Auszug aus dem IBM Storage System Kompendium 2006 bis 2010 – die Epoche der Server-basierenden Speichersysteme und der Speichervirtualisierung, Teil 2

Autor / Redakteur: Kurt Gerecke und Klemens Poschke / Nico Litzel

Im August 2006 mit Verfügbarkeit im September kündigte IBM die neuesten Erweiterungen für die DS6000 und DS8000 an. Beide Plattensysteme können jetzt neben der Auswahl an Fibre-Channel-Platten auch mit günstigeren Fibre-ATA-Platten (FATA) bestückt werden. Die Platten haben eine Kapazität von 500 Gigabyte pro Laufwerk. Das bietet für die Plattensysteme die Möglichkeit, innerhalb des Systems mit einer Zwei-Tier-Storage-Hierarchie zu arbeiten.

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Im August 2006 kündigte IBM für die Modelle DS6000 und DS8000 eine Neuerung an: Beide Plattensysteme ließen sich jetzt nicht nur mit Fibre-Channel-, sondern auch mit günstigeren Fibre-ATA-Platten bestücken.
Im August 2006 kündigte IBM für die Modelle DS6000 und DS8000 eine Neuerung an: Beide Plattensysteme ließen sich jetzt nicht nur mit Fibre-Channel-, sondern auch mit günstigeren Fibre-ATA-Platten bestücken.
( Archiv: Vogel Business Media )

So können die FC-Platten für die klassische Transaktionsverarbeitung und hoch frequentierte Daten eingesetzt werden und die günstigeren, aber langsameren FATA-Platten für sequenzielle Datenverarbeitung und nur wenig benutzte Daten. Damit bietet eine DS8000 voll ausgebaut mit FATA-Platten eine Bruttokapazität von 320 Terabyte und eine kleine DS6000 bis zu 64 Terabyte an Bruttokapazität.

Für die DS8000 wurden neue Modelle angekündigt, die POWER P5+-Prozessortechnologie integriert haben und damit 15 Prozent höhere Leistungsfähigkeit ausliefern. Die I/O-Cages wurden auf 4-Gbit-Fibre-Channel- und FICON-Ports umgestellt. Damit ist die DS8000 das erste Plattensystem auf dem Markt, das mit 4-Gbit-FICON-Ports am zSeries-Host arbeiten kann. Die DS8000-Systeme mit P5+-Prozessoren werden als DS8000-Turbo-Systeme bezeichnet.

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Das „Synergy Feature” verbessert die Gesamtleistung

Ein neue Einrichtung, die als „Synergy Feature“ bezeichnet und im November 2006 verfügbar wird, verbessert maßgeblich die Gesamtleistung der Komponenten DS8000 Turbo, DB 2 und AIX und erzielt eine wesentlich effektivere Kommunikation zwischen Rechner und Speichersystem für DB2-Anwendungen. Dies wird durch eine gezielte End-to-End-Prioritätensteuerung ermöglicht.

Teil der Ankündigung vom 22. August 2006 war zudem die Möglichkeit, bei DS8000-Turbo-Systemen mit einem dritten Spiegel bei Remote-Copy-Verfahren zu arbeiten. Diese Lösung wird als „3 Site Disaster Recovery Solution“ bezeichnet. Damit wird auch im Disaster-Fall ein konstanter Zugriff auf die Daten gewährleistet. Diese Möglichkeit war bisher nur über RPQ (Request for Price Quoting) gegeben.

Das dreifache Remote-Spiegelverfahren setzt sich aus den Komponenten „Metro Mirror“ und „Global Mirror“ (ehemals PPRC XD – Peer to Peer Remote Copy eXtended Distance – und FlashCopy) zusammen. Von der Lokation A wird mit der DS8000-Turbo synchron zur Lokation B gespiegelt. Die Lokation B spiegelt dann asynchron auf die Lokation C weiter.

Fällt die Lokation A aus, wird die Anwendung auf die Lokation B umgeleitet und Global Mirror läuft ohne Unterbrechung zwischen den Lokationen B und C weiter. Kommt Lokation A wieder online, wird von der Lokation B nach A auf inkrementeller Basis resynchronisiert. Nach Abschluss der Resynchronisation kann die Anwendung von B nach A zurückverlagert werden.

Inkrementelle Resynchronisationstellen die Verbindung zwischen A und C her

Fällt die Lokation B aus, stellen inkrementelle Resynchronisationsverfahren die Verbindung zwischen A und C her und gewährleisten damit weiterhin unterbrechungsfreien Spiegelbetrieb. Steht die Lokation B wieder zur Verfügung, wird über ein inkrementelles Verfahren von A nach B resynchronisiert. Nach Abschluss der Resynchronisation werden die Lokationen B und C wieder über Global Mirror verbunden und so die Ausgangssituation wieder hergestellt.

Fällt Lokation C aus, ist die Anwendung A nicht betroffen und die synchrone Spiegelung zwischen A und B bleibt erhalten. Steht die Lokation C wieder zur Verfügung, wird Global Mirror inkrementell wieder aufgebaut und die Ausgangssituation wieder hergestellt.

Weiter mit: Parallel Access Volume (PAV)

Parallel Access Volume (PAV)

Die Funktion, von mehreren Rechnern und Anwendungen gleichzeitig auf dieselbe Plattenadresse zu schreiben und von ihr zu lesen, wurde im z/OS-Umfeld mit dem Enterprise Storage Server (siehe auch ESS) eingeführt und für die DS8000 weiter optimiert. Der

Workload Manager (WLM) im z/OS steuerte die dynamische Zuordnung und Umordnung der dafür notwendigen „Alias“-Adressen, was als dynamisches PAV bezeichnet wird. Im November 2006 kündigte IBM für die DS8000 Hyper PAV an. Dabei wurde die Funktion so geändert, dass z/OS im Zusammenspiel mit der DS8000 für jeden einzelnen I/O eine Alias-Adresse aus einem Pool nehmen kann, ohne dass eine Koordination zwischen z/OS-Systemen notwendig ist.

Damit kann sofort auf sich ändernde Workloads reagiert werden. Hyper-PAV benötigt bei derselben Workload nur etwa die Hälfte an Alias-Adressen und bietet im Vergleich zum dynamischen PAV bei derselben Anzahl an Alias-Adressen die Möglichkeit, 50 Prozent mehr I/Os zu prozessieren.

IBM TotalStorage Productivity Center (TPC) für Replikation

Am 22. August 2006 wurde als neues Software-Produkt IBM TotalStorage Productivity Center (TPC) für Replikation angekündigt. TPC für Replikation erlaubt ein zentrales Management der Copy-Services-Funktionen Metro Mirror, Global Mirror und FlashCopy für die Produkte DS6000, DS8000, DS8000 Turbo, SAN Volume Controller SVC und ESS Modell 800.

Im Jahr 2007 stellte IBM für die DS8000-Plattensysteme erhebliche Erweiterungen zur Verfügung. Im Februar 2007 kündigte IBM mit Verfügbarkeit März für alle DS8000-Systeme neben den bisherigen Plattentypen 300-GB-Fibre-Channel-Platten mit 15.000 Umdrehungen an. Die DS8000 war damit das erste System auf dem Markt, das mit diesen schnellen großkapazitiven Platten ausgestattet werden konnte.

Erhebliche Kapazitätserweiterungen

Im Mai 2008 kamen erhebliche Kapazitätserweiterungen dazu. Konnte bisher ein 4-Way-System mit bis zu 640 Platten (bei 2-Way sind es bis zu 384 Platten) in einer Konfiguration von drei Einheiten ausgestattet sein, war es seit Juni 2007 möglich, ein 4-Way-System DS8300 mit bis zu 1.024 Platten zu konfigurieren. Dazu werden an die Basiseinheit vier zusätzliche Erweiterungseinheiten angeschlossen, insgesamt also eine Konfiguration mit fünf Gehäuseeinheiten. Bei Verwendung der 500-GB-FATA-Platten steigerte sich so die maximale Kapazität auf bis zu 512 Terabyte pro System.

Seit November 2007 stehen der DS8000 weitere leistungsoptimierende Features zur Verfügung. Die Funktion Storage Pool Striping mit Rotate Extends reflektiert einen neuen Default-Algorithmus, der neue logische Platten in 1-GB-Schritten über das Backend verteilt und so die Leistung ohne spezielles Tuning optimiert. AMP (Adaptive Multistream Prefetching) stellt eine neue Caching-Technologie von IBM Research zur Verfügung, die, auf Workloads bezogen, ein selbstoptimierendes Prefetching durchführt. AMP entscheidet dynamisch, was und wann in den Cache vorgeladen wird. Das kann den Durchsatz von sequentiellen und Batch-Workloads dramatisch verbessern, das heißt, Laufzeiten können erheblich verkürzt werden. AMP verbessert den Lesedurchsatz aus einem RAID5-Array nahezu um Faktor zwei!

Weiter mit: AMP kann Hot-Spot-Situationen verhindern

AMP kann Hot-Spot-Situationen verhindern

Wenn sehr hohe Anforderungen an sequentielle Workloads gestellt werden, so kann AMP Hot-Spot-Situationen verhindern. IBM z/OS Global Mirror Multiple Reader bietet im zSeries-Umfeld einen deutlich höheren Durchsatz bei Remote-Spiegelungen.

Neben den neuen Performance Features wurden im November 2007 für die Maschinen auch neue funktionale Erweiterungen verfügbar. Space efficient FlashCopy kann durch Reduzierung der benötigten Plattenkapazität für Kopien signifikant die Kosten senken. Dadurch können gleichzeitig die Strom- und Klimaanforderungen gesenkt werden. FlashCopies benötigen nur Plattenplatz, wenn Veränderungen am Original durchgeführt werden.

Dynamic Volume Expansion

Dynamic Volume Expansion vereinfacht das Management durch „Online“-Vergrößerung von logischen Laufwerken bei Datenwachstum. Neben diesen Erweiterungen wird das TPC (Total Productivity Center) bei Auslieferung von neuen DS8000-Systemen standardmäßig als neu umbenanntes SSPC (System Storage Productivity Center) mitgeliefert und bietet damit einen einheitlichen Zugang zum Management von IBM und anderen Speichersystemen. Damit stehen dem IT-Benutzer eine einheitliche Management-Oberfläche und eine gemeinsame Konsole für DS8000-Systeme und die SVCs (San Volume Controller) zur Verfügung.

Am 26. Februar 2008 wurden zusammen mit der Ankündigung des neuen Mainframe-Systems z10 neue Erweiterungen für das DS8000 Plattensystem speziell im z/OS-Umfeld angekündigt. Mit der Funktion z/OS Metro/Global Mirror Incremental Resync entfällt bei einer dreifachen Remote Spiegelung die Notwendigkeit, eine volle Kopie für die Resynchronisation nach einer Hyper-Swap-Situation zu erzeugen. Die Erweiterung Extended Distance FICON reduziert den Bedarf von Kanalerweiterungseinheiten (Channel Extenders) bei z/OS Global Mirror- (zweifache Remote-Spiegelung) und z/OS-Metro/Global Mirror-Konfigurationen (dreifache Remote-Spiegelung) durch eine höhere Parallelität der Leseoperationen.

Die neue Möglichkeit des z/OS Basic Hyper Swap erlaubt die Konfiguration von Disk Replication Services über das grafische User Interface (GUI) der DS8000-Plattensysteme. Diese Möglichkeit kann auch für DS6000- und ESS-Systeme genutzt werden, bei denen das GUI auch zur Verfügung steht.

Automatischer Failover auf das Remote-Plattensystem

Die Möglichkeit des z/OS Basic Hyper Swap ist auch ohne GDPS (Geographically Dispersed Parallel Sysplex) benutzbar. z/OS Basic Hyper Swap ist eine einzigartige Funktion, die auch ohne GDPS einen automatischen Failover auf das Remote-Plattensystem vornimmt, wenn die primäre Site nicht mehr zur Verfügung stehen sollte. Dies ist aber ausschließlich bei den IBM Systemen DS8000, DS6000 und ESS möglich. Plattensysteme anderer Hersteller werden nicht unterstützt.

Mit dem Release 4.0 bekommt die DS8300 im August 2008 die Möglichkeit, mit variablen LPARs und damit mit mehr Flexibilität zu arbeiten. Bisher war nur eine Aufteilung von 50 Prozent zu 50 Prozent möglich, jetzt wird auch eine variable Aufteilung von 25 zu 75 Prozent oder von 75 zu 25 Prozent der System-Ressourcen unterstützt.

Weiter mit: Unterschiedliche Versionen des Microcodes

Unterschiedliche Versionen des Microcodes

Innerhalb der separaten System-Ressourcen können unterschiedliche Versionen des Microcodes betrieben werden, zum Beispiel separate Produktions-Systeme oder Testsysteme und das innerhalb eines physischen Storage-Systems. Variable LPARs werden innerhalb der DS8300 ohne zusätzliche Kosten ab Microcode R.4.0 zu Verfügung gestellt. Mit R.4 können nun folgende Aufteilungen vorgenommen werden:

50/50-Prozent-Split (Factory Default), 75/25-Prozent-Split und 25/75-Prozent-Split. Die Aufteilung kann für die System-Ressourcen-Prozessoren, NVS und Cache erfolgen. Host Adapter Slots, Device Adapter Slots und Storage Enclosure Slots bleiben nach wie vor im 50/50-Prozent-Split.

Mit dem Release 4.1 im September 2008 erhält die DS8000-Familie folgende Erweiterungen:

Unterstützung von RAID6 als erweiterter Plattenschutz, insbesonders geeignet für große Platten, z. B. bei Ein-Terabyte-SATA-Platten. Bei FC-Platten wird aufgrund der geforderten hohen Plattenperformance und durch die schnelle architekturbedingte Wiederherstellung des RAID-Verbundes bei einem Plattenausfall weiterhin RAID5 bevorzugt angewandt. Mit der Integration von 450-Gigabyte-FC-Platten mit 15K erweitert sich zum einem die mögliche Gesamtkapazität und erhöht so die Wirtschaftlichkeit des Systems.

Sichere Löschung von sensiblen Daten

Ein neuer IBM Service „Secure Data Overwrite“ garantiert die sichere Löschung von sensiblen Daten auf Platten. Dieser Service wird durch einen geschulten IBM Techniker durchgeführt.

Mit dem Release 4.2 im Februar 2009 kommen für die DS8000-Systeme weitere fundamentale Erweiterungen zum Tragen. Die DS8000-Systeme können jetzt neben FC-Platten und SATA-Platten mit SSDs (Solid State Disks) ausgestattet werden. Dabei sind Solid State Disks in der Größe von 73 und 146 Gigabyte unterstützt. Standardmäßig ist der Werkseinbau vorgesehen, für den Feldeinbau muss ein RPQ gestellt werden. Dieser RPQ dient zur Sicherstellung der optimalen Performance.

Als erstes IBM-Subsystem unterstützt DS8000 in Verbindung mit speziellen Disk-Drives die Verschlüsselung der Daten (Encryption) auf den Platten. Dadurch kann sichergestellt werden, dass selbst bei einem Verlust der Disk-Drives die Daten nicht ausgelesen werden können. Im Gegensatz zu anderen Lösungen macht Encryption auf Disk-Drive-Level Verschlüsselung ohne Leistungsverluste möglich. Es müssen keine Änderungen in Anwendungen oder der Storage-Infrastruktur vorgenommen werden. Die Verwaltung der Schlüssel wird analog zu der Tape-Verschlüsselung mit dem Softwareprodukt TKLM, früher EKM, vorgenommen (siehe auch unter Tape Encryption).

Mit der Einführung von hochkapazitiven Ein-Terabyte--SATA-Platten eigenet sich das DS8000 Plattensystem auch für den Einsatz von Data-De-Duplication-Technologien, z. B. in Verbindung mit den Diligent-Produkten (siehe unter Data-De-Duplication IBM ProtecTIER).

Weiter mit: Thin Provisioning ohne Leistungsbeeinträchtigung

Thin Provisioning ohne Leistungsbeeinträchtigung

Mit dem Release 4.3 im Juli 2009 unterstützt die DS8000 Thin Provisioning ohne Leistungsbeeinträchtigung. Die Funktion Thin Provisioning ist optional zu bestellen und ist für die gesamte Kapazität einsetzbar. Thin Provisioning kann die Nutzung der Storage-Kapzität erhöhen und damit zur ökonomischen Nutzung des eingesetzten Speichers erheblich beitragen. Die Storage-Administrationskosten können durch automatisiertes Storage Provisioning reduziert werden. Ein neues Feature, das „Quick Initialization Feature“ ermöglicht das schnelle Einrichten von Copy Services.

zHPF Multi-Track Support für DS8000

Diese einzigartige Funktion der DS8000 in Verbindung mit zSeries führt zu erheblich verbesserten I/O-Leistungen. Erreicht wird diese Leistungsverbesserung durch ein optimiertes I/O-Protokoll.

IBM DS8700 Plattensystem Im Oktober 2009 kündigt IBM die neue Maschine DS8700 als Nachfolger der Plattensysteme DS8100 und DS8300 an.Die DS8700 basiert auf Power6-Technologie und arbeitet mit P6-Prozessoren mit 4,7 GHz. Die Leistungsfähigkeit der Maschine ist ca. 2,5-mal schneller als die DS8300. Die Rio-G Loop wird ausschließlich für die P6-Server-to-Server-Kommunikation eingesetzt, während die Plattenarrays über PCI-E (Express)-Karten angesteuert werden. Durch diese Architekturänderung bekommt die Maschine eine optimale Backend-Anbindung und höhere Backend-Bandbreite, was sich vor allem bei Verwendung von schnellen SSDs (Solid State Disks) auszahlt.

Wie die Vorgängersysteme ist die Maschine mit den neuen optimierten Cache-Algorithmen ausgestattet: SARC (Simplified Adaptive Replacement Cache) als Grundalgorithmus verbunden mit AMP (Adaptive Multistream Prefetching) zur Optimierung von Leseoperationen von den Platten in den Cache und IWC (Intelligent Write Caching) zur Optimierung des Schreib-Workloads. Das Antwortzeitverhalten der DS8700 dürfte derzeitig alle verfügbaren Plattensysteme im Markt weit übertreffen.

Roadmap bis 2013

Verbunden mit der DS8700-Ankündigung ist ein Ausblick einer Roadmap bis 2013. Diese Roadmap beinhaltet Funktionen zur optimalen Nutzung von SSDs durch Analyse des I/O-Verhaltens und dynamische Verlagerung von Extends, die sich optimal für die Speicherung auf SSDs eignen. Mit diesem neuen Algorithmus bekommt die Maschine die Fähigkeit, Storage Tiers optimal auszunutzen und die Daten dem I/O-Verhalten entsprechend auf SSDs, FC-Platten und SATA-Platten abzuspeichern.

Dieser Artikel ist ein Auszug aus dem IBM-System-Storage-Kompendium. Hier finden Sie das vollständige Kompendium in Form eines Whitepapers.

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