Agenda

Armazenamento

Arrays – Storages Inteligentes

3 noticias

23/05/2011 2

Crescimento constante

Uma explosão inacreditável de dados vai acontecer

nos próximos anos

Somando tudo o que temos no mundo temos 1.2 ZB de

dados (Um Zetabyte é um bilhão de trilhões de bytes)

Em 2020 serão 35 ZB (um crescimento de quase 30x

em 8 anos)

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Porque Armazenar a Informação

Universo Digital – Explosão da informação

O século 21 é o da era da informação

Somos dependentes da tecnologia

Exemplo: sites de rede social, e-mails, website de

compartilhamento de vídeo e fotos, compra online,

engines de pesquisa, etc

O gerenciamento da informação é o grande desafio

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Evolução no armazenamento de dados

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Componentes de um disco

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Interface

Controller

Power Connector

HDA

Desempenho de um Disco

Dispositivo Eletromecânico

Impacta de forma geral o desempenho no

armazenamento

Tempo de serviço do disco

Tempo que leva para o disco completar a requisição

de I/O que é a soma de

Seek Time

Rotational Latency

Data Transfer Rate

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Seek Time

Tempo de

posicionamento da

cabeça de leitura e

gravação.

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Rotational Latency

Depende da velocidade de

rotação do disco

Media de rotational latency

Metade do tempo de uma

rotação inteira

Appx. 5.5 ms para disco

5400 rpm

Appx. 2.0 ms para disco

15000 rpm

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Rotational delay (em sec) = 0.5/(RPM/60)

Data Transfer Rate

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Interface Buffer HBA

Disk Drive

Transfer rate interna é medida aqui

Transfer rate externa é medida aqui

Head Disk Assembly

Media de montante de dados transferidos por determinado

tempo (MB/s)

Transfer Rate Interno

Velocidade que um dado se move de uma trilha até o

buffer interno do disco

Transfer Rate Externo

Velocidade da interface até o host

Utilization vs. Response time (Little´s Law)

O tempo de resposta tende a crescer exponencialmente

quando a utilização esta acima de 70%

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0% 100% Utilization

Cotovelo da curva: o disco

Tamanho de fila baixo

70%

Esta em torno de 70% de utilização

Desafio

Vamos considerar que uma aplicação requer uma

capacidade de armazenamento de 1TB e executa 4900

IOPS.

O tamanho do I/O da aplicação é de 4KB

Como essa aplicação é critica, o tempo de resposta

deverá estar dentro de padrões aceitáveis.

Especificações disponíveis do disco:

Capacidade = 100 GB

15000 RPM

5 ms media de seek time

40MB/sec de transfer rate

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Quantos discos são necessários para esta aplicação ?

Solução

O tempo para executar um I/O é a soma do seek time,

rotational latency e transfer time.

5 ms+0.5/(15.000/60)+4KB/(40MB/sec)= 7,1msec

Então calculamos o numero máximo de IOPS um disco

pode executar.

1 sec / 7,1 msec = 140 IOPS

Para ter um tempo de resposta aceitável, temos que

controlar nossa utilização para que obedeça a Little´s

Law, ou seja fica abaixo dos 70%.

140 IOPS x 0,7 = 98 IOPS

Então podemos dizer que

Capacidade: 10 discos

Performance: 4.900/98 = 50 discos 23/05/2011 13

Evolução na Arquitetura

IP SAN

Multi Protocol

Router

SAN / NAS

FC SAN LAN

RAID Array

JBOD

Internal DAS

Time

RAID – Redundant Array of Independent Disks

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Este Não Este

Porque RAID ?

Limite de performance para um disco único.

Tempo de vida medio de um disco (MTBF)

Exemplo: Se o MTBF de um disco é de 750.000 horas e

temos 1000 disco, a probabilidade de um disco falhar

é de 750 horas.

As vantagens dessa utilização é:

Melhorar a Capacidade

Alta Disponibilidade

Melhorar a performance

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Tipos de RAID

Espelhados (Mirror, penalidade 50%)

RAID 1

RAID 1/0 – 10 -1+0

Paridade (penalidade de 1 disco)

RAID 0

RAID 3

RAID 4

RAID 5

RAID 6

Já existe RAID com 4 paridades.

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Comparação entre RAID´s

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RAID Min

Disks

Storage

Efficiency % Cost Read Performance Write Performance

0

2

100

Low

Very good for both random and sequential

read Very good

1

2

50

High

Good

Better than a single disk

Good Slower than a single

disk, as every write must be committed to two

disks

3

3

(n-1)*100/n where n= number of

disks

Moderate

Good for random reads and very good for sequential reads

Poor to fair for small random writes Good for large,

sequential writes

5

3

(n-1)*100/n where n= number of

disks

Moderate

Very good for random reads

Good for sequential reads

Fair for random write Slower due to parity

overhead Fair to good for

sequential writes

6 4

(n-2)*100/n where n= number of

disks

Moderate but more

than RAID 5

Very good for random reads

Good for sequential reads

Good for small, random writes

(has write penalty)

1+0 and 0+1

4 50 High Very good Good

Penalidades em RAID 5

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Ep new

RAID Controller

2 XOR

+ - = E4 old Ep old E4 new

P0 D1 D2 D3 D4

Array–Sitema de Armazenamento Inteligente

CX4- 960 (modelo Midrange)

Suporta portas de FC de

8Gb/s ou iSCSI de 10 Gb/s

(FCoE)

960 discos

600 TB de capacidade

nominal

32 GB de memoria Cache

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Array–Sitema de Armazenamento Inteligente

Symmetrix – DMX4 –

(modelo High-end)

Suporta portas FC de 8

Gb/s , portas iSCSI de

10Gb/s (FCoE) e portas

para Mainframe (Escon,

Ficon)

1920 discos

1,92 PB de

capacidade nominal

128 GB de Memoria

Cache

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Componentes de um Array

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Host

Connectivity

FC SAN

Front End Back End

Cache

Physical Disks

Intelligent Storage System

Como podemos melhorar nossa performance ?

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Disco Convencional

Tem toda a demora associado aos

dispositivos mecânicos

Seek time

Rotational latency

Maior consumo de energia associado aos

dispositivos eletromecânicos

Enterprise flash drive

Melhor “throughput” por disco

Sem partes mecânicas

Melhor desempenho e consistência de I/O

Econômico em relação a energia

Requer menos energia por GB

de armazenamento

Requer menos energia por IOPS

Enterprise Flash Drives – Benefícios

Melhor Performance

30 vezes mais IOPS

Menos de 1 msec de

tempo de serviço

Melhor confiabilidade

Sem partes moveis

Muito mais rápido

para a reconstrução

depois de falhas

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IO per second

Resp

onse

Tim

e

1 Flash drive

1@15K Fibre Channel drive

10@15K Fibre Channel drives

30@15K Fibre

Channel drives

1ª NOTICIA

A MÁ

NOTÍCIA

23/05/2011 25

A Má Notícia

23/05/2011 26

2ª NOTICIA

A BOA

NOTÍCIA

23/05/2011 27

Boa Notícia

23/05/2011 28

Atualmente existem 700 mil profissionais de TI

(Tecnologia da Informação) no Brasil

Porém existem 750 mil postos de trabalho

3ª NOTÍCIA

A NOTÍCIA

EXCELENTE

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A Notícia Excelente

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Em 2012 serão 850 mil profissionais de TI no

Brasil

Existirão 950 mil vagas

Não se acomodem. Continuem Procurando

23/05/2011 31

“Não quero faca nem queijo,

quero é fome...”

Adélia Prado

OBRIGADO

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