Das neue MetroCluster® IP

Anfang November 2017 veröffentlichte NetApp das Storage Betriebssystem clustered Data ONTAP in Version 9.3 als Release Candidate (RC).

Erinnerung – Was ist ein RC Release: Dieser Software Status bedeutet, dass die internen NetApp Tests an dem Software Release abgeschlossen wurden und auch schon ausgesuchte Kunden diese Version getestet haben. RC Releases werden primär verwendet um Kunden die Möglichkeit zu geben neue Software Features zu testen bevor sie im nächsten General Availability Release (normalerweise 1-2 Monate nach dem RC Release) erscheinen.

Eines der Hauptfeatures in Version 9.3 ist „MetroCluster® IP“ welches wir hier kurz beleuchten wollen.

Was ist ein MetroCluster?

Viele unserer Kunden vertrauen seit Jahren dem NetApp MetroCluster als hochverfügbare Storage-Lösung. Gegenüber einem normalen High-Availability Paar kann ein NetApp Fibre Channel MetroCluster auf eine Distanz von bis zu 300  Kilometer auseinandergezogen werden und somit selbst den Ausfall eines kompletten Rechenzentrums ohne Datenverlust überstehen. Die Daten können innerhalb weniger Augenblicke im zweiten Rechenzentrum unterbrechungsfrei weiter ausgeliefert werden.

Bild: FC MCC Metrocluster (4 oder 8 Node)

Wie wurde das per FC Metrocluster vorher umgesetzt?

Bisher verwendete das NetApp Metrocluster immer eine FC Verbindung um die Daten synchron auf zwei Seiten zu spiegeln. Dies bedeutet, dass 4 Fibre Channel Switche von Nöten waren, 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 benötigt.

Und was ist jetzt anders?

Beim „MetroCluster® IP“ wird nun komplett auf diese FC Hardware verzichtet. Stattdessen werden die Festplatten per iSCSI angesprochen, was den Vorteil hat, dass man keine FC Switche und ATTO Bridges mehr benötigt. Stattdessen können performante Ethernetswitche verwendet werden. Dies bedeutet, dass weniger 3rd Party Komponenten verwendet werden, die Infrastruktur einfacher wird, weniger Rackspace benötigt wird, die Kosten reduziert werden und einige Hardware Limitierungen entfallen.

Bild: 4-Node MCC IP

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

Feature	MCC IP	Fabric-attached		Stretched configuration
		4-node oder 8-node	2-node	2-node bridge-attached	2-node direct-attached
Anzahl Storage Nodes	4	4 oder 8	2	2	2
FC-Switche von Nöten	Nein	Ja	Ja	Nein	Nein
IP-Switche von Nöten	Ja	Nein	Nein	Nein	Nein
FC-to-SAS Bridges von Nöten	Nein	Ja	Ja	Ja	Nein
Direkt-attached SAS von Nöten	Ja (aber nur lokal)	Nein	Nein	Nein	Ja
lokal HA support	Ja	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	100km	300km		500m (16 Gbps LW SFP) 125m (16 Gbps SW SFP)

Einschränkungen im ersten MCC IP Release (Ontap 9.3)

Im ersten Release gibt es aktuell noch einige Einschränkungen, die aber sicherlich in zukünftigen Ontap Releases aufgehoben werden. Möchte man aber demnächst ein MCC IP Projekt starten, sollte man sie kennen:

1. HW

Das MCC IP Feature ist aktuell nur für die A700 und FAS9000 supported

Als Switche werden aktuell nur Cisco Nexus 3132Q-V supported

2. IP-Adressen

Es werden pro Node 2 neue dedizierte LIFs angelegt (iSCSI und iWARP) die ein separates VLAN und eine separates IP Subnetz benötigen

3. Nicht supportete Features

Aktuell werden folgende Features nicht supported:

• 2-node / 8-node Cluster
• Ungespiegelte Aggregate
• ADP (Advanced Disk Partitioning)
• Snaplock
• NVE (NetApp Volume Encryption)
• Fabric Pool
• Flex Group
• Automatik Switchover (geht nur mit Tiebreaker)
• IP-Change iSCSI und iWARP LIFs
• Strecken länger als 100km

Was ist jetzt genau anders und Warum?

Das Transportprotokoll mit dem die Disks und NVRAM Daten ausgetauscht werden ist nicht mehr FC sondern iSCSI und iWARP. Dies hat den Vorteil, dass die üblichen FC und SAS Hardwarekomponenten nicht mehr benötigt werden und sorgt für Zukunftssicherheit.

Da wie schon erwähnt auf die FC Verbindungen verzichtet wird, werden die Festplatten anders angesprochen. Die Disk-Shelfs werden nun mit SAS Kabeln direkt am Controller angeschlossen. Damit alle Nodes im Metrocluster die Disks sehen und erreichen können, werden diese über die Cisco Switche per iSCSI Protokol angebunden. Da die eingesetzten Cisco 10/40 Gbps Switche mit 32 Ports äußerst performant sind, werden auch die benötigten Cluster-Interconnect Verbindungen darüber realisiert.

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

Vorteil zu FC Metrocluster: Weniger HW (FC Kabel, FC Switche, ATTO Bridge, Cluster Backend Switche), weniger Komplexität, weniger Kosten

Nachteil zu FC Metrocluster: Automatischer Switch Over (DR-Scenario) geht nur mit Tiebreaker  und iSCSI-Disks sind nicht verfügbar, wenn eine Site ausfällt.

Konfiguration von MCC IP

Folgende Schritte werden bei der Metrocluster IP Konfiguration durchlaufen.

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

Wie man sieht handelt es sich hierbei um eine sehr spannende Entwicklung und diese neue Metrocluster Technologie wird sicherlich in den nächsten ONTAP Versionen weiter wachsen.  Aktuell gibt es noch ein paar Einschränkungen, so dass die Lösung noch nicht für alle Kundensituationen passend ist. Trotzdem sollte man sie eruieren und diskutieren, da man nun auch ohne FC und ATTO Bridges einen synchronen Spiegel mit dem ONTAP Betriebssystem ermöglichen kann.

Selbstverständlich stehen auch wir von PROACT jederzeit gerne für Ihre Fragen rund um das Thema Clustered ONTAP und Metrocluster IP zur Verfügung. Sprechen Sie uns einfach an.