Veli Anlama

Bilişimcim

5/10/2013Yeni Nesil Bilgi İşleme Platformu

İçindekilerGeleneksel Bilgi işleme (Complex,Manual,Constly)................................................................................2

Nutanix Cluster Mimari..........................................................................................................................3

Controller VM işlevleri............................................................................................................................3

Guest VM Data Management.............................................................................................................3

Heat Optmized Tiering.......................................................................................................................4

Live Migration.....................................................................................................................................4

High Availability..................................................................................................................................5

Autopath............................................................................................................................................5

Adaptive Compression........................................................................................................................6

Nutanix Getirdiği Yeni Yaklaşım ve Avantajları.......................................................................................6

Nutanix Resimleri...................................................................................................................................9

Kullanım Alanları................................................................................................................................9

Datasheet...........................................................................................................................................9

Yönetim Paneli.................................................................................................................................10

İçten Görünüş...................................................................................................................................10

Önden Görünüş................................................................................................................................11

Arkadan Görünüş..............................................................................................................................11

IP Adres Konfigürasyon.....................................................................................................................11

Vmware Datastore...........................................................................................................................12

Vmware Networking........................................................................................................................12

Geleneksel Bilgi işleme (Complex,Manual,Constly)

Bilgi Teknolojilerinde veri işlemede geleneksel Computer(Server),Network, Storage(SAN) mimarisi düşünüldüğünde herbiri karşımıza ayrı bir katman olarak çıkmaktadır.Bu yaklaşım beraberinde birtakım dezavantajlarıda getirmektedir.,

Network katmanında kaynaklanan darboğaz ve latency, Storage katmanında fault tolerance kazanımı için RAID yapılandırmalarından kaaynaklanan

IOPs latency (RAID penality v.b), Storage katmanında block base LUN'lara erişimde kaynaklanan I/O latency, Network,Storage,Compute katmanlarının complex bir yapıya sahip olmasından dolayı çıkan

performans sorunlarının hangi katmandan kaynaklandığının teşhis etmenin zor olması, SAN IO ve Network latency'den dolayı ölçeklenebilir ,öngörülebilinir ve büyüyebilir bir yapıya

sahip olmaması (), Compute,Network,Storage katmanlarının ayrı ayrı yönetiminin zor ve maliyetli olması, Bu üç katman için ayrı ayrı yatırım yapılmasının yüksek maliyetli olması. Geleneksel SAN ortamlarına compute(server) eklendikçe ölçeklenebilirlikleri

yitirmektedirler.Çünkü geleneksel SAN'ın genelde iki storage controller vardır ve bu storage controllerlar bütün compute ortamı (serverlar) tarafından paylaşılmaktadır.

Vmware VMFS veya XenServer LVM dosya sistemleri kullanıldığında storage ile compute arasına sanallaştırma dosya sistemi katmanı girmekte ve buda IO latency neden olmaktadır.

Nutanix Cluster Mimari

Google (GFS),Oracle(Exadata) ve Aster Data'nın kurucuları Nutanix Virtual Computing Platform'unda , storage ve compute katmanlarını birleştirerek bize sanal makinalarımızı çalıştırabileceğimiz tek bir ortak yapı sunar.

Tam bir Nutanix block herbirinde standard hypervisor (Vmware veya KVM) çalışan, herbirinin içerisinde cpu,memory ve local storage (PCIe SSD,Sata SSD,Sata) bulunan ,dört yüksek performanslı serverdan oluşan ve 2U boyutunda olup rafa takılabilir bir şasidir. Hardware olarak piyasada ki en performanslı ürünler kullanılmış olup, asıl işin sihirli kısmını her node(server) üzerinde bulunan ve local storage pool'unu yöneten Controller VM yapar.

Controller VM işlevleriGuest VM Data Management

Nutanix Datastore , herbir node üzerinde ki PCIe SSD,SATA SSD,SATA diskleri kullanılarak oluşturulan NFS dosya sistemine sahip bir dosya sistemidir.Nutanix’de ki serverlar sanki bir SAN’a bağlıymış gibi veriyi ortak Nutanix Datastore’a yazıp ve okuyorlar. ESXi açısından düşünürsek tek fark verinin network boyunca dolaşmamasından elde edilen performans kazancıdır.VM data node’lar üzerinde local olarak saklanıyor ve diğer node’lara harware bozulmalarına karşı kopyalanıyor.

Bir Guest VM ESXi aracılığı ile ortak datastore yazma isteği gönderdiğinde, öncelikle bu istek host üzerinde ki Controller VM’e gönderilir.Guest VM’e hızlı yanıt vermek için veri HOT Cache olarak adlandırılan PCIe SSD’lerde saklanıyor.Hot cache’deki veriler 10 GigE network aracılığıyla clusterda bulunan diğer nodlar üzerinde ki PCIe SSD’lere dağıtılıyor.HOT Cache veri az kullanılır duruma geçtiğinde (cold data) periodik olarak clusterda ki kalıcı SATA storage’lara taşınıyor. Veri performans için local olarak yazılıyor ve high availability için diğer nodlara kopyalanıyor. Çok kullanılan veri PCIe SSD’lere aktarılması ve veri az kulanılır duruma geldiğinde (cold) SATA dislere akatrılması ve yine veri çok kullanılmaya başlandında verinin SATA dislerden alınıp PCIe SSD lere aktarılması işlemine Heat Optimized Tiering denilmektedir.

Heat Optmized Tiering

Guest VM ESXi aracılığı ile ortak datastore’a okuma isteği gönderdiğinde, Controller VM ilk önce varsa node’un local’inde okur, eğer nod’un local’inde yoksa o zaman 10 GigE network ile verinin bir kopyasını bulunduran node’dan veriyi okur. Verinin diğer nodlar üzeride ki kopyasında erişildiğinde, daha sonraki okumaların local olabilmesi için bu veri okuma isteğini yapan vm’in bulunduğu node’un local’ine taşınır.

Live Migration

VM Live migration ister el ile ister vSphere DRS gibi otomatik bir işlemle başlatılsın Nutanix Cluster tarafından destekleniyor.Controller VM’ ler ile clusterda ki her node ortak Nutanix datastore’daki verilere ulaşabilir. Guest VM data her node üzerinde local yazıldığı gibi hig availability için bir kopyası diğer nodlar üzerinde tutulur.

Bir VM bir node’dan diğer node’a geçdiğinde (migrate) eğer veri geçtiği node üzerinde local olarak bulunuyorsa vm sonraki okuma istekleri geçtiği node’un local kopyasına gönderir. Eğer veri VM’in geçtiği node’üzerinde bulunmuyorsa okuma isteği 10 GigE network üzerinden verinin bulunduğu node’a gönderilir. Veri okunduğunda sonraki okumaların VM’in geçtiği node’un local’inde yapabilmesi için veri buraya taşınacaktır.

High Availability

Nutanix içerisinde gelen data yedekliliği hypervisor tarafından sağlanan high availability’yi destekler.Eğer bir node arızalanırsa HA korumalı VM’ler cluster’da ki diğer node’lar üzerinde otomatik olarak restart edebilir. Vcenter, VM’ler için VM’lerin data’larının bulunduğu veya bulunmadığı herhangi bir node seçecektir.

Eğer VM restart ettiği node üzerinde data’sını bulamıyorsa okuma isteği 10 GigE network üzerinden verinin bulunduğu node’a gönderilir. Veri okunduğunda sonraki okumaların VM’in geçtiği node’un local’inde yapabilmesi için veri buraya taşınacak ve yedeklilik için verinin bir kopyası diğer node’lara yazılacaktır.

Autopath

Nutanix cluster Autopath davranıiı ile otomatik olarak ESXi host’u ve onun Guest VM’i arasında ki en optimal yolu seçer.

Gest VM’in datası bulunduğu node’ın local’inde olduğunda optimal path local Controller VM vasıtasıyla local storage’lara doğrudur. Data local storage’da değilse, Guest VM’in kısa bir süre önce başka bir node’a taşındığı (migrate) ettiği durumlarda, local Controller VM okuma isteğini 10 GigE network üzerinden datanın bulunduğu host’un storage’ına yönlendirecektir.

Autopath local Controler VM arızalandığı durumlarda da kullanılır. Bu gibi durumlarda Storage path’i korumak için cluster otomatik olarak host’u başka bir Controller VM’e yönlendirir. Arızalan Controller VM tekrar çalışmaya başladığında, data path’i tekrar local Controller VM’e yönlendirilir.

Adaptive Compression

Nutanix Controller VM veriler üzerinde 4:1 oranında Adaptive Compression uygular.Bütün yazma işlemlerinde ,genellikle arşivsel veriler için ideal olsada, sequential iş yükleri (Hadoop) için de Adaptive Compression uygulanır. Adaptive Comression Guest VM’lere transparandır,IO path’ine etki etmez ve arka planda yürütülen bir işlemdir.

Nutanix Getirdiği Yeni Yaklaşım ve AvantajlarıNutanix’in compute ve storage katmanlarını tek bir katman haline getirip ,Guest VM Data Management,Live Migration, High Availability,Autopath özelikleriyle harmanlandığında karşımıza aşağıda ki avantajları sunan bir ürün çıkmaktadır;

Geleneksel SAN'ın genelde iki storage controller vardır ve bu storage controllerlar bütün compute ortamı (serverlar) tarafından paylaşılmaktadır. Ortama compute eklendikçe SAN’ın controller’ları gerekli IO’yu sağlayamaz.Her ne kadar ortama yeni SAN üniteleride eklense network darboğazı,IO latency v.b nedenlerle ortam hantallaşır ,karmaşık bir hal alır ve IO kazanımı doğrusal değildir. Buna karşın içerisinde dört node bulunan herbir Nutanix blok birbirine limitsizce eklenebilir.Böylece bütün compute(server) ortamı her node üzerinde ki Controller

VM’leri kullanabilir.Bu nedenle Nutanix block’lar eklendikçe IO kazanımı doğrusal olarak artar.

Terasort – standard benchmark for Hadoop. Simulated real-world with 4.5 TB working set.

Şekide görüldüğü gibi 2u Nutanix blockları eklendikçe IO kazanımı doğrusaldır .Ayrıca HP,Microsoft,Oracle,SGI Hadoop teknolojilerine kıyasla throughhput MB/s’da oldukça yüksektir.

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

3000 VMs1500 VMs1200 VMs600 VMs300 VMs

Application Response Time In Sec-onds

Yukardaki 300 VM’in bazı iş yüklerini aynı anda kullanıdğında application response time’i görülmektedir.Neredeyse saniyenin 3/10 kadar fark yoktur.300 VM’e böldüğümüzde neredeyse ihmal edilebilir.Bu gerçek doğrusal ölçeklenebilirliktir.

Nutanix NFS dosya sitemini kullandığından bu bize bazı avantajlar getirmektedir;1. default olarak thin provisioning2. provision edilmesi kolay, farbric switch,storage masking, zone v.b ile

uğraşma derdi yok.3. NFS file base protokol olduğu için VMFS’in getirdiği overhead’i

önlemektedir.4. NFS’in file base protokol olması nedeniyle LUN’lara block base

eişimin nenden olduğu IO latency’nin olmaması. Nutanix’in VM verisini otomatik olarak diğer nodlara birer kopyasını aldığından RAID

yapılandırmalarına gerek duymaz.RAID penality’lerinden kanaklanan IO kaybı önlenmiş olur.

Nutanix ile storage ve compute katmanı teke indirgendiğinden,geleneksel yöntemdek i gibi herbir katmanı yönetmek için harcanan emek ve zaman en aza indirgenmiş olur.

Native olarak sahip olduğu replication özelliğinden dolayı local ve site disaster recovery senaryoları için idealdir. Ayrıca Vmware SRM ile ortak çalışabilir.

Rolling Upgrade’ler çok geniş clusterlarda Nutanix ile daha az zamanla,daha basit,daha az müdehale ile yapılır.

Yeni Nutanix node ortama eklendiğinde otomatik olarak discovery edilir.Cluster kurulumları günler,aylar değil dakikalar içinde yapılır.

Nutanix Resimleri

Kullanım Alanları

Datasheet

Yönetim Paneli

İçten Görünüş

Önden Görünüş

Arkadan Görünüş

IP Adres Konfigürasyon

Vmware Datastore

Vmware Networking

Revizyon Tarihçesi

Revizyon Değişiklik Açıklaması Yaratan/Güncelleyen Tarih

1.0 İlk Yazım Veli Anlama 12.04.2013