NetApp MetroCluster

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Unternehmen benötigen heutzutage hochverfügbare Datacenter um ihre Geschäftskontinuität gewährleisten zu können. Für IT-Verantwortliche besteht die Herausforderung, beim Ausfall von Komponenten oder Standorten entsprechende Disaster-Recovery-Maßnahmen einzuleiten. Um in einem Katastrophenfall weiterhin die Einsatzfähigkeit der IT-Systeme gewährleisten zu können, setzen Unternehmen auf Metrocluster (MC). Was ein Metrocluster ist und warum der MetroCluster von NetApp eine ideale Lösung für Ihr Rechenzentrum ist, erfahren Sie hier.



Was ist ein Metrocluster?

Ein Metrocluster ist ein auf „rechte und „linke“ Seite verteilter Storage, der auf jeweils einem Storage-Cluster arbeitet. Vereinfacht ausgedrückt wird der Storage auf zwei Standorte verteilt, wobei jedem Storage ein lokaler und ein remote Speicher zur Verfügung steht. Der größte Vorteil eines Metroclusters besteht darin, dass die Daten redundant und synchron vorgehalten werden und bei einem Komplettausfall auf einer Seite ein unterbrechungsfreies Weiterarbeiten gewährleistet ist.

Der NetApp MetroCluster ist als hochverfügbare Storage-Lösung seit mehreren Jahren auf dem Markt erfolgreich etabliert. Gegenüber einem standardgemäßen High-Availability Paar, das lokal begrenzt in einem RZ angesiedelt ist, kann ein NetApp Fibre Channel (FC) oder IP MetroCluster auf einer Distanz von bis zu 300 bzw. 700 Kilometer verteilt werden und somit den möglichen Ausfall eines kompletten Rechenzentrums ohne Datenverlust überstehen.


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Abbildung 1: Der MetroCluster ist eine Funktion innerhalb von ONTAP®, sowohl als FC- als auch als IP-Version (Quelle: NetApp)

Was beinhaltet der NetApp MetroCluster (MC)?

Die bis Ontap 9.3 eingesetzten NetApp MetroCluster verwenden ausschließlich eine FC Verbindung, um die Daten synchron auf zwei Seiten zu spiegeln. Das hat zur Folge, dass 4 dedizierte Fibre Channel Switche erforderlich sind, die zwei redundante Fabrics zur Verfügung stellen. Die auf SAS Technologie basierenden Disk Shelfs werden mittels FC-SAS Bridges des Herstellers ATTO an die Fabrics verbunden. Zusätzlich wird eine FCVI Karte pro NetApp Storage Node für die Spiegelung der NVRAM Inhalte eingesetzt.


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Abbildung 2: Bei der FC-Variante werden je 2 zusätzliche Komponenten benötigt: 2 FC Switche und 2 SAS ATTO Bridges (Quelle: NetApp)


Welche Neuerungen ergeben sich daraus?

NetApp hat mit ONTAP 9.3 (in 2017) eine neue Variante des Metroclusters eingeführt. Der „MetroCluster IP“ verzichtet komplett auf FC Hardware. Dafür werden lokale Festplatten direkt per SAS und remote Festplatten über eine iSCSI-Verbindung angebunden; damit brauchen keine FC Switche und ATTO Bridges mehr eingesetzt werden. Stattdessen werden dedizierte bzw. zertifizierte und performante Ethernet Switche eingesetzt. Mit der Reduktion von 3rd Party Komponenten wird die Infrastruktur einfacher, es wird weniger Rack-Space benötigt, die Kosten werden reduziert und einzelne Hardware Limitierungen entfallen.

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Abbildung 3: Bei der IP-Version werden nur jeweils 2 LAN-Switche eingesetzt mit den entsprechenden Bandbreiten pro Port von 10 Gbps- 40Gbps (Quelle: NetApp)


Unterschied zwischen Metrocluster IP / Fabric-attached (mit FC Switchen) / Stretched (ohne FC Switche)

Feature

MC IP

Fabric-attached

Stretched configuration

4/ 8-node

2-node

2-node bridge-attached

2-node direct-attached

Anzahl Storage Nodes

4

4/ 8

2

2

2

FC-Switche

Nein

Ja

Ja

Nein

Nein

IP-Switche

Ja

Nein

Nein

Nein

Nein

FC-to-SAS Bridges

Nein

Ja

Ja

Ja

Nein

Direkt-attached SAS

Ja
(aber nur lokal)

Nein

Nein

Nein

Ja

lokal HA support

Ja/Nein*

Ja

Nein

Nein

Nein

Automatic Switchover

Nein

Ja

Ja

Ja

Ja

Ungespiegelte Aggregate

Nein

Ja

Ja

Ja

Ja

Array LUNs

Nein

Ja

Ja

Ja

Ja

Maximum ISL Anzahl**

12

4

entfällt

Distanz

700km

bis zu 300km

500m                               125m
(16 Gbps LW SFP)            (16 Gbps SW SFP)
                                     

Tabelle 1: Unterschiedliche Funktionseigenschaften (Quelle: NetApp)
* entsprechend des Fehlerbildes ** abhängig vom eingesetzten Switch-Typ

Einschränkungen im MC IP Release ONTAP 9.7

Das aktuelle Release 9.7 hat im Vergleich zum 9.3-Release nur noch wenige Einschränkungen, die zu nennen sind. Mit den zukünftigen ONTAP Releases werden die Einschränkungen sicherlich komplett aufgehoben werden. Im Nachfolgenden sind die HW- und Feature-Einschränkungen zur MC FC Version aufgeführt:

  1. Hardware:
  1. Nicht unterstützte Features:

Was sind die Vorteile gegenüber FC MC?

Der Daten-Austausch über die Disks und die NVRAM Daten erfolgt nun nicht mehr über das Transport-Protokoll FC, sondern über iSCSI und iWARP. Damit ergibt sich der Vorteil, dass die üblichen FC und SAS Hardwarekomponenten nicht mehr eingesetzt werden und sorgen für weniger 3rd-Party-Komponenten und auch für eine höhere Zukunftssicherheit.

Bei einem anderen Transport-Protokoll wie bei FC werden die Festplatten demgemäß anders angesprochen. Die Disk-Shelfs werden mit SAS Kabeln direkt am Controller angeschlossen. Damit die Sichtbarkeit und Erreichbarkeit der jeweiligen Disks für alle HA-Nodes im Metrocluster gewährleistet werden kann, werden diese über die Cisco- / Brocade- Switche per iSCSI Protokoll angebunden. Mit dem Einsatz von performanten Switches, werden zudem die benötigten Cluster-Interconnect Verbindungen hierüber realisiert.

Auch die NVRAM Spiegelung muss auf IP geändert werden und somit wird die FCVI Karte durch eine iWarp Chelsio Karte ersetzt. Diese stellt pro Node 2x 40Gbps Ethernet Ports zur Verfügung.

 Vorteil zu FC Metrocluster

 Nachteil zu FC Metrocluster

Weniger HW (FC Kabel, FC Switche, ATTO Bridge, Cluster Backend Switche), weniger Komplexität, deutliche Kostenreduktion.

Automatischer Switch Over (DR-Scenario) geht nur mit dem Tiebreaker-Mediator und iSCSI-Disks sind nicht verfügbar, wenn eine Site ausfällt.

Tabelle 2: Vor- und Nachteile zu FC Metrocluster

Mögliche Konfigurations-Schritte von MC IP

Folgende Schritte werden beispielhaft bei der Metrocluster IP Konfiguration durchlaufen.

  1. Einbau und Verkabelung der HW
  2. Konfiguration und Installation IP Switche
  3. Konfiguration mccip status setzen
  4. Pool 0 Disks Assignment
  5. ONTAP-Installation
  6. Boot ONTAP
  7. Site 1: Cluster Setup – 1. Node
  8. Site 1: Join 2. Node
  9. Site 2: Cluster Setup – 1. Node
  10. Site 2: Join 2. Node
  11. Cluster Peering
  12. DR Group Erstellen
  13. Konfiguration: MetroCluster IP Interfaces
  14. Pool 1 Disk Assignment
  15. Erstellen und Spiegeln der Aggregate
  16. Konfiguration MetroCluster IP
  17. Überprüfen der HA Funktionalitäten



Was kann Logicalis tun?

Abschließend lässt sich sagen, dass es sich um eine äußerst spannende Entwicklung handelt. Die Metrocluster Technologie wird mit höchster Wahrscheinlichkeit in den nächsten ONTAP Versionen weiter voranschreiten. Trotz der noch bestehenden kleinen Anzahl an Einschränkungen, ist die Lösung für eine Vielzahl der Kundensituationen passend. In einem ersten Gespräch mit Logicalis als NetApp Star Partner wird gemeinsam geprüft und diskutiert, inwieweit - auch ohne FC und ATTO Bridges - eine synchrone Spiegelung mit dem ONTAP Betriebssystem ermöglicht werden kann.