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Test: Hybrides Storage Array Tintri Vmstore T820

Speichersystem für virtuelle Maschinen

6. Oktober 2015, 6:00 Uhr | Christoph Lange/pf

Die Speichersysteme von Tintri vereinfachen das Storage-Management in Virtualisierungsumgebungen deutlich. Durch die sogenannte Direct-Lane-Architektur kann Tintri für jede einzelne virtuelle Maschine (VM) Quality of Service garantieren. Der End-to-End-Einblick in die I/O-Latenzen vereinfacht zudem die Ursachenforschung bei Performance-Problemen.

Das im Jahr 2008 in den USA gegründete Unternehmen Tintri hat es sich zum Ziel gesetzt, ein möglichst einfach zu verwaltendes Speichersystem zu entwickeln, das eine hohe Performance bieten und für die Server- und Desktop-Virtualisierung optimiert sein soll. Das Resultat ist ein hybrides Storage Array aus SSDs (Solid State Drives) und HDDs, das seine Speicherkapazitäten den Hypervisoren über die Protokolle NFS (Network File System) oder SMB (Server Message Block) bereitstellt. Tintri unterstützt die Virtualisierungsplattformen VMware Vsphere 4.x bis 6.x, Microsoft Hyper-V ab Windows 2012, Red Hat Enterprise Virtualization ab 3.3 sowie VMware Horizon View und Citrix Xendesktop. Im LANline-Test konzentrierten wir uns auf das Zusammenspiel mit VMware Vsphere und Vcenter 6.
Als Faustregel gibt Tintri an, dass die SSDs etwa 15 Prozent der Gesamtspeicherkapazität bereitstellen sollen. Die von Tintri entwickelte Flash-First-Technik sorgt laut Hersteller dafür, dass immer über 99 Prozent aller I/O-Vorgänge auf den schnellen SSDs stattfinden. Das Tintri-OS verfügt über einen "Workspace Analyzer", der für alle virtuellen Festplatten permanent überwacht, wie häufig die Blöcke genutzt werden. Blöcke, auf die nur selten Zugriff erfolgt, verschiebt das System automatisch auf die langsameren HDDs. Um die von einer VM benötigte Speicherkapazität zu reduzieren, führt das Tintri-OS beim Schreiben der Daten eine Datenkomprimierung und eine Inline-Deduplizierung durch. Laut Tintri reduziert sich das zu speichernde Datenvolumen dadurch um den Faktor 2 bis 2,5.

Quality of Service auf VM-Ebene
Eine Besonderheit der Tintri-Vmstore-Systeme ist die Fähigkeit, Quality of Service (QoS) für einzelne VMs garantieren zu können. Dies ist möglich, weil Tintri das NFS-Protokoll so implementiert hat, dass das Speichersystem zu jeder VM eine eigene sogenannte I/O-Lane aufbaut. Dadurch ist das Tintri-OS in der Lage, die I/O-Vorgänge der VMs parallel abzuarbeiten und nicht nach dem FIFO-Prinzip (First In First Out), wie es bei klassischen Speichersystemen mit NFS meist üblich ist.
Standardmäßig sorgt das Tintri-OS dafür, dass alle VMs einen fairen Anteil der Systemressourcen erhalten. VMs mit besonders großen I/O-Lasten oder sehr hohen Bandbreitenanforderungen bremst der Performance-Verteilmechanismus von Tintri automatisch ab, sodass für alle VMs immer ausreichend Ressourcen zur Verfügung stehen. Um diese Verteilung steuern zu können, überwacht das Tintri-OS permanent die Auslastung und Verfügbarkeit der Systemressourcen sowie die I/O-Latenzzeiten aller VMs. Der Administrator kann auch eigene QoS-Parameter festlegen und diese den gewünschten VMs oder VM-Gruppen zuweisen.

Einfach skalierbar
Tintri bietet das Vmstore-Speichersystem in drei Größen an, die effektiv nutzbare Kapazitäten von 23 TByte bis 100 TByte pro 4-HE-Array bereitstellen. Da die Speicherressourcen per NFS- oder SMB-Share an die Hypvervisoren angebunden sind, lässt sich die Gesamtkapazität durch Hinzufügen weiterer Arrays relativ einfach ausbauen. Zum LANline-Test trat das kleinste System T820 an. Alle Modelle verfügen über zwei redundante Storage Controller, die im Active-Standby-Modus arbeiten: Fällt der primäre Controller aus, übernimmt der sekundäre Controller die Speicherzugriffe. Das Testsystem verfügte über 14 SSDs mit 1,7 TByte Raw-Kapazität sowie zehn HDDs mit 20 TByte Raw-Kapazität. Bei den SSDs handelte es sich um MLC-Speicher (Multi-Level Cell), bei den HDDs um Nearline-SAS-Platten. Die nutzbare Speicherkapazität lag bei 11,8 TByte. Tintri verwendet eine RAID-6-Konfiguration, die vor dem Ausfall von bis zu zwei Laufwerken schützt. Die tatsächlich nutzbare effektive Kapazität des Speichersystems liegt nach Angaben von Tintri aufgrund der durch Komprimierung und Deduplizierung möglichen Datenreduktion bei 23 TByte. Bei allen Modellen verfügt jeder Storage Controller über zwei 1GbE-Ports für eine redundante Anbindung des Management-Netzwerks. Das Datennetzwerk ist bei der kleinen Maschine standardmäßig über zwei 1GbE-Ports pro Controller angebunden.

Inbetriebnahme und Grundkonfiguration
Vor dem ersten Hochfahren des Tintri-Systems verbindet sich der Administrator direkt mit den Video-, Maus- und Tastatur-Ports des Controllers. Nach dem Anschalten erscheint ein textbasierendes Konfigurationsmenü, über das sich die IP-Adresse für das Management-Netzwerk eingeben lässt. Nachdem wir eine Adresse unseres Testnetzes zugewiesen hatten, konnten wir von einem Admin-Rechner aus auf die Browser-basierende Verwaltungsoberfläche der Storage Controller zugreifen. Ein Einrichtungsassistent hilft dabei, Host-Name, Hypervisor-Management-Server, DNS- und NTP-Server sowie die SMTP-Konfiguration festzulegen.
Der Administrator legt zudem die IP-Einstellungen für die Netzwerkkarte fest, über die der VM-Datenverkehr laufen soll. Für die Bündelung von mehreren Netzwerkverbindungen unterstützt Tintri das Link Aggregation Control Protocol (LACP). Die Karten lassen sich zudem für Jumbo Frames konfigurieren, um die Datenübertragungen zu beschleunigen. Das Tintri-System ist außerdem als "Member Server" in ein Microsoft Active Directory oder einen LDAP-Verzeichnisdienst integrierbar. Das Hinzufügen zu unserer Testdomäne klappte problemlos.
Im Einrichtungsassistenten kann der Administrator auch einstellen, dass Tintri alle neu hinzukommenden VMs per Thin Provisioning bereitstellt, wobei es keine Rolle spielt, wie das Provisioning im Hypervisor-Manager konfiguriert wurde. Bereits existierende VMs mit Thick Provisioning lassen sich in Thin Provisioning konvertieren. Der Assistent bietet zudem die Möglichkeit, eine pauschale Sicherung für alle VMs zu konfigurieren. Im Menü für die Snapshot-Konfiguration lässt sich auch eine IP-Replikation zu einem anderen Tintri-Array einrichten. Der Administrator kann die vom Replikationsdatenverkehr nutzbare Bandbreite begrenzen. Eine synchrone Spiegelung unterstützt Tintri bislang noch nicht, sie soll demnächst hinzukommen.

Bereitstellung von NFS-Datastores
Für den Test des Tintri-Speichersystems verwendeten wir einen VMware-Vsphere-6-Cluster mit zwei ESX-Hosts, die in ein Virtual Center eingebunden waren. Um dem ESX-Cluster einen NFS-Datastore hinzufügen zu können, richteten wir im Tintri-Assistenten eine Freigabe ein. Der Administrator kann den Zugriff auf einen NFS-Datastore auf bestimmte IP-Adressen beschränken.
Anschließend erstellten wir im Vcenter einen neuen NFS-Datastore, gaben die IP-Adresse des Tintri-Datennetzes sowie den Namen der zuvor eingerichteten NFS-Freigabe an und wählten für den Zugriff beide ESX-Hosts aus. Anschließend stand der Tintri-Datastore auf beiden ESX-Servern zur Verfügung. Tintri kann pro System bis zu 64 Datastores bereitstellen, die sich über eine eigene IP-Adresse in das Vcenter einbinden lassen. Im Test stellten wir dem ESX-Cluster einen zweiten NFS-Datastore bereit.
Um eine VM auf einen früheren Zustand zurücksetzen zu können, verwendet Tintri eine Kombination aus Snapshots und Clones. Dabei kann der Administrator zwischen den Verfahren "Crash-konsistent" oder "VM-konsistent" wählen. Letzteres verwendet die Mechanismen des Hypervisors und des Gast-OS, um VMs in einen konsistenten Zustand zu bringen. Zunächst erzeugt das System von der VM einen Snapshot und von diesem anschließend einen Clone, der sich für die Wiederherstellung nutzen lässt.
Für den Test importierten wir mehrere Windows-VMs von unserem iSCSI-Datastore auf den vom Tintri-System bereitgestellten Speicher. Um die Restore-Funktionen zu testen, richteten wir für alle VMs stündliche Snapshots und Clones ein. Dann löschten wir in einer VM wichtige Systemdateien, sodass der Server nicht mehr starten konnte. Anschließend stellten wir die VM mithilfe des zuvor erstellten Clones erfolgreich wieder her.

Integration mit VMware Vcenter
Für die Integration mit Vcenter bietet Tintri ein Plug-in für den Vsphere-Web-Client, mit dem sich unter anderem Snapshots und Clones direkt aus dem Web-Client heraus auf dem Speichersystem erzeugen lassen. Nach der Aktivierung des Plug-ins im Vcenter konnten wir im Web-Client auf verschiedene Funktionen des Tintri-Arrays zugreifen und unter anderem die Snapshots und Clones von dort aus konfigurieren.
Die Tintri-Oberfläche bietet einige hilfreiche Grafiken, die einen guten Überblick des aktuellen Zustands des Speichersystems und der VMs liefern. Eine Übersicht zeigt an, welche VMs die Performance des Speichersystems am stärksten beanspruchen und wie sich das Verhalten im Zeitverlauf verändert. Auch die VMs, die den höchsten Speicherplatzzuwachs haben, erscheinen in einem Ranking.
Zudem sieht der Administrator für jede VM, wie hoch die aktuellen End-to-End-Latenzzeiten sind. Die Grafik zeigt dabei an, welche Anteile an der Gesamtlatenz auf den Host, das Netzwerk und das Speichersystem entfallen.

Fazit
Die Systeme von Tintri stellen für Server- und Desktop-Virtualisierungsumgebungen eine einfach zu verwaltende Speicherlösung bereit. Durch die Nutzung von NFS- oder SMB-Freigaben entfällt die aufwendige Verwaltung von iSCSI- oder FC-LUNs. Die Snapshot- und Cloning-Funktionen von Tintri lassen sich direkt per Vcenter bedienen. Mit dem automatischen Tiering von SSDs und HDDs bietet das System eine hohe I/O-Performance zu günstigeren Preisen als All-Flash-Systeme. Die Performance- und Kapazitätsgrafiken liefern eine gute Hilfestellung beim Troubleshooting von Performance-Problemen. Der Einstiegspreis für das Vmstore-T820-Speichersystem liegt bei 81.000 Dollar.