Supported by: Project consortium: Modulo 4 Apparecchi per la memorizzazione dei dati Versione 1.0 22 Settembre 2011.

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1 Supported by: Project consortium: Modulo 4 Apparecchi per la memorizzazione dei dati Versione 1.0 22 Settembre 2011

2 Supported by: 2 www.efficient-datacenter.eu Introduzione

3 Supported by: 3 www.efficient-datacenter.eu Introduzione –L'informazione è alla base di ogni business, e le esigenze di archiviazione sono attese in crescita del 60% all'anno fino al 2020; –La memorizzazione dei dati sarà responsabile di gran parte dell'energia consumata dai data center nei prossimi anni, è fondamentale rendere i sistemi di storage più efficienti; –Questo modulo adotta la terminologia utilizzata dalla Storage Networking Industry Association (SNIA), per cui come elemento di storage si intendono i sistemi aggregati, come ad esempio i sottosistemi RAID e i file server, mentre per dispositivi di memoria si intendono i componenti stand-alone come hard-disk e unità a stato solido.

4 Supported by: 4 www.efficient-datacenter.eu Classificazione dello storage

5 Supported by: 5 www.efficient-datacenter.eu Classificazione dello storage   La SNIA ha proposto una tassonomia per le soluzioni di storage in modo da agevolare la valutazione dell'efficienza energetica delle apparecchiature di storage diversi. Questa tassonomia, che è in parzialmente seguita da ENERGY STAR, ha le seguenti categorie principali: –Online; –Quasi-Online; –Media Library rimovibile; –Virtual Media Library; –Prodotto aggiunto; –Elemento di interconnessione.

6 Supported by: 6 www.efficient-datacenter.eu Classificazione dello storage   Le classificazioni sono ulteriormente divisi in categorie che tengono conto di fattori diversi, come la connettività, l’assenza di singoli punti di guasto e di manutenzione.   Questa tassonomia riflette anche i diversi tier di storage che si trovano in grandi strutture come i data center. Una classificazione comune dei livelli di storage comprende le seguenti categorie: –Online; –Quasi-Online; –Offline.

7 Supported by: 7 www.efficient-datacenter.eu Classificazione dello storage   È comune trovare implementazioni nei data center e in grandi aziende con diversi livelli orizzontali di storage generalmente definiti come in-linea 1, in-linea 2, backup da disco a disco e archivi su disco e media rimovibili.   Ognuno di questi livelli può usare approcci per soluzioni di storage su più livelli verticali. Esempio di una distribuzione orizzontale di storage su più livelli con soluzioni EMC. Ogni livello può inoltre contenere prodotti storage su più livelli verticali [EMC 2008]

8 Supported by: 8 www.efficient-datacenter.eu Classificazione dello storage   Soluzioni di storage come array di dischi sono composti da unità che forniscono la capacità di archiviazione e da componenti aggiuntivi che permettono l'interfaccia per lo storage e migliorano l'affidabilità della memoria.  dispositivi di archiviazione  La terminologia SNIA si riferisce ai singoli componenti che compongono la capacità di stoccaggio di soluzioni di storage come i dispositivi di archiviazione. –Caricatori a nastro; –Hard disk; –Dischi a stato solido.  elemento di storage  Una soluzione di memorizzazione compositi come un prodotto connesso alla rete è definito come elemento di storage.

9 Supported by: 9 www.efficient-datacenter.eu Apparecchi di storage Sistemi a nastro, Hard disk, dischi a stato solido, Hard Drives ibridi

10 Supported by: 10 www.efficient-datacenter.eu Sistemi a nastro   I nastri sono sempre citati i più cost effective tra i mezzi di archiviazione dei dati a lungo termine. –Per determinati scenari di storage a lungo termine, come il backup e archiviazione di medie dimensioni nei data center, le unità disco possono essere in media 23 volte più costose rispetto alle soluzioni a nastro e posono costare 290 volte più di nastri per alimentarzione e raffreddamento. –Il consolidamento dei dati utilizzando sistemi di archiviazione basati su nastro può ridurre notevolmente i costi operativi dei centri di storage.   Con una durata di vita per l’archiviazione di 30 anni e capacità di storage di grandi dimensioni, i nastri sono sempre un'ottima soluzione per i data center di grandi dimensioni con richieste di backup e archiviazione a lungo termine.

11 Supported by: 11 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi   I dischi rigidi sono stati a lungo il sistema preferito per l’ archiviazione dati non volatile, offrendo velocità di scrittura e tempi di recupero dei dati. –Un disco rigido comprende uno o più piatti rotanti rigidi su un motore collocato all'interno di un contenitore metallico, noto anche come set di dischi; –I dati vengono registrati / letti da testine che galleggiano sopra i piatti; –Un braccio attuatore è responsabile dello spostamento dei capi attraverso i piatti, permettendo ad ogni testina di accedere a quasi tutta la superficie del piatto mentre gira. I componenti di un HDD (Fonte: Wikipedia).

12 Supported by: 12 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi   La presenza di parti in movimento come i motori e i bracci attuatori sono i principali responsabili della maggior parte della potenza consumata dagli hard disk. –Per migliorare il throughput dei dati, i produttori hanno incrementato la velocità con cui far girare i piatti, che a sua volta aumenta l’energia consumata dai dischi rigidi; Piatti rotanti a velocità di 15mila giri al minuto sono comuni per gli attuali hard disk ad elevato throughput.   Sono state proposte diverse tecnologie per migliorare l'efficienza energetica degli hard disk.

13 Supported by: 13 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – modalità di risparmio energetico   In risposta al programma Energy Star, i produttori di hard disk hanno istituito ed applicato gli stati idle e standby per gli hard disk. –In questi stati vengono utilizzate tecnologie come come lo spin-down e la velocità variabile del disco   La figura illustra la modalità di funzionamento energetico dei PC. Le caselle scure corrispondono agli stati generalmente raggiunti da HDD.   Se un PC va in stato di sleep, cessano tutte le operazioni HDD.   La implementazione dei diversi stati di inattività varia a seconda delle soluzioni scelte.

14 Supported by: 14 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – modalità di risparmio energetico   La tecnologia PowerChoiceTM Seagate, per esempio, implementa tre distinti stati di inattività.   Le specifiche degli step di risparmio energetico di ogni stato PowerChoice per un 7200 gpm sono i seguenti: –Idle_A: disabilita la maggior parte del sistema servo, riduce il consumo del processore e del canale e continua a far girare i piatti a 7.2k giri al minuto. –Idle_B: disabilita la maggior parte del sistema di servo, riduce il consumo energetico del processore e del canale, le testine sono parcheggiate, e piatti continuano a ruotare a 7.2k giri al minuto. –Idle_C: disabilita la maggior parte del sistema di servo, riduce il consumo energetico del processore e del canale, le testine sono parcheggiate, e piatti hanno velocità ridotta. –Standby_Z: Le testine sono parcheggiate, il motore è girato verso il basso, e il disco risponde solo a comandi di accesso di sistema.

15 Supported by: 15 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – modalità di risparmio energetico StatoPotenza (W) Risparmio * (%) Tempo di riattivazione* (sec) Tempo di ingresso nello stato Idle 2.8200n/a Idle_A 2.82001 sec. Idle_B 2.18230.510 min. Idle_C 1.8235130 min. Standby_Z 1.2954860 min. * Le stime di risparmio e i tempi di riattivazione sono dati preliminari; dati basati sulla su disco rigido SAS Seagate Constellation da 2,5 pollici.   Risparmio energetico preliminare raggiunto in diversi stati idle e standby per un disco rigido SAS da 2,5 pollici.

16 Supported by: 16 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – modalità di risparmio energetico   Risparmio usando lo spin-down del disco nelle modalità standby. Descrizione del drive Consumo (W) Risparmio (%)* Lettura/ scrittura IdleStandby Western Digital RE4 1TB 7.2k-rpm [WeD 2] 7.95.90.788.13 Seagate Constellation ES 1TB 7.2k-rpm [Sea 2] 10.8/Lettura 9.6/Scrittura 6.01.378.33 * Risparmio confrontando il consumo di energia in modalità stand-by con il consumo al minimo.

17 Supported by: 17 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – tecnologie impiegate da Western Digital   Western Digital utilizza una serie di approcci per diminuire il consumo di energia dei suoi dischi, ottimizzando i tempi di ricerca e riducendo la resistenza aerodinamica delle testine su piatti rotanti.   Le tecnologie principali sono: –IntelliSeekTM: il movimento dell'attuatore è controllato in modo che la testina raggiunge un settore appena in tempo per leggere / scrivere la parte successiva delle informazioni, evitando movimenti bruschi e inutili; –IntelliParkTM: questa tecnica consiste nel parcheggio delle testine nella zona sicura del drive dopo una tempo di inattività preimpostato, con l'obiettivo di ridurre la resistenza aerodinamica sulla piatti rotanti; –IntelliPowerTM: comprende una serie di tecnologie al fine di fornire un equilibrio tra velocità di rotazione dei piatti, tasso di trasferimento e dimensione della cache per massimizzare l'efficienza energetica.   La combinazione di queste tre tecnologie, ha ridotto il consumo energetico dei propri dischi Caviar fino al 40% rispetto alle unità desktop standard.

18 Supported by: 18 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – riduzione delle dimensioni   Motori e attuatori sono i maggiori responsabili del consumo dell’ hard disk: una soluzione per l’incremento dell’efficienza energetica è quella di utilizzare dimensioni minori, fino al 70 per cento inferiori rispetto alle custodie da 3,5 pollici. Specifiche Cheetah 15K.7 300GB* Savvio 15K.2 146GB* Differenza Fattore di forma 3.5”2.5”- Capacità 300GB146GB- Interfaccia SAS 6Gb/s - Velocità di rotazione (RPM) 15K - Potenza in Idle (W) 8.744.153% meno Potenza attiva (W) 12.926.9546.2% meno * dati ottenuti dalle schede tecniche disponibili sul sito web del produttore Potenza approssimativa consumata da due modelli di hard disk ad alta prestazioni prodotti da Seagate.

19 Supported by: 19 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi – riduzione del fattore di forma   E chiaro che una dimensione inferiore utilizza molta meno energia. –Quando è attivo, consuma circa il 46% in meno rispetto alla soluzione da 3,5 pollici, mentre questa differenza può arrivare al 53% quando il disco è inattivo; –Considerando il costo per alimentare 24 unità per un anno, prendendo il consumo di potenza attiva come base e un prezzo di 0,11 euro per KWh, 24 unità da 3,5 pollici costerebbero circa 298 euro di energia mentre 24 HDD da 2,5 pollici costeranno 160 euro all'anno; –I risparmi sono di circa 138 euro all'anno considerando solo 24 unità.   Nei data center con sistemi di storage con centinaia o migliaia di dischi, il risparmio può raggiungere facilmente le migliaia di euro.

20 Supported by: 20 www.efficient-datacenter.eu Dischi rigidi –altre tecniche   Native Command Queuing (NCQ) è una tecnologia creata per migliorare l'efficienza di hard disk SATA a certe condizioni, consentendo l’ottimizzazione dell’ordine delle richieste di lettura e scrittura.   Questa tecnica, insieme con la memoria cache, può modificare l'ordine degli accessi ai dischi, aumentare la durata dei periodi di inattività e usufruire di piatti rotanti a velocità variabile. –Seagate riferisce che può essere riciclato il 70% dei materiali utilizzati per produrre il suo disco Barracuda ® + LP; –Sono stati apportati miglioramenti per poter raggiungere maggiori prestazioni per Watt nei dischi rigidi ad alte prestazioni.

21 Supported by: 21 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drive – Unità a stato solido   Solid State Drive (SSDs) sono dotate, tra gli altri componenti, d pacchetti di memoria flash e di un controller responsabile di vari compiti.   A differenza degli hard disk, gli SSD non hanno parti meccaniche come motori e teste mobili. SSD main components

22 Supported by: 22 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drive   Gli SSD attualmente disponibili si basano su memoria flash NAND e utilizzano due tipi di celle di memoria in base al numero di bit che una cella è in grado di memorizzare: –Single-Level Cell (SLC) flash in grado di memorizzare un bit per cella; –Multi-Level Cell (MLC) sono memorie che possono memorizzare 2 o 4 bit per cella.   Le memorie basate su NAND hanno un numero limitato di scritture, in genere tra 10.000 e 100.000, che in un primo momento mettono il dubbio sull'affidabilità degli SSD.   Il tempo medio tra guasti (MTBF) degli SSD è generalmente migliorato grazie a celle di memoria supplementari nel SSD e sostituendo le celle difettose in modo trasparente.   La memoria SSD è organizzata in pagine la cui dimensione varia tra i 512 e i 4096 byte, e tutte le operazioni di lettura e scrittura avvengono a granularità di pagina.

23 Supported by: 23 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drive   A causa di problemi di progettazione e del numero limitato di scritture permesso da parte delle celle di memoria, una operazione di scrittura richiede che le cellule siano cancellate prima della nuova scrittura, e le operazioni di cancellazione sono eseguite solo blocco per blocco; –Una pagina può essere modificata (cioè scritta) solo dopo che l'intero blocco a cui appartiene viene cancellato, il che rende le operazioni di scrittura molto più costose di quelle di lettura, in termini di prestazioni e consumo energetico;   L'attuazione di TRIM può migliorare le prestazioni di scrittura, consentendo al sistema operativo di notificare al drive SSD quali sono i blocchi liberati da una cancellazione –Ciò permette al controller SSD di fare ottimizzazioni dei comandi di cancellazione, il che migliora ulteriormente le prestazioni delle operazioni di scrittura.

24 Supported by: 24 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drive   Le unità SSD sono più efficienti ed affidabili grazie alla mancanza di parti meccaniche come motori e attuatori e creano meno calore. Hard-DiskSolid-State Drive Più fragile a causa delle parti mobili come I piatti rotanti e I bracci meccanici Più resistente: non ci sono parti mobili Richiede più energia e produce più calore Minor calore prodotto e miglior efficienza Le performance calano in funzione del grado di frammentazione dei file. Performance costante: la frammentazione non è un problema Maggior rischio di perdita dei dati e rottura del disco in fase di trasporto. Più resistente a colpi e gocce di liquido Risposta e performance più lenta a causa del tempo richiesto per la partenza della rotazione dei dischi e per I movimenti delle parti meccaniche. Risposta e performance più veloce: non ci sono parti in movimento (nè bracci meccanici nè dischi) Confronto tra Hard-disk Solid-State Drive

25 Supported by: 25 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drives   Confronto tra Seagate Pulsar SSD enterprise e un hard disk ad alte prestazioni SAS 15K-rpm Specifiche Savvio 15K.2 73GB* Pulsar SSD 50GB* Differenza Dimensioni2.5” - Capacità73GB50GB- Interfaccia SAS 3Gb/s SAS 6Gb/s SATA 3Gb/s- Velocità di rotazione (RPM) 15K-- Tipo di NAND Flash-SLC- Potenza in Idle (W)3.70.6582.4% less Potenza attiva (W)6.180.887% less * dati ottenuti dalle schede tecniche disponibili sul sito web del produttore

26 Supported by: 26 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drives   Confronto tra le prestazioni di SSD e HDD per applicazioni ad accesso casuale. Velocità di trasferimento di SSD e HDD (MB/sec.) per trasferimento casuale

27 Supported by: 27 www.efficient-datacenter.eu Solid State Drive  Quando si considera il costo al MB per dollaro, gli SSD di frequente sono dietro gli hard disk. Lo scenario si ribalta se si considera il costo per IOPS. Gli SSD diventano una tecnologia complementare per bilanciare prestazioni, disponibilità, capacità e energia a diversi livelli di applicazione. Poiché il prezzo degli SSD diminuisce nel tempo, diventano un sistema interessante per le soluzioni di archiviazione ad alta prestazioni. HDD (3.5” 15K) HDD (2.5” 15K) SLC SSDMLC SSD IOPS in scrittura30025016003000 IOPS in lettura390300400020000 Costo per IOPS ($) 0.52 (146GB)0.83 (146GB)0.09 (50GB)0.04 (50GB)

28 Supported by: 28 www.efficient-datacenter.eu Dischi ibridi(HHDs)   Gli HHDs sono hard disk dotati di buffer di grandi dimensioni con memorie Flash non volatili per minimizzare la quantità di dati in lettura o scrittura sui piatti.   Utilizzando questo buffer di grandi dimensioni, i piatti del disco fisso sono a riposo quasi sempre, invece di continuare a girare come negli hard disk tradizionali –La memoria Flash aggiuntiva può ridurre al minimo l’energia consumata da soluzioni di storage, riducendo la potenza consumata dal motore e dai bracci meccanici.

29 Supported by: 29 www.efficient-datacenter.eu Elementi di storage Array di dischi e Array multipli, Direct Attached Storage, Storage Area Networks e Network Attached Storage

30 Supported by: 30 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage   Elementi di storage - array di dischi, direct attached storage e storage di rete vengono utilizzati e combinati per migliorare l'efficienza energetica di soluzioni di storage composito. –Quando si scelgono soluzioni di storage di rete e si progettano storage area network, è essenziale sapere quale applicazione utilizzerà le risorse di storage.   Un elemento o soluzione di storage distribuito su un data center è composto generalmente da diversi componenti: –array di dischi, –controller, switch di rete, –hard disk, unità a stato solido –alimentatori, –ventole –Unità di distribuzione dell’alimentazione (PDU).

31 Supported by: 31 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage   Quando si scelgono soluzioni di storage di rete e si progettano storage area network, è essenziale sapere quale applicazione utilizzerà le risorse di storage. Applicazione Requisiti di performanceMiglior tipo di drive/ migliore connettività Email – Microsoft Exchange Intensivo IOPS Dischi FC o SAS, Connettività SAS o FC File serving Intensivi MB/s Dischi SAS o SATA e Ethernet – opzionale per iSCSI, CIFS o NFS* Sensor Data Collection Intensivi MB/s Dischi SAS o FC (SATA opzionale), Connettività SAS o FC Database – OLTP Intensivo IOPS Dischi FC o SAS, Connettività SAS o FC Data warehouse MB/s e IOPS intensivi Dischi FC o SAS, Connettività SAS o FC o Infinyband D2D** backup – VTL + MB/sConnettività MAID ^, FC Data Analysis MB/s o IOPSFC o InfiniBand Active Archives MB/sMAID, FC * NFS e CIFS sono i file system principali utilizzati nei network-attached storage. ** Disk-to-Disk. + Virtual Tape Library. ^ Massive Array of Idle Disks, spiegato nella sezione successiva. Perfeormance delle applicazioni e requisiti di drive e connettività.

32 Supported by: 32 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID (array di dischi multipli)   Un array di dischi è un sistema di archiviazione che contiene più unità disco. –Just a Bunch of Disks (JBOD); –Bunch of Disks Switched (SBOD); –Extnded Bunch of Disks (EBOD).   Componenti comuni di un array di dischi includono: –Controller di array; –Memorie cache; –Custodie; –Alimentatori.   Array di dischi possono essere collegati direttamente ai server con una serie di interfacce, sono spesso parte di un sistema di storage più sofisticato come network attached storage o storage area network.

33 Supported by: 33 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID   Per migliorare affidabilità e fault tolerance, gli array di dischi sono comunemente dotati di alimentatori multipli. –Le unità disco sono gli elementi che consumano più energia; –È fondamentale scegliere unità efficienti e che offrano caratteristiche che possono ridurre al minimo il consumo energetico con il carico di lavoro previsto.   Il livello RAID influisce anche sull’efficienza energetica di un sistema di storage, dato che i dischi utilizzati per la protezione non vengono utilizzati per recuperare i dati, ma consumano energia, come le altre unità. Livello RAIDEfficienza dello storage* RAID 150% RAID 5 (3+1)75% RAID 6 (6+2)75% RAID 5 (7+1)87.5% RAID 6 (14+2)87.5% *come efficienza dello storage qui si intende la percentuale di capacità dei dischi resa disponibile per la memorizzazione dei dati reali. Classi ed efficienza RAID

34 Supported by: 34 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID   È importante che gli alimentatori di array di storage siano efficienti.   Gli array di dischi utilizzano le seguenti apparecchiature al fine di ridurre al minimo l'energia consumata dal sottosistema di storage e ridurre i costi –Dischi con velocità variabile; –Dischi con spin-down; –Storage misto.   L'efficienza di diverse funzioni di risparmio energetico dipende spesso dal carico di lavoro.   Grandi Array di dischi Idle (MAID) possono portare a risparmi fino al 70%.   Il risparmio energetico può essere sostanziale quando la tecnologia MAID viene applicata a storage near-line, dove le risorse di storage possono rimanere inattive per lunghi periodi di tempo.

35 Supported by: 35 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID   MAID è una tecnologia che utilizza una combinazione di memoria cache e inattività dei dischi, i dischi girano quando richiesto –Bloccando la rotazione del mandrino sui dischi con minor frequenza di accesso si riduce il consumo energetico.   La quantità di risparmio di energia del MAID dipende dall'applicazione che utilizza i dischi e dalla frequenza con cui l'applicazione accede ai dischi

36 Supported by: 36 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID   Le tecniche MAID hanno raggiunto la seconda generazione, in cui implementano la gestione intelligente della potenza (IPM), con diverse prestazioni e modalità di risparmio energetico.   Le impostazioni tipiche MAID a livello di configurazione sono: –Livello 0: normale funzionamento, le unità girano a 7200 giri, testine caricate. –Livello 1: Le testine dell'unità vengono scaricate. il tempo di recupero è nell’ordine delle frazioni di secondo. –Livello 2: Le testine dell'unità vengono scaricate. Rotazione piatti a 4000 rpm. Il tempo di recupero è di 15 secondi. –Livello 3: Gli hard disk smettono di girare (sleep mode; acceso) Il tempo di recupero è di 30-45 secondi

37 Supported by: 37 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – array di dischi e MAID  Nexsan sostiene che applicando criteri appropriati per determinare il livello di velocità di accesso e i livelli MAID, può essere ottenuta una riduzione del fabbisogno energetico fino al 70%.  I MAID possono trarre beneficio da hard disk che hanno più stati di inattività Potenza media richiesta per differenti livelli di AutoMAID

38 Supported by: 38 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Direct Attached Storage (DAS)   DAS è costituito da un sistema di storage dei dati collegato ad un host senza una rete in mezzo. –I principali protocolli per l'interconnessione tra DAS e gli host sono SATA, eSATA, SCSI e SAS.   DAS beneficia di soluzioni per l’efficienza energetica grazie ai miglioramenti conseguiti dall’hardware, come ad esempio hard disk, SSD e array di dischi.   I produttori di DAS hanno proposto diverse soluzioni per migliorare l'efficienza energetica dei sistemi DAS, quali: –Miglioramenti nelle unità di alimentazione; –Uso di dischi rigidi di grande capacità per alcune applicazioni; –La coesistenza di unità miste nello stesso disco per permettere storage verticale su più livelli;

39 Supported by: 39 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Direct Attached Storage (DAS) –Introduzione di dischi di piccole dimensioni (HDD da 2,5 pollici) che consentono di risparmiare spazio nei data center e diminuiscono l'impatto energetico utilizzando meno energia con maggiore efficienza; –Uso di livelli e meccanismi RAID di maggior efficienza; –Ventole a velocità variabile controllate in base alla temperatura, progettate per fornire prestazioni ottimali ed efficienza energetica. Performance e consumi SPC-1C per gli array DAS Dell PowerVault MD1000 e PowerVault MD1120

40 Supported by: 40 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS)   Per evitare la creazione di isole informazione, le SAN tentano di consolidare i dati, le consentendo ai server di accedere ai dati via rete, in generale in modalità a blocco singolo, mediante protocolli come iSCSI, Fibre Channel Protocol (FCP) e Fibre Channel over Ethernet.   I principali componenti o strati di una SAN sono rappresentati da:

41 Supported by: 41 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS)   Molte applicazioni possono beneficiare di soluzioni SAN: –Le applicazioni ad alte prestazioni possono utilizzare una SAN per la memorizzazione dei dati e il controllo di puntamento; –tramite thin provisioning, alcune applicazioni possono allocare memoria di una SAN su richiesta; –Le applicazioni di database che richiedono tempi rapidi di accesso ai dati possono beneficiare della bassa latenza di accesso ai dati a livello di blocco offerti da SAN; –Le operazioni di backup a livello aziendale possono essere centralizzate; –La virtualizzazione dei server può fare un uso pesante di SAN per memorizzare le immagini delle macchine virtuali, fare snapshot e consentire la migrazione delle macchine virtuali.   Dato che una SAN può non necessita di indirizzo IP, operazioni onerose come la conversione di blocchi di dati in pacchetti IP possono essere evitate.   Un ambiente SAN differisce da soluzioni di storage Network-Attached, nel senso che in genere non offre strumenti per far vedere ai server i dispositivi di storage a livello di file.

42 Supported by: 42 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS)   Un NAS è un server specializzato, con il proprio indirizzo IP, che viene messo a disposizione più client o server in rete. –Per comunicare con i sistemi NAS sono utilizzati protocolli standard come iSCSI e Fibre Channel;   A differenza dei SAN, che utilizzano i protocolli a livello di blocco, a livello di comunicazione i NAS utilizzano frequentemente protocolli a livello di file come Network File System (NFS) e Common Internet File System (CIFS).   SAN e NAS possono essere combinati in modo tale da consolidare lo storage in rete.

43 Supported by: 43 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS)   Opzioni per il miglioramento di energia e di efficienza dei costi: –La combinazione di virtualizzazione di server e storage; L'efficienza dello storage tipica negli array di storage è del 30-40%. La virtualizzazione dello storage può aumentare l'efficienza fino al 70% o più in base a certi report; –Thin Provisioning; Una tecnologia che integra virtualizzazione dello storage in generale, mira a massimizzare l'utilizzo dello storage ed eliminare capacità pre- assegnata ma inutilizzata;

44 Supported by: 44 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS) Storage su livelli orizzontali; –Per l'utilizzo efficiente delle infrastrutture di storage, è importante progettare e attuare sane politiche di gestione dei dati che utilizzino i diversi livelli di storage in funzione della frequenza con cui si accede ai dati, del loro riutilizzo e del loro tempo di conservazione; Tempo di vita dei dati e utilizzo di differenti tecnologie

45 Supported by: 45 www.efficient-datacenter.eu Elementi di Storage – Storage Area Networks (SANs) e Network Attached Storage (NAS) –Storage su livelli verticali; Le tecniche per fornire storage su più livelli a livello di array o di elementi aiutano a migliorare le prestazioni e a ridurre il consumo energetico; –Consolidamento a livelli di stoccaggio e di fabric; Il consolidamento dello storage dei dati e delle attrezzature di rete può portare a notevoli risparmi di spazio e consumi energetici; –Deduplicazione dei dati; Le infrastrutture di storage spesso memorizzano più copie degli stessi dati. Diversi livelli di duplicazione dei dati sono impiegati nei centri di storage, alcuni sono necessari per migliorare l'affidabilità e il throughput dei dati, ma sono presenti anche scarti che possono essere ridotti al minimo, in modo da riutilizzare capacità di stoccaggio; –Compressione dei dati; Comprimendo e decomprimendo dati al volo è possibile riutilizzare la capacità di storage. La compressione dei dati è stata a lungo utilizzata nei sistemi di comunicazione dei dati, per ridurre al minimo la quantità di dati trasferiti tramite collegamenti di rete.

46 Supported by: 46 www.efficient-datacenter.eu Consigli per buona pratica Migliorare l'affidabilità di memorizzazione, gestione efficiente dei dati, deduplicazione dei dati e consolidamento, virtualizzazione e storage su più livelli, Thin Provisioning, unità efficienti, passaggio a Solid State Drive (SSD)

47 Supported by: 47 www.efficient-datacenter.eu Consigli per buona pratica   I miglioramenti o le soluzioni non si riferiscono specificamente alle apparecchiature di storage e comprendono una migliore climatizzazione, l’incremento della temperatura nel data center, l'uso di virtualizzazione dei server, di unità di distribuzione per l'alimentazione e di UPS più efficienti. –Migliorare l'affidabilità di stoccaggio; Le architetture di storage attuali sono state progettate in funzione dell’affidabilità dei sistemi. Se le attrezzature sono più affidabili la ridondanza di memorizzazione può essere ridotta, diminuendo così l'energia consumata dalle infrastrutture; –Efficiente gestione dei dati; Una delle principali cause dell'esplosione della quantità di dati nei sistemi di storage dei dati è il numero delle copie di dati ridondanti che vengono conservate.

48 Supported by: 48 www.efficient-datacenter.eu Consigli per buona pratica –Deduplicazione dei dati e consolidamento; La deduplicazione dei dati è molto importante per eliminare i dati duplicati e riciclare capacità di archiviazione; –Tiered Storage e virtualizzazione; Nel progettare l'infrastruttura di storage di un data center, è importante prevedere i diversi livelli in modo appropriato e con chiare politiche per migrazione dei dati, backup, archiviazione e recupero dei dati. La valutazione del consumo di energia delle politiche migratorie è importante per raggiungere un equilibrio tra prestazioni e risparmio energetico. –Thin Provisioning; Soluzioni di storage che consentono il thin provisioning possono evitare che la capacità di archiviazione vada sprecata per una pre- allocazione delle risorse di storage che non vengono poi effettivamente utilizzate dalle applicazioni;

49 Supported by: 49 www.efficient-datacenter.eu Consigli per buona pratica –Utilizzare unità ad alta efficienza energetica; Oltre a utilizzare tecnologie come MAID, è importante impiegare unità ad alta efficienza energetica in soluzioni basate su array di dischi; –Passaggio a Solid State Drive (SSD); Gli SSD dovrebbero essere più efficienti ed affidabili grazie alla mancanza di parti in movimento e piatti rotanti. Inoltre, il minor calore prodotto riduce la richiesta di raffreddamento.

50 Supported by: 50 www.efficient-datacenter.eu Discussione Domande sul modulo

51 Supported by: 51 www.efficient-datacenter.eu Domande/discussione sui contenuti del modulo  Quali pensi siano i principali ostacoli per l'efficienza energetica nelle apparecchiature di archiviazione dati?

52 Supported by: 52 www.efficient-datacenter.eu Letture consigliate, approfondimenti White paper Pubblicazioni online Ecc

53 Supported by: 53 www.efficient-datacenter.eu Letture consigliate   Reducing Data Center Power Consumption Through Efficient Storage –http://www.it-executive.nl/images/downloads/reducing-datacenter- power.pdfhttp://www.it-executive.nl/images/downloads/reducing-datacenter- power.pdf   Best Practices for Energy Efficient Storage Operations Version 1.0 –http://www.snia.org/sites/default/files/GSI_Best_Practices_V1.0_FINAL. pdfhttp://www.snia.org/sites/default/files/GSI_Best_Practices_V1.0_FINAL. pdf   Storage Consolidation for data Center Efficiency –http://www.bladenetwork.net/userfiles/file/c565536e9e9d804a- Storage_Consolidation_for_Data_Center_Efficiency.pdfhttp://www.bladenetwork.net/userfiles/file/c565536e9e9d804a- Storage_Consolidation_for_Data_Center_Efficiency.pdf   Improving the Mobile Experience with Solid-State Drives –http://download.intel.com/it/pdf/Improving_the_Mobile_Experience_with _Solid_State_Drives_2009.pdfhttp://download.intel.com/it/pdf/Improving_the_Mobile_Experience_with _Solid_State_Drives_2009.pdf

54 Supported by: 54 www.efficient-datacenter.eu Letture consigliate   Advanced Disk Solutions for Dummies –http://www.lsi.de.com/DistributionSystem/User/AssetMgr.aspx?asset=5 6060http://www.lsi.de.com/DistributionSystem/User/AssetMgr.aspx?asset=5 6060   Consolidate Storage Infrastructure and Create a Greener Datacenter –http://www.oracle.com/technetwork/articles/systems-hardware- architecture/consolidate-storage-infrastructure-163568.pdfhttp://www.oracle.com/technetwork/articles/systems-hardware- architecture/consolidate-storage-infrastructure-163568.pdf   Power Efficiency and Storage Arrays: Technology Concepts and Business Considerations –http://www.emc.com/collateral/hardware/white-papers/h2402-power- efficiency-storage-array-wp-ldv.pdfhttp://www.emc.com/collateral/hardware/white-papers/h2402-power- efficiency-storage-array-wp-ldv.pdf