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Conceitos de Storage para IT Pro 3 – Virtualização e Tierização

No primeiro artigo desta série Conceitos de Storage para IT Pros–Tipos de RAID e IOPS abordamos alguns conceitos importantes e básicos para profissionais de TI sobre os tipos de RAID disponiveis e utilizados hoje em storages e também como calcular IOPS (operaçoes de leitura e escrita) para cada tipo de disco e aplicações.

No segundo artigo http://www.marcelosincic.com.br/blog/post/Conceitos-de-Storage-para-IT-Pro-2-e28093-Controladoras-e-Modelos.aspx abordamos os tipos de controladoras e tecnologias de storage mais comuns hoje existentes no mercado.

Neste terceiro artigo veremos o que são conceitos de tierização e virtualização de storages.

Virtualização

A virtualização de storage conceitualmente é diferente da virtualização de computadores.

Na virtualização de storages o conceito é utilizarmos um produto que faça a conexão com vários tipos e modelos de storage. Por exemplo, o System Center Virtual Machine Manager 2012 é capaz de ser a interface entre os diferentes storages e as máquinas virtuais. Mais detalhes sobre isso podem ser vistos no post http://www.marcelosincic.com.br/blog/post/Gerenciamento-de-Storage-com-o-System-Center-Virtual-Machine-2012.aspx

VMM2012

O mesmo recurso pode ser alcançado com o SMB 3.0 do Windows Server 2012, onde podemos apontar todas as LUNs disponíveis em um File Server e por meio do SMB 3.0 mapear as VMs entre os diferentes storages.

Tierização

Este recurso está presente em alguns storages de mercado e pode ser simulado pelo VMM. Significa ter a possibilidade de termos diversos storages com performances diferentes e ter a capacidade de mover uma VM de um storage mais lento para outro mais rápido de forma transparente a operação.

Isso pode ser simulado pelo VMM e pelo Hyper-V 3.0 com o recurso Storage Migration, onde podemos mover as VMs com Live Storage Migration permitindo que a operação não seja interrompida quando movemos entre os diferentes modelos de storage disponíveis.

Porem, alguns modelos storage como, por exemplo Compellent e Equallogic, podem conter “gavetas” de discos de diferentes tipos e mover os dados entre as gavetas conforme a performance necessária da aplicação ou maquina virtual. Neste caso o software do storage faz isso automaticamente conforme a carga que cada VM ou aplicação impõe ao storage.

Fonte: http://www.dellstorage.com/storage-tiering-archiving/storage-tiering.aspx

image

Para mais informações sobre o Windows Server 2012, acesse: http://clk.atdmt.com/MBL/go/425205719/direct/01/

Posted: jun 21 2013, 10:38 by msincic | Comentários (0) RSS comment feed |
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Conceitos de Storage para IT Pro 2 – Controladoras e Modelos

No primeiro artigo desta série Conceitos de Storage para IT Pros–Tipos de RAID e IOPS abordamos alguns conceitos importantes e básicos para profissionais de TI sobre os tipos de RAID disponiveis e utilizados hoje em storages e também como calcular IOPS (operaçoes de leitura e escrita) para cada tipo de disco e aplicações.

Neste artigo iremos abordar os tipos mais comuns de controladoras e modelos de storages.

A tabela a seguir retirada do documento da Microsoft “Analyzing Characterizing and IO Size Considerations” disponivel em http://bit.ly/18nlbTg mostra como o tipo de barramento da controladora fisica utilizada para o seu storage influencia diretamente na performance:

image

HBA – Host Bus Adapter

Este é um tipo de barramento muito utilizado antes do iSCSI e muito eficiente, interligando o storage diretamente com o servidor por uma placa dedicada, sendo utilizado pelo Fibre Channel (exemplo Compellent) ou modelo de conexão direta (exemplo MD3000).

Como pode ser visto na tabela acima, por ser um barramento dedicado temos toda a performance sem concorrencia, diferente do iSCSI, pois no HBA cada servidor se conecta a uma saida do storage ou a um switch dedicado e no iSCSI usamos duas saidas de rede para todos os servidores.

Alem disso, em um storage dedicado são pelo menos duas controladoras, sendo elas redundantes e simultaneas para acesso, garantindo segurança e alta performance.

A desvantagem dos modelos HBA se dá por conta da limitação de conexões possiveis, uma vez que em alguns modelos (exemplo MD3000) são 4 portas, limitando a 4 servidores. Para este modelo utilizar HBA e montar um cluster de 4 nós é uma boa alternativa.

Fibre Channel

O FC é um dos modelos de HBA muito utilizado por conta da alta performance e numero ilimitado de hosts que podem ser conectados pelo switch Fibre Channel.

Alem disso, o FC permite boot de servidores sem disco local, o que garante a substituição de um host apenas colocando outro hardware identico e alterando o WWN no storage.

Nos storages FCs utilizamos o WWN (World Wide Name) para indicar qual LUNs será utilizado por cada servidor, sendo muito simples de ser realizado e configurado. Com o Windows 2012 podemos entregar storages diretamente as VMs por criar um WWN virtual no Hyper-V:

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A desvantagem do FC se dá pelo custo mais alto que as outras soluções envolvendo HBA e, principalmente, iSCSI. Porem, as vantagens técnicas, administrativas e performance fazem do FC o melhor tipo de conexão a storage.

iSCSI

O iSCSI (Internet SCSI) é o modelo mais utilizado hoje por conta do custo acessivel, diversas opções de fabricantes, modelos e tamanhos. Basicamente o iSCSI utiliza comunicação pela rede ethernet comum, porem com algumas vantagens que melhoram a performance se seguidos:

  • Utilizar switches de rede separados apenas para a rede de storage
  • Trabalhar com 2 placas de rede em cada servidor para configurar o recurso de MPIO (Multipath I/O) que permite utilizar as duas placas simultanêas no acesso aos dados, duplicando a velocidade de acesso
  • Configurar o Jumbo Frame para trabalhar com pacotes de dados de 9K ao invés de 1.5K, uma vez que storage sempre trafega dados em pacotes maiores diferentemente da comunicação comum em rede

A desvantagem do iSCSI se dá exatamente pelos pontos acima, já que a estrutura de rede precisa ser dedicada para ter melhor performance e redundância.

O suporte ao iSCSI pode ser pelo storage ou até por softwares que habilitam um servidor comum a se tornar um storage iSCSI, o que é chamado de iSCSI Initiator Server e o cliente de iSCSI Initiator. A Microsoft tem este software disponivel, mas é muito conhecido no mercado o StarWind iSCSI Initiator Server.

NAS com SMB 3.0

A tecnologia de NAS (Network Attached Server) é baseada no Windows Server 2012 que com o SMB 3.0 torna ele compativel com virtualização, permitindo que o Hyper-V utilize um File Server para armazenar as maquinas virtuais, possibilitando que seja montado um Cluster baseado apenas em File Server.

As vantagens deste modelo são o baixo custo, facilidade na administração e entrega para novos servidores.

As desvantagens se dão por conta da rede que tem os mesmos requisitos listados do iSCSI, tendo algumas considerações adicionais:

  • O MPIO precisa ter placas de rede redundantes no servidor baseadas em SMB Direct e RDMA que não são modelos triviais em servidores atualmente
  • O Jumbo Frame impossibilita que maquinas de usuários (clientes) utilizem o servidor para guarda de arquivos, a menos que se habilite neles o modo Jumbo Frame com implicações em todos os switches da rede Core
  • Storages possuem recursos de multicontroladoras e fontes, o que nem sempre é presente em File Servers

Conclusão

Utilizando corretamente os tipos de storages disponiveis e pensando em sua necessidade é possivel ter um ambiente confiável e com boa performance e redundância.

Fonte: http://bit.ly/13uRbOs (Windows Server 2012 White Paper Storage)

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Para mais informações sobre o Windows Server 2012, acesse: http://clk.atdmt.com/MBL/go/425205719/direct/01/

Posted: jun 16 2013, 21:39 by msincic | Comentários (0) RSS comment feed |
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Novos Recursos de Rede no Windows Server 2012

Ao escolher uma placa de rede para utilizar com o Windows Server 2012 algumas considerações são importantes. A escolha de uma placa de rede ideal, seja para virtualização, File Server, SQL ou outra função.

A tabela abaixo demonstra como os recursos de placas de rede deve ser configurado conforme a função que o servidor fisico irá desempenhar:

Untitled

Saber como estes recursos funcionam pode não ser o desejo de consumo da maioria dos IT Pros, mas o ganho de performance é considerável e por isso se tornam um item que deve ser configurado.

Placas de rede para uso em servidores possuem um processador específico para desenvolver as tarefas de controle de interrupções, enfileiramento de mensagens e outras funções que liberam o processador (CPU) do computador de ter que lidar com o tráfego de rede.

Abaixo vemos a configuração de Interrupções (Ch0), onde podemos habilitar o processador da placa a realizar o controle de multiplos usos da placa ao invés da CPU. Isso acontece, por exemplo, no momento em que várias aplicações acessam a rede. Se a placa de rede é offboard vale a pena, se a placa é onboard sua CPU é menos eficiente que a CPU do computador, e o recurso não valeria a pena:

image

Os recursos Large Offload permitem indicar se a placa ou o SO irá fazer a transformação de pacotes em frames. Por exemplo, se um dado trafegado é maior que o pacote padrão de 1500 bytes (9000 em Jumbo Frame) ele é dividido em diversos pacotes. Os recursos de offload irão indicar que a placa é responsável por transformar o pacote em frames. Ligar este recurso para servidores de email e streaming não seria indicado, uma vez que estes tipos de pacote podem naturalmente ser perdidos e retransmitidos:

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Já o RSS faz com que pacotes vindo de uma mesma conexão TCP/UDP sejam processadas sempre pelo mesmo processador principal. Em maquinas multiprocessadas ou mesmo multi-core este recurso faz com que cada conexão fique como que fidelizada ao mesmo processador, evitando que um pacote seja distribuido entre processadores e acabe por causa overload na CPU.

Para maquinas virtuais e NIC Team o recurso RSS é utilizado automaticamente quando se habilitou o SR-IOV no Virtual Switch, que permite que VMs no Windows 2012 acessem os recursos fisicos das placas de rede nativamente, como os que já abordei.

O recurso RSC junta pacotes pequenos para criar um unico pacote. Por exemplo, ele permitirá juntar 3 pacotes de 400 bytes em um unico de pacote de 1500 bytes, economizando cabeçalhos e pacotes na rede. Obviamente que com este recurso melhoramos o meio fisico de comunicação, jogando um numero menor de pacotes no cabo de rede.

O RDMA é um recurso que permite e dá suporte ao SMB Direct, um novo recursos dos File Servers. Este recurso permite que dados na memória de um servidor de arquivos seja transmitido diretamente a placa de rede, sem a necessidade da passagem pelo kernel do sistema operacional. Sua performance é similar ao Fibre Channel, que seria uma controladora dedicada (HBA). Sem o RDMA o recurso de Cluster Hyper-V baseado em SMB (File Share) fica comprometido em performance.

Importante: Quando em placas para acesso a storage iSCSI os recursos Offload, RSS e RDMA precisam estar desabilitados pois eles “seguram” os pacotes de dados, causando perda de pacotes e lentidão

Abordei alguns dos recursos existentes e que podem melhorar a performance de algumas funções como a tabela no inicio do artigo.

Se desejar detalhes sobre os recursos, acesse os links http://technet.microsoft.com/en-us/library/jj574168.aspx e http://technet.microsoft.com/pt-br/library/hh831795.aspx

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Para mais informações sobre o Windows Server 2012, acesse: http://clk.atdmt.com/MBL/go/425205719/direct/01/

Posted: mai 21 2013, 00:52 by msincic | Comentários (0) RSS comment feed |
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Filed under: Hardware | Windows 2012

Conceitos de Storage para IT Pros 1 –Tipos de RAID e IOPS

Em uma série de palestras que ministrei do ano passado (TechEd 2011, SQLPass #127, MCT Summit e universidades), abordei o assunto sobre a escolha do melhor meio de armazenamento e os tipos de RAID disponiveis, com as vantagens e desvantagens de cada um.

Ainda é um assunto muito novo para IT Pros por conta de não ser abordado em cursos de faculdade, apenas em treinamentos técnicos de certificação.

Neste primeiro artigo irei abordar os tipos de RAID e o que são IOPS. Em um próximo artigo comentarei sobre tipos de controladora e arquiteturas disponives (Fibre Channel, HBA, SMB e iSCSI).

Parte 1 – Tipos de RAID

RAID é o acronimo de Redundant Array of Independent Disk ou “Agrupamento redundante de discos independentes”, o que indica o uso de diversos discos para criar uma estrutura de alta disponibilidade.

Os tipos de RAID podem ser simplificados pelo uso de 4 tipos principais, sendo:

RAID Funcionamento e Nº de discos Vantagens Desvantagens
0 – Stripped sem paridade A partir de 2 discos, as informações são gravadas em ambos os discos de forma independentes, ou seja, metade de um arquivo em cada disco Alta performance
Baixo custo
Total espaço disponivel
Sem redundância, qualquer disco que perder os outros não tem como recriar os dados perdidos, uma vez que as informações estão em todos os discos
1 – Espelhamento (Mirror) A partir de 2 discos, sempre em pares. Os dados são gravados em ambos os discos integralmente Alta performance, na leitura utiliza os dois discos
Alta redundância
Apenas metade da soma dos discos fica disponivel
Alto custo por conta do espaço “perdido”
5 – Stripped com paridade A partir de 3 discos. A informação é gravada similar ao RAID 0, porem ele utiliza um algoritmo que a informação é gravada em um disco a mais para reconstrução de qualquer disco com erro Boa performance
Boa redundância
Pouca perde de espaço útil
Perde-se sempre o equivalente a um disco
Em caso de perda de mais de um disco não há como reconstruir
6 – Stripped com paridade A partir de 3 discos. A informação é gravada similar ao RAID 5, porem com 2 discos de paridade Boa performance
Boa redundância
Menor perda de espaço que o RAID 1
Perde-se sempre o equivalente a dois disco
Em caso de perda de mais de dois disco não há como reconstruir
10 – Espelhamento de RAID 0 A partir de 4 discos, onde cada dois discos formam um RAID 0, sendo o segundo cópia do primeiro. É um misto de RAID 0 com RAID 1, porem no nivel do conjunto e não do disco Alta performance
Alta redundância
Perda de metade dos discos disponiveis
Alto custo por conta da perda de espaço útil
50 e 60 – Mirror de paridade RAID 5 e 6 com os discos de paridade espelhados Ótima redundância
Boa redundância
Perda de mais um disco alem dos que já eram paridade
Performance média

O mais usado hoje é o RAID 5/10, já que eles tem boa performance e redundância, como mostra o gráfico abaixo:

image

Abaixo um gráfico de itens gerais e comparação entre os tipos de RAID 5/6/10/50:

image

Observação: Os dados acima foram colhidos no docuemnto “Choosing a Member RAID Policy” que é baseado na arquitetura do Dell Equallogic e não é necessário se cadastrar: http://www.dellstorage.com/WorkArea/DownloadAsset.aspx?id=1066

Parte 2 - O que são IOPS?

É o número de operações por segundo que um disco individual consegue chegar. Por exemplo, um disco SAS de 10K consegue em média 140 IOPS.

Esta velocidade é padrão na industria com variações entre modelos, mas podemos ter uma base do que é aceitável e o fabricante do disco poderá lhe informar este número.

Porem, note que a diferença é muito grande, principalmente levando em conta os novos discos SSD. Por exemplo, o disco X25-E da Intel (Veja o pdf com as caracteristicas em http://download.intel.com/design/flash/nand/extreme/extreme-sata-ssd-datasheet.pdf) chega a números 30 vezes maiores que os discos SAS e SATA.

image

Porque o IOPS é tão importante?

Esta pergunta é óbvia, mas a explicação pode não ser tão simples. Acontece que na maioria dos casos temos a tendencia de minimizar a questão dizendo que é “performance” ou “percepção do usuário” mas na verdade pode impactar diretamente no funcionando de um aplicativo, em alguns casos até inviabilizando.

Por exemplo, um ambiente Exchange 2003 com 2 mil caixas de correio precisa de 1,5 mil IOPS e este número não é fácil de alcançar. O SQL Server para um banco de dados do SharePoint precisa de 5 mil IOPS para funcionar.

Como calcular o IOPS?

Multiplique o total de discos pelo tipo de RAID e conseguirá o seu número. Segue alguns exemplos:

image

O RAID 1, RAID 10 ou RAID 0 irá lhe proporcional o maior numero de IOPS possivel, já o RAID 5 o calculo leva em conta 1 disco a menos e no RAID 50 2 discos a menos para as paridades.

Como conseguir o maior IOPS possivel com maior capacidade?

Temos tres formas de fazer isso:

  1. Utilize discos de alta performance, como os SAS de 15K ou o SSD, porem são caros e no caso do SSD de tamanhos de apenas 32/50/64/100GB
  2. Utilize o tipo de RAID apropriado para a performance e não visando o tamanho desejado como muitos hoje fazem, o que muitas vezes implica em utilizar RAID 10 para ter a performance total ao invés de RAID 50, perderiamos em capacidade mas ganhamos em performance
  3. Compre um storage que trabalha com as LUNs virtuais, ou seja, ele aloca os dados nos discos conforme a necessidade deste dado e não necessita dizer o tipo de RAID

Referencias interessantes

Como calcular IOPS para Exchange 2003 http://technet.microsoft.com/en-us/library/bb125019(EXCHG.65).aspx

Como calcular IOPS para Exchange 2010 http://technet.microsoft.com/en-us/library/ee832791.aspx

Como calcular IOPS para o SQL do SharePoint 2010 http://technet.microsoft.com/en-us/library/cc298801.aspx

Utilitário para medir IOPS para o SQL Server (SQLIO) http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?displaylang=br&id=20163

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Para mais informações sobre o Windows Server 2012, acesse: http://clk.atdmt.com/MBL/go/425205719/direct/01/

Posted: mai 13 2013, 19:08 by msincic | Comentários (2) RSS comment feed |
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Analisando Performance com o Server Performance Advisor 3.0

Neste post irei abordar o uso do SPA, como instalá-lo e quais as informações que retornam para auxiliar o administrador de sistemas.

Esta ferramenta recentemente atualizada para Windows 2012 esta disponivel em http://msdn.microsoft.com/en-us/library/windows/hardware/hh367834.aspx#Download_the_SPA_3_software

Instalação

Ao executar o aplicativo será criada a pasta com os binários e arquivos de configuração do SPA, como a imagem abaixo, onde deverá ser executado o SPAConsole.exe para efetuar a instalação:

13-03-2013 13-30-51

A instalação não cria qualquer banco de dados ou instala SQL Express ou outro, mas apenas instala os binários necessários a execução do aplicativo. Toda a configuração é realizada na primeira execução, ao criar os projetos.

Criando Projetos de Análise

Ao abrir o SPA crie um projeto, o que define o banco de dados para guardar os dados de servidores análisados. Abaixo a tela de configuração do projeto:

13-03-2013 13-31-15

13-03-2013 13-31-46

Na sequencia podemos escolher quais os pacotes que serão analisados, podendo ser Hyper-V, IIS e Windows Server Core:

13-03-2013 13-32-22

Na sequencia definimos os servidores que serão analisados, sendo que pode-se acrescentar ou remover servidores posteriormente, apenas editando o projeto. Note que para cada servidor será criada uma pasta que compartilhada onde o SPA irá gravar dados e utilizar para as métricas:

13-03-2013 13-34-41

13-03-2013 13-35-19

Executando as Análises

O proximo passo é executar as análises, escolhendo os pacotes de monitoração desejados:

13-03-2013 13-35-00

13-03-2013 13-35-08

Durante a execução das análises será mostrado uma tela de acompanhamento, que pode demorar um longo tempo, tanto em virtude do numero de servidores como também a quantidade de dados em cada um dos pacotes de análise selecionado:

13-03-2013 13-35-23

Terminada a execução, vemos um dashboard com os principais dados alertados em cada um dos pacotes de análise desejado:

13-03-2013 13-53-05

Analisando os Dados Coletados

Como pode ser visto na imagem acima, ao lado de cada servidor e pacote analisado é possivel visualizar o relatório individual. São relatórios muito bem apresentáveis e com detalhamento de cada item que foi analisado.

Por exemplo, abaixo vemos o relatório do CoreOS onde temos as notificações de alertas, detalhes da configuração, dados de CPU, memória, disco e rede. Note que as guias de dados contem os detalhes da análise, enquanto a guia de notificações resume os problemas encontrados com sugestões de como resolver o gargalo encontrado:

13-03-2013 13-53-15

Alem da guia de notificações, em cada uma das guias de dados analisados é possivel comparar com análises anteriores no botão Actions >> como o exemplo abaixo onde estariamos comparando relatórios de rede anteriores:

13-03-2013 13-54-34

Outra forma de visualização de dados é utilizando gráficos de performance. Para isso clique no botão ao lado de cada pacote de análise e escolha o periodo que será utilizado para o desenho dos gráficos:

13-03-2013 13-54-54

Muito similar aos dashboards do System Center Operations Manager, o SPA monta gráficos permitindo escolher entre todos os contadores analisados e sumarizados:

13-03-2013 13-55-11

Após selecionar o periodo e os contadores, o gráfico pode ser visualizado como sumário geral, por dia da semana ou horário do dia em cada uma das 3 guias.

13-03-2013 13-56-33

Conclusão

Com este aplicativo simples e funcional é possivel que administradores tenham uma visão detalhada da performance dos servidores, comparar com análises anteriores após fazer as correções e atualizações, e por fim apresentar dados de forma consistente quando necessário justificar investimentos na área de TI.

Posted: abr 10 2013, 22:36 by msincic | Comentários (0) RSS comment feed |
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