativo e quindi all’incremento di lavoro che è possibile svolgere in una determinata unità di tempo. L’incremento di performance è forse l’aspetto più evidente della tecnologia flash, ma di pari importanza è sicuramente la maggiore efficienza, da un punto di vista di power, cooling e spazio, della architetture che lo impiegano.

Software-defined: la necessità di dover fornire sempre servizi e nuove applicazioni in tempi sempre più rapidi richiede processi automatizzati e semplificati in grado di evitare errori durante la fase di delivery

Scale-out: per scale out si intende la possibilità di avere architetture in grado di scalare sia da un punto di vista capacitivo ma – soprattutto – computazionale al crescere delle esigenze applicative; la presenza di molteplici applicazioni concorrenti sugli stessi apparati, comportano workload misti su apparati sempre più capacitivi. Le architetture di tipo scale-out sono assolutamente necessarie per sostenere le richieste attuali e future di un data center moderno.

Cloud: nella continua ricerca di massimizzare efficienza e valore, il cloud rappresenta un altro pilastro di un data center moderno.  Una architettura deve consentire di integrare e far funzionare insieme storage e cloud per sfruttare la potenza del flash e la flessibilità del cloud.

Trusted: naturalmente all’interno di un DC moderno, quando vengono create soluzioni complesse, l’intera infrastruttura deve essere affidabile sia dal punto di vista dei singoli componenti (high availability), della protezione del dato (pensate a RSA), che della loro integrazione .

Il primo pilastro che ho menzionato è il Flash. Vorrei in questa parte del post approfondire e declinare il concetto di flash all’interno della visione di EMC.

Flash media, un nuovo paradigma

Non è nessuna novità dire che oggi ci troviamo di fronte ad uno “shift” o nuovo paradigma tecnologico e che questo paradigma riguarda un cambio nel “media” di memorizzazione dei dati.

Vediamolo in prospettiva. Nel grafico seguente (Wikibon, 2015) possiamo vedere un’area che rappresenta l’investimento in unità flash nel corso degli ultimi 4 anni.

 

EMC Modern Data Center Paradigm
EMC Modern Data Center Paradigm

Fino a qualche anno fa,per ogni 100 dollari investiti in unità tradizionali (dischi rotazionali o “spinning” disks) l’investimento in dischi flash era

EMC Modern Data Center Flash Shift
EMC Modern Data Center Flash Shift

solo 1 dollaro. Ma come si può facilmente notare nel grafico, nel corso dei prossimi 10 anni questo cambierà completamente; i data center saranno completamente flash e la spesa per i dischi flash sarà 100X rispetto a quella per i drive tradizionali.  Quindi siamo di fronte ad un cambiamento dfondamentale nel nostro settore e questo è il motivo per cui Dell EMC ha annunciato che il 2016 è “l’anno del flash” per tutto il “Primary Storage”. Ha infatti ormai poco senso investire su dischi tradizionali, cioè su unità disco che dove non ci sono più sviluppi da ormai 16 anni.

Applicazioni e carichi di lavoro (workloads) diversi hanno requisiti prestazionali, di data services (copie locali, copie remote, ecc) e capacitivi diversi. Infatti, la diversificazione di applicazioni e workload definisce quale architettura utilizzare. Per esempio, una architettura pensata per OLTP potrebbe non essere adatta per l’archiving di video, mentre HPC oppure in-memory apps richiedono una infrastruttura differente.

Per Dell EMC il Primary Storage rappresenta tutto ciò che è possibile inserire in una SAN e che può essere acceduto dagli host.  Vedremo di seguito le principali architetture EMC di Primary Storage, ma prima elenchiamo brevemente quali sono i principali driver nell’ adozione del flash.

Migliore TCO: sicuramente flash è sinonimo di migliore TCO. Una architettura flash prevede l’utilizzo di un minor numero di dischi per raggiungere una determinata performance rispetto alla tecnologia tradizionale (dischi rotazionali). La quantità di iops è funzione del numero di drive o meccaniche : con i dischi tradizionali è richiesto un numero molto maggiore di meccaniche per raggiungere le performance che possono essere ottenute con poche unità flash. Questo significa, nel caso di una architettura basata su dischi flash, una maggiore efficienza di spazio e di power & cooling.

Affidabilità: i dischi flash hanno una affidabilità maggiore, i dischi flash si “usurano”, cioè hanno una vita prevedibile che dipende del numero di scritture, ma il loro MTBF è molto maggiore.  Questo porta ad estendere il periodo di “refresh tecnologico”.

Minor numero di host richiesti: come è noto, in una tipica infrastruttura, il tempo di attesa per ricevere i dati dallo storage è una funzione della latenza (Response Time). I dischi flash consentono di ridurre notevolmente il RT complessivo incrementando la capacità di lavoro (maggior numero di iops) dei server.

Ora, queste sono le promesse del flash e a questo punto si potrebbe pensare che la sola adozione di dischi flash all’interno di una architettura porta automaticamente i benefici elencanti sopra. I realtà, per sfruttare le potenzialità del flash, serve una architettura hardware e software sviluppata appositamente per questo tipo di media. Cosa significa un array progettato per il flash? L’inserimento di dischi flash all’interno di una architettura tradizionale o “ibrida” può sicuramente fornire un aumento di performance ma il punto è : questo incremento di performance sarà costante nel tempo? E soprattutto, quale sarà l’impatto sulle performance con tutti i data services (compressione, deduplica, copie, ecc) accessi?

Ogni soluzione All Flash del portfolio EMC implementa una serie di accorgimenti necessari per rendere l’architettura prevedibile dal punto di viste delle performance, anche con tutti i data services attivi. L’argomento va oltre lo scopo di questo articolo. Potete trovare queste informazioni in altri post all’interno del sito.

Ad oggi, nessun altro vendor ha fatto più investimenti e acquisizioni in tecnologia flash di EMC.

Basta pensare a XtremIO, il nostro primo array di tipo All Flash che da solo, in solo due anni dalla GA ha raggiunto un market share WW pari al circa il 40%. Allo stesso modo, è possibile guardare a DSSD, tecnologia unica sul mercato, che utilizza il protocollo NVMe su PCIe per ottenere RT dell’ordine dei micro secondi.

EMC ALL FLASH, un portfolio completo

Come accennato in precedenza, è la tipologia di workload e la richiesta applicativa a definire l’architettura e in base questo, le soluzioni del portfolio possono essere divise in macro-categorie. Cosi troviamo soluzioni di tipo “mid-range”, “high-end” ed una categoria unica nel suo genere; il “rack scale Flash”.

Mid-range: con questo nome vengono identificate le soluzioni tipo “dual-controller” capaci di scalare verticalmente (scale-up) ma non orizzontalmente (scale-out). Hanno una crescita limitata. Possono avere tanti drive ma dal punto di vista computazionale (controller di front-end) non è possibile crescere ulteriormente.

In questa macro-categoria c’è Unity, un array introdotto a metà del 2016 e pensato per il Flash.

Unity rappresenta l’espressione più avanzata di semplicità e valore dello storage nel mercato dell’all-flash storage mid-tier, poiché riesce a coniugare l’estrema potenza di una progettazione all-flash con una semplicità assoluta. La progettazione all-flash di Unity consente una protezione dei dati integrata (replica locale, replica remota), data service evoluti (compressione), e una gestione basata su cloud.

Unity supporta in un ambiente unificato file, block e VMware VVols.

Unity può essere anche implementato come VSA (Virtual Storage Appliance) su VMware ESXi server. In questo modo è possibile creare ambienti di storage condiviso con i protocolli NAS e iSCSI SAN e i data service compatibili con le piattaforme hardware Unity.

EMC Modern Data Center Unity
EMC Modern Data Center Unity

 

High-end: XtremIO, e VMAX AF (All Flash), introdotto ad inizio del 2016, costituiscono il segmento high-end.

XtremIO: XtremIO è uno storage array All-Flash che è stato progettato interamente per garantire tutto il potenziale in termini di prestazioni della tecnologia Flash e per offrire funzionalità che sfruttano le proprietà delle unità SSD. Il sistema è stato progettato anche per fornire una pianificazione minima. XtremIO si basa su un’architettura scale-out che consente la creazioni di un cluster di unità dove la scalabilità è lineare dal punto di vista capacitivo e computazionale, offrendo latenza e throughput sempre prevedibili. XtremIO implementa una serie di servizi evoluti di DRR (Data Reduction) sempre “on-line” quali deduplica e compressione senza impatti prestazionali. Un meccanismo di copia locale unico nel suo genere consente di creare virtual copies (snaps) efficienti a livello di spazio.

EMC Modern Data Center XtremIO
EMC Modern Data Center XtremIO

 

VMAX All Flash: VMAX è stato sempre l’array di riferimento nel mondo high-end e il nuovo VMAX AF (All Flash) ne eredita tutte le funzionalità RAS (Reliability, Availability e Serviceability) e data services evoluti .

Nel VMAX AF sono stati implementati tutta una serie di sviluppi sia architetturali che software per far sì che l’array possa sfruttare al meglio la tecnologia Flash, sia a livello di un utilizzo più efficiente dei dischi SSD che dal punto di vista prestazionale, mantenendo sempre un basso Response Time (RT).

Un basso RT è un aspetto fondamentale di questa tecnologia perché, in ultima analisi, non sono gli iops che un array flash può erogare a determinare un valore per il business, ma il RT. E’ da questo valore che dipende la quantità di lavoro che è possibile fare in una determinata finestra temporale.

 

EMC Modern Data Center VMAX All Flash
EMC Modern Data Center VMAX All Flash

Questi sviluppi consentono inoltre al VMAX AF di utilizzare il meno possibile i dischi Flash.

Come si sa, i drive SSD sono pensati per leggere ma non per scrivere, oppure, detto in un altro modo, sono molto più efficienti nelle letture che nelle scritture.

Il VMAX AF ha una enorme quantità di cache dove vengono implementati algoritmi che servono a mantenere i dati il più tempo possibile in cache ed avere quindi la possibilità che questi siano sovra-scritti (sempre in cache) se necessario. Questo abbassa il tempo di risposta e riduce il numero di scritture verso il back-end. Nel caso del VMAX AF, tutte le scritture avvengono sempre in cache, quindi con un RT di circa 200-300 micro-secondi. Per quanto riguarda le letture, alcune verranno soddisfate dalla cache (quindi di nuovo in 200-300 micro-secondi) mentre altre verranno fatte sugli SSD (quindi circa 1 millisecondo). In questo modo, considerando il valore medio di questi tempi di accesso, possiamo dire che un VMAX AF avrà un RT costante pari a circa 0.5 millisecondi.

Un altro aspetto fondamentale del VMAX AF è la sua affidabilità. VMAX AF è stato architettato come un array di tipo enterprise, con tutte le specifiche di più alta affidabilità , al punto da avere tanti punti di NON fault.  Per finire, VMAX AF è un array con capacità sia di scale-out che scale-up.

Rack-scale flash: DSSD è un nuovo segmento di mercato. DSSD è la prima implementazione industriale di un array basato sulla tecnologia PCIe-NVMe. Per dare una idea di cosa è DSSD pensiamo che se uno storage array è in grado di fornire tempi di accesso dell’ordine di 1 millisecondo, questa nuova soluzione consente di avere RT dell’ordine dei micro secondi!!

 

EMC Modern Data Center DSSD
EMC Modern Data Center DSSD

DSSD è stato progettato per specifici use cases, dove performance eccezionali (10 milioni di iops) ed un bassissimo RT (100 micro secondi) possono offrire importanti vantaggi competitivi. Pensiamo per esempio alle applicazioni di fraud-detection, nelle quali quanto prima riuscirò ad intercettare una attività fraudolenta, tnato maggiore sarà il saving in termini economici e di immagine. Oppure applicazioni quali database che richiedano performance pari agli in-memory. Se con una tecnologia flash tradizionale possiamo analizzare i dati “fotografati” ad un determinato point-in-time, con DSSD possiamo analizzare i dati mentre succede qualcosa e cioè avere un vero in real-time analytics.

Data Center Moderno = Modello di Business Moderno

Tornando a quanto accennato all’inizio del post, un data center moderno deve implementare non solo le tecnologie più evolute e più semplici da utilizzare, ma anche le tecnologie più semplici da configurare e acquistare. In questo senso, all’interno del portfolio Dell EMC All Flash, tutti i prodotti hanno sia  un modello di licensing di tipo all inclusive che una garanzia del mantenimento del costo della manutenzione (definito al momento dell’acquisto) per tutta la vita dell’apparato. Tutto questo per promuovere un più lungo life-cycle della soluzione.

EMC Modern Data Center Business Models
EMC Modern Data Center Business Models

Per concludere, come possiamo partire nel processo di modernizzazione del data center?

Soprattutto, come possiamo farlo conoscendo “a priori” quali sarebbero i vantaggi?

Data Center KPIs & FlashSessment

Il modo migliore è avere una “baseline” dei più importanti KPI misurati come “AS-IS” simulando un “TO-BE” che ci permetta di conoscere gli impatti di business, performance, operations, ecc di una eventuale implementazione.

EMC offre un semplice servizio (free) chiamato FlashSessment. Un FlashSessment è un assessment della infrastruttura attuale che serve a studiare le macchine e le applicazioni oggetto di un possibile refresh tecnologico per misurare e quantificare gli impatti che ci sarebbero in termini di performance, efficienza (power, cooling, spazio) e i vantaggi di business e operations con il passaggio ad una di queste moderne infrastrutture Flash.

EMC Modern Data Center Flashsessments
EMC Modern Data Center Flashsessments

 

In questo modo, grazie ad un FlashSessment,  è possibile avere una proposta completa in grado di dimostrare il reale valore di una soluzione EMC All Flash nel percorso di evoluzione verso un data center di tipo moderno.

EMC Modern Data Center Big Picture
EMC Modern Data Center Big Picture

 


Per ulteriori informazioni:

L’ascesa del Modern Data Center