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Einführung der softwaredefinierten All-Flash-Speicherplattform Quantum Myriad

by Harold Fritts

Quantum Myriad™ ist eine neue All-Flash-Softwareplattform für skalierbare Datei- und Objektspeicherung für moderne Unternehmens-Workloads. Die Cloud-native Architektur von Myriad ist eine benutzerfreundliche Lösung, die die Einschränkungen hardwarezentrierter Designs überwindet und es Kunden ermöglicht, sich an zukünftige Speicheranforderungen anzupassen und gleichzeitig die Belastung des IT-Personals zu reduzieren.

Quantum Myriad™ ist eine neue All-Flash-Softwareplattform für skalierbare Datei- und Objektspeicherung für moderne Unternehmens-Workloads. Die Cloud-native Architektur von Myriad ist eine benutzerfreundliche Lösung, die die Einschränkungen hardwarezentrierter Designs überwindet und es Kunden ermöglicht, sich an zukünftige Speicheranforderungen anzupassen und gleichzeitig die Belastung des IT-Personals zu reduzieren.

Quantum Myriad ist ein völlig neues Angebot des Unternehmens, das mit einer Vielzahl anderer Speichergeräte und Archivierungslösungen einhergeht. Myriad unterscheidet sich dadurch, dass es sich um eine Shared-Nothing-Architektur handelt, die für die neuesten Flash-Technologien entwickelt wurde, um in jeder Größenordnung eine konsistente Leistung mit geringer Latenz zu liefern.

Obwohl es brandneu ist, startet Quantum mit einer Reihe robuster Inline-Datendienste wie Deduplizierung, Komprimierung, Snapshots, Klone und Metadaten-Tagging, die darauf ausgelegt sind, die KI/ML-Datenverarbeitung zu beschleunigen. Im operativen Bereich werden bekannte und bewährte Cloud-Technologien wie Microservices und Kubernetes eingesetzt, um die Einfachheit der Cloud zu gewährleisten. Letztendlich hat Quantum Myriad als Zero-Touch-Speicher-, Cluster- und Netzwerkverwaltungsplattform konzipiert, die sich ohne Unterbrechung einfach erweitern, ändern und verkleinern lässt.

Brian Pawlowski, Chief Development Officer von Quantum, sagte:

„Um mit dem Datenwachstum Schritt zu halten, hat die Branche das Problem mit „Hardware“ angegangen. Durch die Integration des Feedbacks von Kunden, Partnern und Branchenanalysten darüber, was in den aktuellen Lösungen auf dem Markt fehlt, haben wir bei Myriad einen völlig anderen Ansatz gewählt. Das Ergebnis ist die Architektur, die ich seit 20 Jahren aufbauen wollte. Myriad ist eine unglaublich einfache, unglaublich anpassungsfähige Speichersoftware für eine unvorhersehbare Zukunft.“

Quantum Myriad-Software

Unzählige Software läuft auf standardmäßigen x86-Speicherservern, sodass IT-Teams problemlos die neueste Hardware übernehmen können. Dazu gehören natürlich die neuesten Speicherformfaktoren, NAND-Technologien und Schnittstellen für zukünftige Anforderungen sowie neue I/O-Optionen und potenzielle Beschleunigerkarten in der Zukunft.

Typisch für die meiste Software besteht Myriad aus vielen Komponenten, die interagieren, um interne Funktionen und kundenorientierte Dienste bereitzustellen, in diesem Fall das Speichern und Abrufen von Dateien und Objekten. Die Softwarekomponenten und -funktionen sind typisch für ein Schichtenmodell und parallelisieren den Datenfluss durch das System. Quantum stellt die Schichten von oben nach unten als Clients, Datendienste, Dateisysteme und transaktionalen Schlüssel-/Wertspeicher dar. Jede Schicht und Komponente ist darauf ausgelegt, die Latenz zu reduzieren und die Parallelität zu maximieren.

Wenn man jede Komponente einzeln betrachtet, ist es leicht zu erkennen, dass es sinnvoll ist, diese parallel auszuführen und eine bessere Leistung und Funktionalität zu erzielen. Lassen Sie uns es von oben im Stapel aufschlüsseln.

Zu den Clientkomponenten gehören der NFS-Serverprozess, SMB, S3, proprietäre Dienste und GPU-Direct-Dienste. Die Client-Komponenten sind mit einer Instanz des benutzerdefinierten Myriad-Dateisystems verbunden. Es kann eine beliebige Anzahl von Dateisystemen definiert werden, jedes mit einer oder mehreren zugehörigen Präsentationsschichten. Es ist möglich, ein Dateisystem mit NFS- und S3-Präsentationen zu definieren, das den Zugriff auf dieselben Daten wie Dateien und Objekte ermöglicht. Da die Anzahl der Dateisysteme unbegrenzt ist, können sie je nach Geschäftsanforderungen bereitgestellt werden.

Die Data-Services-Schicht unterstützt Dinge wie Always-on-Inline-Deduplizierung und -Komprimierung, Snapshots und Klone. Die Dateisystemschicht ist vollständig verteilt und zusammensetzbar, wobei es sich möglicherweise um ein Dateisystem pro Benutzer oder App handelt.

Der transaktionale Schlüsselwertspeicher ist das zentrale Repository für alle Daten und Metadaten. Dies ist das Herzstück des Systems und wird über alle Speicherknoten in einem Myriad-Cluster und linear verteilt, wenn Knoten zum Cluster hinzugefügt werden. Der Schlüsselwertspeicher speichert Daten auf den NVMe-SSDs mithilfe eines einzigartigen EC-Schemas (Dynamic Erasure Coding), das sich in Echtzeit an Ereignisse anpasst, den Schutz aufrechterhält und die Effizienz maximiert.

Unzählige Cluster-Architektur

Myriad ist als flexible, selbstheilende und selbstausgleichende Software konzipiert, die Upgrades während des Betriebs sowie die automatische Wiederherstellung und Reparatur von Daten im Hintergrund ermöglicht und gleichzeitig die Daten neu ausbalanciert, während sich der Speichercluster an die Kundenbedürfnisse anpasst. Mit der Intelligenz, Speicherknoten innerhalb eines Clusters automatisch zu erkennen, bereitzustellen und zu konfigurieren, sodass der Cluster ohne Eingriff skaliert, geändert oder verkleinert werden kann, können sich IT-Administratoren auf andere wichtige Funktionen konzentrieren.

Obwohl die Myriad-Software so konzipiert ist, dass sie überall läuft, wird die Erstversion auf Quantum Iron angeboten. Die Myriad-Cluster-Architektur ist im Bild unten dargestellt.

Unzähliges Managementportal

Das sichere Online-Portal bietet Echtzeitüberwachung des Systemzustands, der Leistung und der Kapazitätstrends durch Verbindung mit der Cloud-basierten AI Operations-Software von Quantum. Für die Ausführung des Myriad-Clusters ist kein dedizierter Verwaltungsserver erforderlich. Myriad bietet einfache Datensicherheit und Ransomware-Wiederherstellung mit integrierten Snapshots, Klonen, Snapshot-Wiederherstellungstools und Rollback-Funktionen.

Unzählige Hardware-Spezifikationen

Quantum hat die Hardwareanforderungen für jede Clusterkomponente definiert, um die Auswahl der Hardware Ihrer Wahl zu vereinfachen. Wie bereits erwähnt, wird die Erstversion auf von Quantum bereitgestellten Geräten angeboten. Die Hardware-Anforderungen sind unkompliziert und beinhalten nichts Außergewöhnliches.

Spezifikationen des Speicherknotens

Der Speicherknoten ist ein Standardserver, der Rechen- und Speicherdienste bereitstellt. Bei GA besteht ein Cluster aus fünf bis zehn Speicherservern. Die 1U-Appliance läuft auf einer 64-Core-CPU mit 512 GB RAM und unterstützt PCIe Gen4. Jeder Server unterstützt zehn Single-Port-TLC-Laufwerke mit 15.36 TB bei GA. Die Netzwerkkonnektivität erfolgt über vier 100-GbE-Ports und die Verwaltung erfolgt über einen 1-GbE-RJ-45. Das Quantum-Gerät verfügt über Dual-Power und redundante Lüfterbaugruppen.

Die NVMe-Speicherknoten bilden den Kern des Clusters, beherbergen die SSDs und führen unzählige Software und Dienste aus.

Spezifikationen des Load Balancer-Knotens

Hierbei handelt es sich um einen recht allgemeinen Switch, der den Cluster mit dem Kundennetzwerk verbindet und den eingehenden Datenverkehr zum Cluster und innerhalb des Clusters ausgleicht. Der Cluster erfordert zwei 1U-Switches mit 32 100-GbE-Netzwerkanschlüssen und einem 1-GbE-RJ-45-Verwaltungsanschluss. Die Switches von Quantum werden über Dual Power und redundante Lüfter verfügen.

Spezifikationen des Bereitstellungsknotens

Dieser Knoten stellt Software bereit und konfiguriert andere Knoten im Cluster. Der Bereitstellungsknoten befindet sich nicht im Datenpfad. Jeder Cluster erfordert einen Bereitstellungsknoten. Diese Knoten sind mit 48 1-GbE-Ports und einem 1-GbE-RJ-45-Verwaltungsport konfiguriert und verfügen wie die anderen Appliances über doppelte Stromversorgung und redundante Lüfter.

Der Bereitstellungsknoten ist für die Clusterbereitstellung und -wartung verantwortlich, einschließlich Erstinstallation, Kapazitätserweiterung und Software-Upgrades.

Unzählige Netzwerke

Unzählige Knoten verbinden über 100 GbE, was auf einfache Weise ausgelegt ist. Der Kunde muss nur wenig tun, außer das Netzwerk physisch anzuschließen. Unzählige Knoten werden automatisch konfiguriert und erfordern keine zusätzliche Hardware oder Kundeninteraktion. Myriad bietet eine intuitive Benutzeroberfläche für Konfigurations- und Steuerungsfunktionen. SNMP- und sFlow-Überwachung werden ebenfalls unterstützt.

Clusterknoten sind über zwei Netzwerke miteinander verbunden: ein verlustfreies 100-GbE-Netzwerk mit RDMA für Daten- und Verwaltungsverkehr und ein 1-GbE-Netzwerk für Bereitstellungsaufgaben. Bei der Installation besteht die Möglichkeit, ein nicht routbares Subnetz für das interne Netzwerk bereitzustellen oder die Standardeinstellung 172.16/16 zu akzeptieren. Den internen Schnittstellen für alle Clusterknoten und Kubernetes-Pods werden Adressen aus diesem Bereich zugewiesen. Allen neuen Knoten, die dem Cluster hinzugefügt werden, wird automatisch eine Adresse aus dem ausgewählten Subnetz zugewiesen.

Die Load Balancer-Knoten verwenden NAT, um das interne Clusternetzwerk vom Rechenzentrumsnetzwerk zu isolieren. Load Balancer-Knoten verwenden ECMP-Routing (Equal Cost MultiPath), um eingehende Verbindungen auf die Speicherknoten zu verteilen. Myriad externe Netzwerke verwenden das Border Gateway Protocol (BGP)-Routing-Protokoll, das die Verbindung zu einem externen Netzwerk vereinfacht. Kunden-Switches erfordern die Konfiguration von Myriad-Ports für nicht nummeriertes BGP mit ECMP.

Unzählige in der Cloud

Obwohl die Erstversion auf dedizierten Appliances angeboten wird, ist die Architektur darauf ausgelegt, Myriad auf einer öffentlichen Cloud-Infrastruktur wie AWS bereitzustellen. Cloud-Bereitstellungen für Myriad können die zugrunde liegenden Cloud-Plattformdienste nutzen, die Software und das Gesamterlebnis bleiben jedoch gleich.

Da die Myriad-Software bei Cloud-Bereitstellungen in einem Kubernetes-Cluster ausgeführt wird, nutzt Myriad Cloud-Kubernetes-Dienste wie AWS EKS. Die Myriad Load Balancer-Funktion nutzt Cloud-Netzwerk- und Lastausgleichsdienste.

Auswirkungen auf den Markt

Myriad erweitert Quantums Lösungsportfolio für unstrukturierte Daten. Es eignet sich für neue Anwendungsfälle, die mehr Leistung und Skalierbarkeit erfordern, einschließlich KI/ML, Data Lakes, Rendering von VFX und Animation sowie andere Anwendungen mit hoher Bandbreite und hohem IOP.

Während es wahrscheinlich Dutzende Lösungen gibt, die auf diese Workloads abzielen, gibt es nur sehr wenige, die in der heutigen Zeit von Grund auf neu entwickelt wurden. Für Quantum wäre es einfacher gewesen, eine ihrer bestehenden Lösungen zu nehmen, eine neue Schicht Lippenstift aufzutragen, wie bei einer Container-Aufbewahrungsschnittstelle, und sie als neue Lösung zu bezeichnen. Quantum entschied sich jedoch dafür, ein erhebliches Risiko einzugehen, um eine völlig neue Lösung auf den Markt zu bringen, die von Grund auf neu entwickelt wurde. Quantum ist mit dem Endergebnis ziemlich zufrieden, erkennt aber auch an, dass noch mehr Arbeit zu tun ist, um Funktionen in Myriad einzuführen, während die Kunden anfangen, in die Praxis umzusetzen und ihr Feedback zu sammeln.

Apropos praktisch: Wir beabsichtigen, bald ein Quantum-Rechenzentrum mit dem Myriad-Kit zu besuchen, einen Besuch haben wir bereits geplant. Für diejenigen, die nicht auf unseren vollständigen Bericht warten können: Quantum Myriad ist jetzt für Early-Access-Kunden verfügbar und wird voraussichtlich im dritten Quartal dieses Jahres in GA erscheinen.

www.quantum.com

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