HPE Alletra MP X10000 vysoce výkonné objektové úložiště pro analýzu a zabezpečení dat

[PiotrDrag]

Na začátku roku 2023 společnost HPE uvedla na trh modulární řešení pro správu dat pod značkou HPE Alletra Storage MP. Nejprve ve formě blokové, po roce ve formě souborové. Nyní přišel čas na data uložená ve formě objektů – HPE Alletra Storage MP X10000. Toto řešení, stejně jako jeho blokový a souborový protějšek, je podpořeno standardizovanou a modulární hardwarovou platformou HPE Alletra Storage MP, která byla vytvořena od základů.

HPE Alletra MP X10000: moderní přístup k analýze a zabezpečení dat

Nové objektové úložiště HPE Alletra Storage MP X10000 bylo navrženo s ohledem na velké objemy nestrukturovaných dat a optimalizováno tak, aby podnikům umožnilo rychlejší ukládání a zpracování dat ve formě objektů. Výjimečný výkon X10000 je ideální pro datová jezera (angl. Data Lakes) a moderní ochranu dat, kde záleží na vysokém výkonu zpracování a nízkých časech přístupu k datům.

Díky této nové nabídce HPE ještě více zjednodušuje správu úložišť na základě unifikované modulární architektury pro bloková, souborová a objektová úložiště a intuitivní správu na cloudové platformě HPE GreenLake.

Navíc HPE spolupracuje se společností NVIDIA, aby umožnila funkci přímého přístupu do paměti (DMA) mezi pamětí GPU, systémovou pamětí a X10000 pomocí objektového protokolu S3, což je klíčové pro aplikace využívající umělou inteligenci. Tato přímá přístupová cesta dále zvýší propustnost systému, sníží latenci a zvýší úroveň využití GPU karet. Bude to jedinečné řešení na trhu, protože dosud byl tento typ přístupu zajišťován pouze souborovými protokoly.

Flexibilita a škálovatelnost

Jednou z klíčových výhod HPE Alletra Storage MP X10000 je flexibilita a škálovatelnost. Díky použití inovativního přístupu k distribuovanému souborovému a objektovému poli, založenému na tzv. dezagregované nebo modulární architektuře (angl. „disaggregated”), mohou uživatelé snadno přizpůsobovat kapacitu úložiště v závislosti na měnících se obchodních potřebách. Tato flexibilita umožňuje vyhnout se nadměrným investicím do infrastruktury, a zároveň poskytuje možnost rychle reagovat na změny v požadavcích na ukládání dat. Kromě toho tento přístup zajišťuje vysoký výkon, který nebyl u předchozích systémů k vidění. To je klíčové pro všechny firmy a instituce, které zpracovávají velké objemy dat, vyžadují rychlý přístup k nim a dynamické přidělování výpočetního výkonu.

Dalším významným rysem je využití databáze typu klíč-hodnota (angl. „key-value”) pro ukládání dat. Na jedné straně to umožňuje zrychlení operací zápisu a čtení objektů. Na druhé straně to umožňuje přidávání široké škály metadat ke každému objektu, aniž by to negativně ovlivnilo výkon nebo konzistenci dat, a to i při obrovských datových souborech dosahujících petabajtů.

 Systémová architektura

Zabezpečení dat

Klíčovým prvkem zabezpečení dat v poli HPE Alletra Storage MP X10000 je RAID Triple Parity, v rámci kterého jsou data v jedné matici zabezpečena trojitým paritním kódem. Použití této technologie zabezpečení dat výrazně ovlivňuje zvýšení kapacitní efektivity (užitečná kapacita tvoří přibližně 75 % instalované fyzické kapacity disků). Zajišťuje také vysokou úroveň bezpečnosti a přístupu k datům. Výpočet tří paritních kódů pro každou RAID skupinu (v praxi RAID skupina = disková police) umožňuje ztrátu až tří disků v každé polici sestávající se z 24 disků, aniž by došlo ke ztrátě celého souboru dat na nich uložených.

HPE Alletra Storage MP – hardwarový základ HPE Alletra Storage MP X10000

HPE Alletra Storage MP je postavena na tzv. dezagregovaném softwarově definovaném úložišti (Software Defined Storage). V tomto kontextu „dezagregované“ znamená možnost nezávislého rozšiřování výpočetní části a kapacity pro data, což vede k efektivnějšímu využití zdrojů a eliminuje potřebu udržovat značnou nadbytečnost. Jednoduše kupujeme tolik, kolik potřebujeme nyní, a v budoucnu rozšiřujeme o tolik, kolik situace vyžaduje. Takovou hardwarovou platformu lze tedy využít pro různé účely. V tomto článku se zaměřujeme na její objektové ztělesnění, tedy HPE Alletra Storage MP X10000.

Základní hardwarové vlastnosti HPE Alletra Storage MP X10000 jsou:

• 2U šasi s 24 sloty NVMe SSD
• Dva druhy uzlů:
  
  • Výpočetní uzel („Compute node“) se dvěma nebo jedním kontrolérem
  • Kapacitní uzel/disková police („Storage node“)
• I/O modul/kontrolér (tzv. IOM) založený na procesorech AMD
  • Každý uzel má dva moduly
  • Jednosocketový vícejádrový CPU – 64 jádrový ve výpočetních uzlech, 8 jádrový v kapacitních uzlech
  • Různé konfigurace paměti RAM - 512 GB RAM ve výpočetních uzlech, 64 GB RAM v kapacitních uzlech
  • 2 OCP adaptéry na každý modul a dva 100Gb porty v každém adaptéru (maximálně 8 portů na jeden uzel)

• Univerzální nosič disků pro všechny formáty SSD, které se mohou objevit v budoucnosti (U.2, E3.S 1T, E3.L 1T atd.)
• 24 disků NVMe TLC (1,92 TB, 3,84 TB, 7,68 TB, 15,36 TB, 30,72 TB) na každou diskovou polici
• Dva 100Gb přepínače (32 portů) pro podporu distribuované matice
• Modul TPM (Trusted Platform Module)
• Modul detekce šasi pomocí HPE GreenLake Cloud Platform

Minimální konfigurace se skládá ze dvou výpočetních uzlů vybavených 3 kontroléry, jednoho kapacitního uzlu a dvou přepínačů. Z hlediska kapacity mluvíme o minimálně 100 TB užitečné kapacity ve startovní konfiguraci.

Správa

Nakonec, možná nejdůležitější předpoklad architektury systému. Správa každého systému úložiště by měla probíhat z jedné konzole HPE DSCC (Data Services Cloud Console) umístěné na platformě HPE GreenLake. To zákazníkům zajistí jednotný uživatelský zážitek bez ohledu na typ řešení nebo rozsah činnosti. Navíc je samotná konzole natolik jednoduchá a snadná na správu, že prakticky eliminujeme potřebu investovat do specializovaných technických znalostí pro obsluhu všech typů úložišť. Z pohledu celé firmy nebo organizace získáváme globální viditelnost celého prostředí pro správu dat.

Tak to vypadá z pohledu IT administrátora.

Administrátor se nejprve přihlásí do konzole HPE DSCC, kde vybere odpovídající aplikaci pro správu zvoleného typu úložiště (např. blokového, souborového nebo objektového). Všechny úkony bude moci provádět v rámci dané aplikace, kterou plně udržuje a aktualizuje společnost HPE. Hardware je prakticky skryt pod vrstvou konzole HPE DSCC. Administrátora zajímá pouze zajištění odpovídající úrovně výkonu pro své aplikace a bezpečnost celého prostředí, včetně správy přístupů.

Software

Mozkem systému HPE Alletra Storage MP X10000 je od základů napsaný software založený na modelu databáze klíč-hodnota (angl. „key-value store”). V tomto modelu implementuje databáze klíč-hodnota ukládání fragmentů (tzv. chunks) objektů a popisujících je metadat nezávisle na protokolu přenosu dat, čímž tvoří základní datovou vrstvu. Je optimalizován pro přístup k typu paměti „flash“, snižuje tzv. amplifikaci zápisu díky přístupu založenému na struktuře deníku („log-structured“) a na rozsazích („extent-based“).

V databázi klíč-hodnota se nacházejí vrstvy jmenného prostoru („namespace“), specifické pro jednotlivé protokoly, jako je například S3/Object. Tyto vrstvy protokolů jsou optimalizovány pro sémantiku konkrétního protokolu, přičemž každý z nich je považován za prvořadý. To umožňuje systému HPE Alletra Storage MP X10000 využít výhod každého protokolu, aniž by přebíral nevýhody jiného nebo spouštěl protokoly jeden na druhém (jako je objektový protokol na souborovém nebo naopak).

Z programátorského hlediska je celý systém postaven pomocí kontejnerů. To je užitečné z hlediska flexibility a škálovatelnosti a otevírá mnoho možností pro využití výpočetního výkonu systému v budoucnosti. Díky rychlým výpočetním uzlům s vysokým výkonem bude možné nasadit aplikace pro analýzu dat přímo na ně (např. Apache Iceberg, Kafka atd.).

HPE Alletra Storage MP X10000 je navržen tak, aby poskytoval vyvážený výkon čtení a zápisu, jak pro vysokou propustnost, tak pro malé transakční operace. To znamená, že pro zátěže s velkým počtem operací zápisu není potřeba obrovský klastr. Výsledkem je optimalizovaný výkon bez ohledu na zátěž a umožňuje dosahovat výkonnostních cílů bez plýtvání. Jedním z designových cílů pole HPE Alletra Storage MP X10000 bylo zajištění vysokého počátečního výkonu i při relativně malém startovacím prostředí (tj. 3 výpočetní moduly a jedna disková police).

Schéma architektury systému HPE Alletra Storage MP X10000 

Případy použití

Aplikace spojené s nestrukturovanými daty jsou mimořádně rozmanité. I v rámci konkrétní kategorie aplikací, jako je umělá inteligence, se charakteristika zátěže může značně lišit. Zatímco mnoho objektových systémů upřednostňuje výkon zaměřený na propustnost, HPE Alletra Storage MP X10000 zajišťuje vysoký výkon zaměřený na IOPS pro malé objekty, stejně jako vysokou propustnost pro větší objekty a nízkou latenci pro operace GET a PUT (< 2 ms).

V případě objektových úložišť jsou S3 buckets (S3 kbelíky) užitečnou strukturou. Nicméně, u některých řešení pro objekty je často nutné použít více S3 kbelíků, aby bylo dosaženo maximálního výkonu systému. Typické nestrukturované zátěže, jako jsou analýzy a ochrana dat, často vyžadují jednotlivý kbelík nebo jejich malé množství na jednotku charakteristickou pro danou aplikaci, jako je jednotlivý datový sklad nebo řetězec záloh.

HPE Alletra Storage MP X10000 s tímto problémem nemá potíže. Dokonce i jednotlivý kbelík stačí k dosažení maximálního výkonu systému. Tím se eliminuje složitost spojená s dodatečnou konfigurací za účelem zvýšení výkonu systému. To je zvláště patrné při operacích zápisu (PUT). Ve srovnání s některými konkurenty můžeme být až 60krát rychlejší při operacích PUT pro malé objekty, využívající jednotlivý kbelík.

Schopnost HPE Alletra Storage MP X10000 lineárně škálovat jednotlivý kbelík znamená, že individuální aplikace využívají schopnost škálování X10000 ve stejné míře jako velký počet aplikací nebo uživatelů.

S ohledem na výše uvedené je HPE Alletra Storage MP X10000 ideální pro podporu různorodých aplikací vyžadujících vysoký výkon a nízké časy přístupu k datům, od tradičních aplikací sloužících k analýze dat až po moderní cloudová a kontejnerová prostředí. Tento systém je také vynikající pro scénáře rychlého obnovení velkých datových souborů po havárii nebo jejich ztrátě.

Analýza dat

HPE Alletra Storage MP X10000 poskytuje rychlejší přístup k objektovým datům ve velkém měřítku. Díky vysoce výkonnému objektovému úložišti typu all-flash, které využívá dezagregovanou, sdílenou architekturu úložiště, jsou uživatelé aplikací pro analýzu dat schopni využít jednu hardwarovou platformu pro ukládání dat, která mohou být sdílena různými aplikacemi (např. Apache Kafka, Spark, Iceberg atd.). Navíc vysoce výkonné výpočetní uzly a architektura založená na databázi klíč-hodnota umožňují automatické přidávání metadat k objektům, která jsou vyžadována konkrétními aplikacemi nebo uživateli.

Rychlé obnovení dat

HPE Alletra Storage MP X10000 poskytuje obrovskou propustnost obnovy, což umožňuje rychlejší obnovení i velkého množství ztracených dat, aby se rychle obnovily klíčové aplikace. Rozhraní objektového úložiště kompatibilní se S3 a deduplikace založená na protokolu HPE Catalyst umožňují mnohonásobně snížit množství uložených dat a zlepšují integraci s jakýmkoli zálohovacím řešením. X10000 je certifikován pro zálohování předními poskytovateli v oboru, včetně společností Commvault a Veeam®, a je ověřován dalšími předními poskytovateli.

Shrnutí

HPE Alletra Storage MP X10000 je pokročilé řešení pro správu dat, navržené s ohledem na moderní podniky a instituce, které potřebují flexibilitu, výkonnost a škálovatelnost v oblasti ukládání dat. Tento systém nabízí unifikovanou platformu podporující různorodé aplikace, od tradičních obchodních aplikací po moderní cloudová a kontejnerová prostředí. Díky pokročilým funkcím, jako je automatizace správy, optimalizace výkonu a integrace s cloudem, umožňuje HPE Alletra Storage MP X10000 organizacím efektivně spravovat data ve velkém měřítku, a zároveň minimalizovat složitost a provozní náklady.

HPE nadále sleduje neochvějný cíl zjednodušit správu dat. Představené řešení úložišť založené na modulární hardwarové platformě HPE Alletra Storage MP se vyznačuje několika unikátními vlastnostmi, které přinášejí uživatelům několik nepopiratelných výhod:

• Standardizace na jedné hardwarové platformě HPE Alletra Storage MP pro každý typ úložiště (blokové, souborové, objektové) -> usnadnění plánování, rozšiřování, servisu, větší dostupnost a rychlejší dodávky
• Dezagregovaná softwarově definovaná architektura řešení -> možnost nezávislého rozšiřování výpočetní části a diskového prostoru, plnější využití zdrojů, není potřeba značné nadbytečnosti (kupujeme tolik, kolik potřebujeme nyní, a v budoucnu rozšiřujeme o tolik, kolik situace vyžaduje)
• Správa každého datového úložiště z jedné konzole na HPE GreenLake Cloud Platform -> unifikovaný uživatelský zážitek, bez ohledu na typ řešení a rozsah činnosti, není potřeba investovat do specializovaných technických znalostí pro správu úložišť, globální viditelnost celého prostředí pro správu dat, možnost zakoupení dalších služeb správy dat a jejich ochrany

Zájemce o HPE Alletra Storage MP X10000 zvu ke shlédnutí úvodního videa k této technologii.