OneFS: Informazioni sulla compressione dei dati in ISILON

I nodi Isilon F810 consentono di eseguire la compressione dei dati in linea sull'Isilon Cluster. OneFS supporta la compressione dei dati in linea solo nei pool di nodi Isilon F810. I nodi F810 contengono schede di interfaccia di rete (NIC) che comprimono e decomprimono i dati ricevuti dal nodo. La compressione e la decompressione hardware vengono eseguite in parallelo tra le interfacce Ethernet da 40 Gb dei nodi F810 mentre i client leggono e scrivono i dati nel cluster. Questo modello di interfaccia distribuita consente la scalabilità lineare della compressione nel pool di nodi All-Flash F810 man mano che un Isilon Cluster cresce e vengono aggiunti altri nodi F810.

È possibile abilitare Data Compression in linea in un cluster con le seguenti caratteristiche:

• Pool di nodi F810
• Rete back-end Ethernet da 40 Gb
• OneFS 8.1.3 o OneFS 8.2.1 o versioni successive

Cluster misti
In un cluster misto contenente tipi di nodo diversi da F810, i file vengono archiviati solo in formato compresso nei pool di nodi F810. I dati scritti o suddivisi in tier in pool di storage di altri tipi di nodi vengono decompressi quando vengono spostati tra i pool.

Ad alto livello, i vantaggi della nuova funzionalità di compressione di Isilon includono:

• Semplicità: Nessuna configurazione, la compressione continua predefinita elimina il carico di gestione.
• Efficienza: Utilizzando l'offload hardware in linea, Isilon riduce al minimo l'impatto sulle prestazioni, ottimizzando al contempo l'efficienza dello storage.
• Trasparenza: La compressione è integrata in modo nativo nel file system OneFS, il che la rende trasparente per applicazioni e flussi di lavoro.
• Armonia: Funziona insieme ad altri strumenti per l'efficienza dello storage Isilon.

La compressione in linea di OneFS utilizza un algoritmo senza perdita di dati che riduce le dimensioni fisiche dei dati quando vengono scritti su disco. I dati compressi vengono decompressi durante la lettura. La compressione è trasparente per le applicazioni che si trovano sul file system, inclusi i servizi basati su protocolli come NFS (Network File System) e SMB (Server Message Block).

Lo scopo principale della compressione in linea Isilon è ridurre i requisiti di storage per i dati. La compressione in linea in genere presenta un ingombro di storage inferiore, requisiti di alimentazione e raffreddamento ridotti e una riduzione del costo di storage complessivo per TB. Tuttavia, la compressione consente anche di ridurre la quantità totale di dati scritti sui dispositivi di storage. Ciò è vantaggioso per le unità a stato solido (SSD) e altri supporti con limiti di sovrascrittura finiti, in quanto riduce i tassi di usura delle unità.

Cosa c'è sotto il cofano?

La compressione dei dati in linea OneFS è costituita da cinque componenti principali:

1. Piattaforma di compressione
2. Engine di compressione
3. Mappa dei blocchi di compressione
4. Framework di reporting e avvisi di compressione
5. Percorso di controllo della compressione

In questo articolo, ci concentriamo sulla piattaforma e sull'engine di compressione.

La compressione dei dati in linea è supportata esclusivamente sulla nuova piattaforma all-flash Isilon F810, in cui ogni nodo include un adattatore di offload di compressione. Questo adattatore fornisce la compressione look-aside per l'offload di determinate attività dal processore di rete. Ciò significa che la compressione e la decompressione vengono eseguite in modo trasparente utilizzando un Field Programmable Gate Array (FPGA) dedicato con latenza minima, riducendo le risorse di CPU e memoria.

Il nuovo chassis F810 è disponibile con le seguenti opzioni di storage:

Oltre alle interfacce Ethernet a doppia porta da 40 Gb, ogni scheda di offload di compressione contiene un chip FPGA dedicato alla compressione e alla decompressione dei dati. Le due porte Ethernet su ciascuna scheda adattatore nello slot PCI-e back-end dei nodi vengono utilizzate per la connettività di rete back-end ridondante.

La compressione e la decompressione hardware vengono eseguite in parallelo tra le interfacce Ethernet da 40 GB dei nodi F810 mentre i client leggono e scrivono i dati nel cluster. Questo modello di interfaccia distribuita consente la scalabilità lineare della compressione in un pool di nodi F810 man mano che un Isilon Cluster cresce e vengono aggiunti altri nodi F810. Supporto di OneFS 8.1.3 e versioni successive da 4 a 144 nodi F810 o 36 chassis per cluster. Le best practice consigliate sono un massimo di 40 nodi F810 per cluster.

I nodi F810 utilizzano un engine di offload hardware basato su FPGA sulla scheda di rete PCI-e back-end per eseguire la compressione e la decompressione dei dati in tempo reale. Ciò si verifica quando i file vengono scritti e letti da un nodo nel cluster utilizzando una sessione client connessa.

Oltre all'FPGA, l'engine di compressione hardware utilizza un'implementazione proprietaria di DEFLATE. Ciò garantisce il massimo livello di compressione, con una riduzione delle prestazioni minima o nulla per dataset altamente comprimibili.

L'engine di compressione è costituito da tre componenti principali:

Poiché risiedono sulla stessa scheda, l'engine di compressione condivide la larghezza di banda PCI-e con le interfacce Ethernet back-end del nodo.

OneFS fornisce inoltre un implementazione software come fallback in caso di errore dell hardware di compressione. In un cluster misto, l'implementazione software viene utilizzata su nodi non F810 che non dispongono di compressione hardware. Entrambe le implementazioni di compressione hardware e software sono compatibili con DEFLATE.