Введение

Продукт массива хранения Clariion (стилизованный CLARiiON) — это снятый с производства SAN-дисковый массив, производившийся и продававшийся компанией EMC Corporation. Он занимал начальный и средний сегменты линейки SAN-дисковых массивов EMC. В 2011 году EMC представила серию EMC VNX, разработанную для замены продуктов Clariion и Celerra. После выпуска в 2008 году, накопительные массивы серии CX4 последнего поколения поддерживали подключение по Fibre Channel и iSCSI. Шина Fibre Channel обеспечивала пропускную способность 4 Гбит/с с дисками FC SCSI или SATA II. Устройство EMC Celerra NAS основано на той же архитектуре X-blade, что и процессор хранения CLARiiON. Первый CLARiiON был разработан в 1992 году компанией Data General Corporation, одним из первых производителей миникомпьютеров. CLARiiON был одним из первых коммерческих примеров RAID-массива и изначально продавался исключительно в составе линейки компьютерных систем Aviion компании под названием HADA (High Availability Disk Array), а затем HADA II, прежде чем стать доступным для подключения к различным открытым системам и был переименован в CLARiiON в 1994 году. Осознавая огромный потенциал массивов хранения, Data General создала отдельное подразделение Clariion и начала продавать продукт как OEM-решение своим конкурентам в области систем. Хотя это несколько снизило преимущества Aviion на рынке и стало причиной внутренних корпоративных разногласий, это позволило компании увеличить объемы продаж и популяризировать бренд. Эта стратегия оправдалась, поскольку в 1999 году компания была приобретена EMC, главным образом из-за линейки продуктов CLARiiON. В 2011 году EMC представила новую серию VNX унифицированных дисковых массивов хранения, предназначенную для замены продуктов CLARiiON и Celerra. Внутри VNX обозначается как CX5. В начале 2012 года производство CLARiiON и Celerra было прекращено.

История

Проект массива дисков Clariion начался в начале 1990-х годов, когда Том Уэст (главный герой книги, удостоенной Пулитцеровской премии "Душа новой машины") убедил Data General разработать этот массив. Уэст осознал потенциал более продвинутых и открыто совместимых устройств хранения данных, как и конкуренты, такие как Digital Equipment Corporation с их продуктом StorageWorks. Запатентованный в 1994 году, массив дисков Clariion обладал рядом интересных функций, которые впоследствии стали стандартом в индустрии хранения данных и вычислительной техники. В патентной документации упоминались такие опции, как горячая замена, направляющие для обеспечения надёжного электрического контакта и механизм блокировки дисков после их установки в корпус. Среди других примечательных особенностей – первая в отрасли конструкция с двумя активными контроллерами, зеркальный кэш записи, полная системная избыточность и возможность горячего ремонта. Линейка Clariion вскоре была расширена и включала SCSI-массивы дисков от 7 до 30 слотов. В 1997 году подразделение Data General Clariion предприняло необычный шаг, приняв новый стандарт – Fibre Channel. Массив FC5000 использовал соединение Fibre Channel Arbitrated Loop, которое удваивало производительность SCSI-массивов того времени. Он также стал первым, кто реализовал RAID уровня 5 на дисках Fibre Channel. После этого линейка Clariion превратилась в более быструю и масштабируемую платформу хранения данных среднего уровня, кульминацией которой стал FC5700 под брендом Data General. После приобретения Data General компанией EMC была проведена значительная разработка нового поколения массивов Clariion, в результате чего появились модели FC4500 и FC4700. Особой моделью был IP4700, обеспечивающий доступ к хранилищу по протоколу IP. В течение нескольких лет была разработана первая серия CX Clariion (CX200, CX400 и CX600). Последующие обновления процессоров и увеличение пропускной способности привели к появлению новой линейки CX (CX300, CX500, CX700) и бюджетного SATA-массива Clariion – AX100 (в настоящее время обновлённого до AX150). В 2003 году Clariion стал первой в отрасли системой хранения, сертифицированной по стандарту NEBS. В мае 2006 года EMC представила третье поколение Clariion, получившее название CX3 UltraScale. Линейка, состоящая из моделей CX3 20, CX3 40 и CX3 80, была единственной платформой хранения данных в отрасли, использующей технологии Fibre Channel и PCI Express со скоростью 4 Гбит/с (4 миллиарда бит в секунду). Позднее, в 2007 году, линейка была расширена за счёт новой системы хранения начального уровня – CX3 10. Большинство новых моделей Clariion до CX 4 работают под управлением Windows XP Embedded.

Архитектура

Clariion построен на платформе Intel и обладает уникальным программным слоем: он работает в двух параллельных операционных средах. Windows XP Embedded или облегченная версия Windows Server для задач управления и обслуживания, а также проприетарная FLARE на базе UNIX, выполняющая функции фактического "перемещения данных". Встроенная Windows (в четвертом поколении это 64-битный Windows Storage Server, в третьем поколении использовалась 32-битная Windows XP). Форм-фактор представляет собой устройство шириной в половину стойки 1U или 2U, известное как X-blade, два из которых устанавливаются рядом в корпусе процессора хранения. Это обеспечивает полностью избыточную конфигурацию "актив-актив", при которой оба процессора хранения обслуживают запросы и каждый из них является резервным для другого, так что инициаторы видят массив как "актив-пассив". Интегрированный источник бесперебойного питания (ИБП) обеспечивает сохранность данных при отключении электроэнергии. Хранение осуществляется по Fibre Channel, инициаторы могут быть подключены по Fibre Channel или IP, архитектура поддерживает оба типа подключения на одном массиве в зависимости от конфигурации. Диски подключаются через задние петли (back end loops) с возможностью подключения до 120 дисков на петлю, диски размещаются в корпусах дисковых массивов (DAE) по 15 дисков в каждом. Операционная среда FLARE (Fibre Logic Array Runtime Environment) размещается на первых четырех дисках первого DAE (шина 0, корпус 0), который также питается от интегрированного ИБП. В случае отключения электроэнергии это пространство также используется для хранения содержимого кэша записи, чтобы все операции записи были успешно завершены после восстановления питания. Управление Clariion обычно осуществляется через встроенное программное обеспечение управления на основе Java под названием Navisphere. В серии UltraFlex четвертого поколения ввод-вывод обеспечивается подключаемыми модулями, предоставляющими подключение по IP или Fibre Channel, что позволяет добавлять дополнительные подключения к задней и передней частям массива в течение всего срока его службы. Расширенные функции Clariion лицензируются и активируются с помощью программного обеспечения. К ним относятся репликация SAN, качество обслуживания (QoS) и создание снимков.

Уникальные вопросы

CLARiiON представлял собой массив с двумя контроллерами в конфигурации «активный/пассивный», что означало наличие зеркального кэша записи, но только один контроллер активно обрабатывал запросы для каждого LUN, представленного инициаторам. Это могло вызывать проблемы у пользователей, не знакомых с особенностями системы, поскольку один из путей доступа всегда казался нерабочим. Попытка доступа к нерабочему пути приводила к переназначению LUN на другой контроллер, так называемому «вторжению» (trespass). Это серьезно влияло на производительность операций ввода-вывода, а на более старых моделях, таких как серия 4500, могло привести к сбою контроллера, если система была подключена напрямую (по кольцу) к нескольким хостам с высокой нагрузкой ввода-вывода. Второй контроллер принимал на себя нагрузку с первого, а затем сам выходил из строя из-за дополнительных вторжений LUN. К этому моменту первый контроллер восстанавливался, но не находил партнера для синхронизации. В результате некоторые LUN могли остаться без назначенного контроллера, становясь так называемыми «неназначенными LUN». Сбои стали менее частыми с распространением FC-каналов, но проблема вторжений сохранялась до выхода определенной версии прошивки (FLARE) с поддержкой ALUA, примерно в 2008 году.

Серия CX

Серия CX поддерживает как диски SATA, так и диски Fibre Channel. Поддерживаемые уровни RAID - 1/0, 0, 1, 3, 5 и 6; диски могут быть настроены в группы с различными уровнями RAID. Модели серии CX выпускаются в двух конфигурациях: Fibre Channel (максимальная скорость передачи данных 2 Гбит/с) и iSCSI (максимальная скорость 1 Гбит/с). Исключение составляет CX700, который доступен только в конфигурации FC. Названия моделей iSCSI заканчиваются на букву i, например, CX500i.

Модель Макс. хостов FC Макс. дисковых накопителей Начальная емкость Максимальная емкость (1 ТБ = 1012 Б)
CX300 64 60 365 ГБ 27 ТБ
CX500 128 120 4 ТБ 59 ТБ
CX700 256 240 4 ТБ (?) 119 ТБ

Серия CX3

Серия CX3 изначально состояла из моделей CX3 20, CX3 40 и CX3 80. Позже серия была обновлена и включала модели CX3 10, а также идентификаторы "i" и "f". Модель Макс. FC хостов Макс. дисковых накопителей Первоначальная емкость Макс. емкость (1 ТБ = 1012 Б) CX3 10 64 60 1 ТБ 60 ТБ CX3 20 128 120 1 ТБ 120 ТБ CX3 40 128 240 1 ТБ 240 ТБ CX3 80 256 480 1 ТБ 480 ТБ

Серия CX4 UltraFlex

Серия CX4 UltraFlex содержит несколько моделей, которые различаются максимальным количеством дисков (SATA или Fibre Channel) и числом соединений iSCSI и FC. Соединение PCI Express между интерфейсом FC и процессором хранения обеспечивает скорость передачи данных до 4 Гбит/с, в то время как iSCSI поддерживает скорость до 1 Гбит/с. Все текущие модели поддерживают RAID 0, 1, 1/0, 3, 5 и 6; как и в серии CX, можно создавать группы с различными уровнями RAID. Каждый массив CX4 состоит из дублирующих, горячезаменяемых компонентов, включая процессоры хранения, зеркальный кэш и резервное питание от батареи, а также резервные блоки питания. Серия CX4 поддерживает подключение хостов через Fibre Channel и iSCSI. Основные новые возможности серии CX4 UltraFlex включают поддержку твердотельных флэш-накопителей, 64-разрядную операционную среду FLARE и карты SLIC I/O на основе PCI Express. Модели CX4 480 и CX 960 поддерживают твердотельные флэш-накопители с интерфейсом Fibre Channel, представленные компанией EMC для Symmetrix DMX 4 в январе 2008 года. Твердотельные флэш-накопители обеспечивают значительное повышение производительности по сравнению с механическими дисками и предоставляют новый уровень хранения, который EMC называет Tier 0. Новая версия операционной среды FLARE, поставляемая с серией CX4, включает поддержку 64-разрядных процессоров Intel Xeon в процессорах хранения. Серия CX4 также является первым продуктом, использующим новые карты ввода-вывода SLIC на основе PCI Express. Карты ввода-вывода SLIC, не привязанные к конкретному производителю, обеспечивают большую гибкость для будущих модернизаций по мере появления новых технологий, таких как Fibre Channel 8 Гбит/с и Ethernet/iSCSI 10 Гбит/с.

Модель | Память | Порты FC (front-end) | Порты iSCSI (front-end) | Порты (back-end) | Макс. число хостов HA | Макс. число дисков | Макс. емкость | Флэш-накопители
---|---|---|---|---|---|---|---|---
CX4 120 | 6 GB | 4 | 4 | 2 | 128 | 120 | 120 TB | Да
CX4 240 | 8 GB | 4 | 4 | 4 | 256 | 240 | 231 TB | Да
CX4 480 | 16 GB | 8 | 4 | 4 | 256 | 480 | 939 TB | Да
CX4 960 | 32 GB | 8 | 4 | 8 | 512 | 960 | 1899 TB | Да