Im Test: Hitachi Data Systems AMS1000
Midrange-Speicher mit Highend-Funktionen
Die AMS-Systeme von Hitachi Data Systems (HDS) stellen auch kleineren Unternehmen leistungsfähige Funktionen für das Speichermanagement zur Verfügung. Neben der Skalierbarkeit überzeugte im LANline-Test vor allem die Flexibilität der AMS1000, die sich mit FC- und SATA-Disks bestücken lässt.
Mit den AMS-Systemen (Advanced Modular Storage) hat Hitachi Data Systems eine neue
Speichersystemfamilie entwickelt, die nun auch kleineren und mittelständischen Unternehmen
Funktionen zugänglich macht, die bisher Enterprise-Systemen vorbehalten waren. Dazu zählen unter
anderem die synchrone Datenreplikation über größere Entfernungen hinweg, ein
Cache-Partition-Manager sowie virtuelle Host-Ports, die es ermöglichen, unterschiedliche
Betriebssysteme gleichzeitig an demselben Port zu betreiben.
Die Storage-Arrays unterstützen zudem einen Mischbetrieb von leistungsfähigen Fibre-Channel- und
kostengünstigen SATA-Festplatten, wodurch sie sich flexibel einsetzen lassen. Die Migration der
Daten zwischen den verschiedenen Storage-Klassen ist dabei innerhalb eines AMS-Systems im laufenden
Betrieb möglich. Die Multiprotokollfähigkeit der Speichersysteme sorgt ebenfalls für eine hohe
Flexibilität. Die Host-Systeme lassen sich sowohl per FC als auch per kostengünstigerem iSCSI mit
den AMS-Arrays verbinden. Ein NAS-Blade kann darüber hinaus die Speicherressourcen auch über
Filesystem-Protokolle wie CIFS und NFS bereitstellen.
Gut skalierbar
Die AMS-Familie setzt sich aus dem kleinsten Modell AMS200 mit bis zu 105 Platten und 40 TByte
Speicherkapazität, der mittelgroßen AMS500 mit maximal 224 Platten für knapp 90 TByte Speicherplatz
und dem größten Modell AMS1000 zusammen, das mit bis zu 450 Platten rund 175 TByte bereitstellen
kann. Die Kapazitätsangaben beziehen sich auf eine Bestückung mit 500-GByte-SATA-Festplatten.
Kommen 300-GByte-FC-Disks zum Einsatz, liegen die Werte entsprechend niedriger. Die beiden
kleineren Modelle lassen sich jeweils nur mit einem der drei Protokolle FC, iSCSI oder NAS
betreiben. Das AMS1000-System dagegen unterstützt zwei von ihnen gleichzeitig, wobei beliebig
kombiniert werden darf.
Zum LANline-Test trat das Flaggschiffmodell AMS1000 an, das die Thunder 9585V ablöst. Es
unterscheidet sich von den kleineren Modellen dadurch, dass die Storage-Controller eine separate
Einheit bilden. Bei der AMS500 und der AMS200 sind die ein bis zwei Controller in das erste
Disk-Gehäuse integriert, das bis zu 15 Festplatten aufnimmt. Die AMS-Systeme unterstützen ein
Upgrade zum jeweils nächstgrößeren System, indem die Controller ausgetauscht werden. Auf diesem Weg
lässt sich eine AMS200 zu einer AMS500 aufbohren und diese wiederum zu einer AMS1000 hochrüsten.
Bei der AMS1000 verfügt jeder der zwei Controller über vier Ports, die sich paarweise mit FC-Ports
oder mit Gigabit-Ethernet-Modulen für die iSCSI-Anbindung bestücken lassen. Die NAS-Funktionalität
wird über ein eigenes Blade bereitgestellt.
Aufbau der Testumgebung
Für den Test der AMS1000 kam ein 2-Wege-Intel-Server vom Typ Maxdata 2210 zum Einsatz, der mit 4
GByte RAM und zwei Host-Bus-Adaptern (HBAs) von Qlogic bestückt war. Als Betriebssystem verwendete
er Windows 2003 SP1. Die SAN-Anbindung erfolgte über einen 2-GBit/s-FC-Switch Silkworm 3200 von
Brocade. Damit die beiden HBAs des Servers und die beiden FC-Ports der AMS1000 miteinander
kommunizieren konnten, war auf dem FC-Switch ein entsprechendes Zoning konfiguriert. Die erste Zone
umfasste den HBA1 und den AMS-Port 0C, der mit dem Controller 0 verbunden war. In die zweite Zone
wurden der HBA2 und der AMS-Port 1C mit dem Controller 1 aufgenommen.
Für das Multipfadmanagement kam der HDLM Dynamic Link Manager 5.8 von HDS zum Einsatz. Ist ein
Server bei einer redundanten Anbindung über zwei Pfade mit den beiden Controllern verbunden,
konfiguriert das HDLM-Tool diese automatisch für den Aktiv/Passiv-Betrieb. Schließt der
Administrator dagegen beide HBA-Verbindungen an denselben Controller an, erfolgt ein
Aktiv/Aktiv-Load-Balancing über beide Ports hinweg. Soll eine redundante Konfiguration im
Aktiv/Aktiv-Betrieb arbeiten, muss der Server über vier Ports (zwei pro Controller) mit der AMS1000
verbunden sein.
Konfiguration der AMS1000
Die Verwaltung der AMS1000 erfolgt über das Java-basierende Tool "Storage Navigator Modular",
dessen Oberfläche manuell zu aktualisieren ist. Zusätzlich ist in den Storage-Controller ein
Webserver integriert, über den sich Konfiguration und Zustand des AMS1000-Systems schnell per
Browser anzeigen lassen.
Ein weiteres Werkzeug ist das so genannte Command Control Interface (CCI). Es ist nötig, um
verschiedene Funktionen wie Shadow Image oder True Copy zu konfigurieren. Der Administrator
installiert das Kommandozeilen-Tool auf einem Server und weist ihm anschließend eine spezielle
Kontroll-LUN der AMS1000 zu, über die sich Konfigurationsbefehle In-Band ausführen lassen. Ein
weiteres standardmäßig mitgeliefertes Kommandozeilenwerkzeug ist das Storage-Navigator-CLI. Mit ihm
kann der Administrator unter anderem neue LUNs skriptgesteuert anlegen.
Für den LANline-Test wurde die AMS1000 gewählt und mit einer FC- und einer
SATA-Erweiterungseinheit bestückt. Anschließend ging es daran, die Controller- und
Disk-Gehäuse-Ports nach den Vorgaben des ACE-Tools miteinander zu verkabeln. Dann galt es, das
SATA-Shelve mit acht 400-GByte-SATA-Disks (7200 rpm) zu bestücken. In die FC-Platteneinheit waren
acht 300-GByte-FC-Disks (10k) eingebaut. Sobald der Administrator eine neue Platte einsteckt,
überprüft der AMS1000-Controller automatisch, ob die Firmware der Disk aktuell ist und führt bei
Bedarf ein Update durch.
Im nächsten Schritt stand mit dem Tool Storage Navigator Modular aus den acht SATA-Disks die
Konfiguration eines Raid 6 an (6+2). Bei den FC-Platten wurden vier Disks zu einem Raid-5-Verbund
(3+1) zusammengefasst, die anderen vier zu einem Raid 1+0 (2+2). Die Festplatten für ein Raid-Set
müssen nicht mehr wie früher am Stück von links nach rechts gewählt werden, sondern der Controller
kann hierfür beliebige freie Platten verwenden. Die Hot-Spare-Festplatte ist immer als globales
Ersatzlaufwerk konfiguriert und darf auch größer als die Original-Disk sein, die es ersetzen
soll.
Nachdem die Raid-Sets konfiguriert waren, legten wir für die weiteren Tests auf jeden
Raid-Verbund eine 100-GByte-LUN. Die Controller der AMS-Familie sind nun in der Lage, LUNs online
zu formatieren, sodass der Administrator sie sofort dem gewünschten Server zur Verfügung stellen
kann. Neu ist auch, dass sich die Stripe-Size wählen lässt, wobei die Controller neben der
Default-Einstellung von 64 KByte die Stripe-Größen 256 und 512 KByte unterstützen. Der
Systemverwalter kann zudem festlegen, welcher Controller eine LUN standardmäßig verwaltet und auf
diesem Weg eine statische Lastverteilung einrichten.
Zur Leistungsoptimierung trägt auch die Cache-Partitionierung der AMS1000 bei. Zum einen ist es
möglich, eine AMS1000 in mehrere Cache-Partitionen aufzuteilen. So kann der Administrator zum
Beispiel die LUNs der SATA-Disks einer mit weniger Ressourcen ausgestatteten Cache-Partition
zuweisen und die schnelleren FC-Disks einem leistungsfähigeren Cache-Bereich. Dadurch ist das
Tiered-Storage-Konzept innerhalb eines AMS1000-Systems nicht nur durch die unterschiedlich
leistungsfähigen Platten, sondern gleichzeitig auch durch die ihnen zur Verfügung stehenden
Cache-Ressourcen umgesetzt.
Zum anderen kann der Administrator für die jeweilige Cache-Partition nun auch die Block-Größe
einstellen, die in älteren HDS-Systemen mit 16 KByte fest vorgegeben war.
Auf der Test-AMS1000 richteten wir zwei Cache-Partitionen mit 4 KByte und mit 16 KByte ein,
wobei der Cache immer gespiegelt wird. Das Testsystem war mit zweimal 4 GByte Cache ausgerüstet,
maximal unterstützt die AMS1000 16 GByte.
Host-Zugriffe einrichten
Damit der Testserver auf die LUNs der AMS1000 zugreifen konnte, mussten neben dem FC-Zoning im
SAN auch die AMS-Ports entsprechend konfiguriert werden. Der Administrator aktiviert dafür den so
genannten Mapping Mode sowie die Port Security der AMS1000 und weist die WWNs (World Wide Name) der
Server-HBAs einer Host Group des jeweiligen Controllers zu. Dadurch ist sichergestellt, dass ein
Server nur die LUNs zu sehen bekommt, die explizit für ihn freigeschaltet sind.
Im LANline-Test trat zunächst das Problem auf, dass die AMS1000 die WWNs der beiden Server-HBAs
nicht erkennen konnte. Die Vermutung, dass der Brocade-Switch die FC-Ports nach der Einrichtung des
Zonings noch nicht richtig initialisiert hatte, erwies sich als richtig: Nachdem die Ports
deaktiviert und anschließend gleich wieder aktiviert worden waren, erkannte das Speichersystem alle
WWNs korrekt. Nun ließen sich die zuvor konfigurierten drei Test-LUNs den beiden Host-Groups
zuweisen. Damit waren die LUNs für den Testserver sichtbar und konnten unter Windows 2003
formatiert werden. Bei den Host-Ports der AMS1000 handelt es sich um so genannte V-Ports, wie sie
auch schon in den Thunder-Systemen zum Einsatz kamen.
LUN Expansion, Snapshots, Remote Replication
Ein weiterer Test bestand darin, eine vorhandene LUN zu vergrößern. Die AMS-Systeme stellen
hierfür die Funktion LUN Expansion zur Verfügung. Damit kann der Administrator eine existierende
LUN mit einer neuen LUN in der gewünschten Größe erweitern. Für den LANline-Test wurde einer
1-GByte-LUN eine weitere 1-GByte-LUN hinzugefügt. Dies funktionierte ohne Probleme. Unter Windows
2000 und 2003 lässt sich anschließend ein bereits vorhandenes Volume mit dem Diskpart-Tool über den
Befehl "expand" vergrößern. Das AMS-System ist auch in der Lage, mit dem Befehl "Separate" eine
zuvor hinzugefügte LUN wieder zu entfernen. Die Raid-Gruppen dagegen lassen sich nicht nachträglich
verändern. Sie müssen vollständig gelöscht und neu angelegt werden, wenn der Administrator die
ursprünglich gewählte Größe ändern will.
Um mit den AMS-Systemen Enterprise-Funktionen wie Copy-on-Write-Snapshot, Shadow Image für
interne Volume-Replikation oder True Copy für Remote Replication zu nutzen, muss der
Systemverwalter das CCI-Tool installieren und auf der AMS1000 das zugehörige Command-Device
einrichten. Die Konfiguration der genannten Funktionen ist nur auf diesem Weg möglich, wobei
spezielle Dateien (horcm files) zum Einsatz kommen, die auf den jeweiligen Host-Systemen
residieren.
Für Copy-on-Write-Snapshots muss der Administrator zudem einen Data Pool einrichten, der die
virtuellen Volumes der Snapshots aufnimmt. Pro LUN sind maximal 14 Snapshots möglich. Die
virtuellen LUNs mit dem Snapshot lassen sich dann beliebigen Servern zur Verfügung stellen. Im
LANline-Test wurde für eine LUN ein Snapshot eingerichtet, der sich anschließend problemlos auf dem
Testserver mounten ließ.
Soll ein Volume per Shadow Image intern oder per True Copy remote repliziert werden, muss der
Administrator ein S-Vol genanntes Secondary Volume anlegen, auf das die Daten kopiert werden.
Dieses Volume muss exakt dieselbe Blockgröße haben wie die LUN, die repliziert werden soll.
Die True-Copy-Funktion ist standardmäßig nur zwischen zwei AMS-Systemen nutzbar. Dabei lassen
sich die Ports der AMS gleichzeitig sowohl für True Copy als auch für Host-Zugriffe nutzen. Um True
Copy zwischen einem AMS-System und einer NSC oder USP von HDS einzurichten, müssen die
entsprechenden AMS-Volumes vorher von der NSC oder der USP als so genannte External LUNs
virtualisiert sein. Dann ist auch zwischen diesen Systemen eine True-Copy-Replikation möglich.
Leistungstest mit guten Ergebnissen
Dne Leistungstests der AMS1000 führte das Test-Team sowohl mit FC- als auch mit SATA-Platten
durch. Bei den SATA-Messungen wurde zudem neben der FC-Anbindung auch die Leistung über eine
iSCSI-Verbindung gemessen. Hierfür war auf dem Windows-Testserver der iSCSI-Initiator von Microsoft
installiert. Anschließend wurde die zuvor per FC angebundene SATA-Raid-6-LUN aus dem
Host-Group-Mapping der AMS1000 entfernt und anschließend als iSCSI-Target neu gemappt. Damit konnte
der Testserver nun per iSCSI auf dieselbe LUN zugreifen.
Bei der Raid-1- und der Raid-5-Konfiguration mit FC-Platten über FC-Verbindungen lagen die
Messergebnisse recht eng beieinander. Die maximale Schreibleistung bei sequenziellen
Schreibzugriffen mit großen Blöcken von 1 und 10 MByte lag zwischen 80 und knapp 100 MByte/s. Mit
sequenziellen Lesezugriffen traten Übertragungsraten von etwa 180 MByte/s auf.
Deutlich höhere Durchsatzraten lassen sich erzielen, wenn eine LUN mithilfe der
LUN-Expansion-Funktion aus sehr vielen Spindeln zusammengesetzt wird. Für
High-Performance-Anwendungen kann es sinnvoll sein, eine LUN aus zum Beispiel 60 Festplatten
zusammenzubauen, um diesen Geschwindigkeitsvorteil zu nutzen.
Im LANline-Test zeigte sich der Unterschied bereits bei den Leistungsmessungen mit dem
SATA-Raid-6-Verbund, der aus acht Spindeln bestand. Die maximale Übertragungsrate bei sequenziellen
Schreibzugriffen über FC-Verbindungen lag mit 137 MByte/s deutlich höher als die mit einem aus vier
FC-Platten gebildeten Raid-5 gemessenen Werte. Über die iSCSI-Verbindung lagen allerdings sämtliche
Messwerte des SATA-Raid-6 unter den Ergebnissen der beiden 4-Disk-FC-Raids.
Mit dem AMS1000-System können Unternehmen ihre Daten auch revisionssicher speichern. Möglich
wird dies mithilfe des so genannten Data Retention Utility, das für einzelne LUNs festlegt, für wie
viele Monate oder Jahre sie schreibgeschützt sind (WORM-Modus: Write Once Read Many). Der einmal
festgelegte Zeitraum lässt sich nur noch verlängern, aber nicht mehr verkürzen. Die Funktion "
Protect" geht noch einen Schritt weiter und unterbindet auch den Lesezugriff auf die LUNs.
Mit einem Einstiegspreis von knapp 60.000 Euro ist die AMS1000 nicht gerade ein Schnäppchen,
bietet dafür aber jede Menge Enterprise-Funktionen, die allerdings zum Teil separat zu lizenzieren
sind.
Info: Hitachi Data Systems Tel.: 08001854550 Web: www.hds.de
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