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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 1
Aus der Praxis:
Backup und Deduplizierung mit Quantum DXi Dr. Kurt Städler, Leiter IT Infrastruktur, Universität St. Gallen
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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 2 Agenda
– Einleitung – Rückblick: Einführung DXi 7500
• Ausgangslage • Evaluation • Implementation & Betrieb
– Einführung DXi 6700 • Ausgangslage • Lösungsvarianten • Implementation & Betrieb
– Zusammenfassung
– Fragen und Antworten
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Seite 3 Wer ist die Universität St. Gallen? 1/2
– Gegründet 1898 als „Handelsakademie“ à ursprüngliche (und wieder aktuelle) Marke „HSG“
– Heute: „Hochschule für Wirtschafts-, Rechts- und Sozialwissenschaften sowie Internationale Beziehungen“
– Ca. 6‘700 Studierende (Herbst 2010), davon 25 % AusländerInnen (Zulassungsprüfung notwendig)
– Rund 2‘250 Angestellte in Verwaltung und Instituten
– 38 Institute/Forschungsstellen/Centers
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Seite 4 Wer ist die Universität St. Gallen? 2/2
– Fünf Schools, verantwortlich für die Lehre – Abschlussmöglichkeiten auf Bachelor-, Master-
und/oder Doktoratsstufe – CHF 183 Mio. Jahresbudget (2009),
wovon 50 % Eigenfinanzierung – Mind. ein ehemaliger HSG-Student dürfte in
Deutschland bekannt sein…
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Seite 5 IT Basisinfrastruktur
– Netzwerk • voll redundantes Cisco MPLS-Netzwerk • 10 Gbps im Core, 1 Gbps im Edge- u. Access-Layer • VoIP ready: aktuell wird IP-Telefonie eingeführt • Campusweite WLAN-Abdeckung
– Server • ca. 180 Server (inkl. Labor, virtuell und physisch) • 95 % Windows, 2.5 % Linux, 2.5% Sun Solaris • Hardware: HP • Virtualisierung: VMWare V4.1 (5 Hosts, 31 Guests)
– Clients • noch WinXP; Win 7: ab Sommer 2011 • Hardware: Dell (auslaufend) und HP
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Seite 6 Aktuelle Storage-Infrastruktur
– Prim./sec. Storage: Netapp Appliances • Prim. Storage: FAS3040 (2 Head-Cluster), 12.5 TB • Sec. Storage: FAS3020, 27 TB • Labor: FAS 2020, 4 TB • Protokolle: FC, CIFS, NFS (für VMWare)
– Backup • Quantum DXi 6700, 40 TB / 800 TB • Quantum DXi 7500, 18 TB / 360 TB (Reserve-System) • Quantum i500 Tape Library (LTO-4), 230 Slots, 700 TB • Symantec Netbackup V 7.0
– Archivierung • keine echte Archivierung, nur Auslagerung von Mail-
Attachements (mit Opentext Livelink)
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Seite 7 Übersicht SAN / Storage-Infrastruktur
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Seite 8 „Speichertreiber“ an der HSG
– Allgemeines Datenwachstum • Zahl der Angestellten und Studierenden nimmt zu • laufend neue Ansprüche, neue Applikationen • neue Methoden (z.B. Aufzeichnungen auf Video)
– Zunehmender E-Mailverkehr • Attachments werden immer zahlreicher und grösser • keine Mailquota (ausser bei Studierenden)
– Institute mit speziellen Forschungsprojekten – Technisch bedingt: Domino-Datenbanken
• inkrementelle Sicherungen sind de facto Vollsicherungen
• gilt für Maildatenbanken wie auch allg. Domino-DBs
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Seite 9 Agenda
– Einleitung – Rückblick: Einführung DXi 7500
• Ausgangslage • Evaluation • Implementation & Betrieb
– Einführung DXi 6700 • Ausgangslage • Lösungsvarianten • Implementation & Betrieb
– Zusammenfassung
– Fragen und Antworten
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Seite 10 Gründe für eine Deduplikationslösung 1/2
– „Datensammler“ • sehr viele Altdaten, welche sich nicht mehr ändern • Bsp.: Institut mit ca. 3.4 TB Forschungsdaten:
1.6 TB (= 50 %) davon sind älter als 2 Jahre!
– Domino-Datenbanken • Problem der inkrementellen Backups • tägliche Datenmenge E-Mail-DBs: ca. 1.8 TB, davon
nur sehr wenige Änderungen auf Block-Level!
– Identische Serverbetriebssysteme • 80x Windows 2003 • 20x Windows 2008 • je 5x Linux und Sun Solaris
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Seite 11 Gründe für eine Deduplikationslösung 2/2
– Datenbanken generell (MS-SQL, Oracle) • i.d.R. wenig Änderungen auf Block-Level (sofern
keine Reorg-/Resize-Prozesse durchgeführt werden) – ISO-Dateien der Mailauslagerung (z.Zt. 2.4 TB)
• Dateien sind bei jedem Backup identisch
– Deduplikationslösung = Disk-System • sehr flexibel und schnell bei Zugriffen • viele virtuelle Laufwerke, somit viele parallele
Backup-Prozesse möglich • modularer Aufbau, einfacher ausbaubar
– „Green IT“: Strom, Platz, Klimatisierung…
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Seite 12 Evaluation – Beschaffung
– Kostenrahmen: > EUR 75'000, < EUR 150'000 – Zu sicherndes Volumen (2008): ca. 5.5 TB – 3 Firmen hatten 4 Angebote eingereicht
• FSC Centric Stor VTA 500; 10.8 TB netto • Quantum DXi 7500; 18 TB / ca. 88 TB (inkl. Dedup) • DataDomain DD565; 10 TB / ca. 80 TB (inkl. Dedup) • Netapp VTL 300; 24.7 TB netto
– Kosten/GB: zwischen EUR 1.40 und EUR 5.30 (inkl. notwendige VTL-Lizenzen für Netbackup)
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Seite 13 Evaluation – Herstellerangebote 1/2
– FSC Centric Stor VTA 500 • keine Deduplikation (erst auf Q1/09 angekündigt) • nur 10.8 TB verfügbarer Backup-Speicher • „High End“ System, zu komplex
– DataDomain DD565 • Nutzung primär als NAS (IP); VTL aber möglich • keine „direct to tape“-Option • nur 10 TB physischer Speicher à etwas knapp?!
– Netapp VTL 300 • Angebot ohne Deduplikation • wohl 24.7 TB netto, im Vgl. zu Dedup aber wenig!
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Seite 14 Evaluation – Herstellerangebote 1/2
– Quantum DXi 7500 • Nutzung primär als VTL (FC); NAS auch möglich • 18 TB physischer Speicher, davon 10 TB für Dedup,
8 TB als Cache reserviert • sowohl „inline“ als „post process“ Deduplikation
à Entscheid: Teststellung mit Quantum DXi 7500 • falls Anforderungen erfüllt werden, nahtloser
Übergang in Produktionsbetrieb
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Seite 15 Implementation 1/2
– Volle Integration in produktiver Umgebung! – Backup-Server (Media- und Master-Server)
• 3x HP DL 380 • 4 Gbps FC-Anbindung • 2 Gbps IP-Anbindung (mittels Ether Channeling)
– Konfiguration DXi 7500 • 1 Partition, 16 Drives (2 reserviert für Restores) • 1‘100 Slots/Tapes à 50 GB (LTO-3 Emulation)
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Seite 16 Implementation 2/2
– Überarbeitung der Backup-Policies • nur noch zwei Storage Lifecycle Policies:
P1: daily inc (1m), weekly full (1m) P2: daily inc (1m), weekly full (1m), monthly full (14m)
– Schrittweise Einbindung der Server • Start mit 18 Servern • Vollbetrieb (Q1/2009): ca. 80 Server • Totale Datenmenge: ca. 6 TB • Daten = Mix aus Domino-DBs, File-Daten, ISO-Files,
MS-SQL- und Oracle-Datenbanken…
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Seite 17 Erste Erfahrungen mit Quantum DXi 7500
– System besteht aus diversen Komponenten • 2 Diskshelfs/RAID-Controller (je 16x 750 GB SATA II) • 1 Controller Node „Appliance“ • 1 FC- und 1 IP-Switch
– Konfiguration und Aufbau DXi 7500 • verlief problemlos, innerhalb eines Nachmittags
– Integration in SAN und Netbackup • verlief problemlos • nach ca. 2 h erste Backup-Daten überspielt! • vollständige Konfiguration: 1 Tag
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Seite 18 Betriebsbeginn DXi 7500 1/2
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Seite 19 Betriebsbeginn DXi 7500 2/2
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Seite 20 Durchsatzraten DXi 7500
– Backups (Full): zwischen 8 MB/s und ca. 50 MB/s • Zahlen beziehen sich auf einzelne Server • gesamter Input auf DXi wurde nicht gemessen • z.T. Limitationen beim Netz (100 Mbps) • inkrementelle Backups z.T. viel langsamer
– Restores • max. 73 MB/s auf Windows-Server • 44 MB/s bei gleichzeitigem Fullbackup von 15 Servern
– VTL to Tape (LTO-4), via LAN: ca. 80 MB/s – Fazit: sehr zufriedenstellende Werte, massive
Steigerung gegenüber alter Lösung!
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Seite 21 Agenda
– Einleitung – Rückblick: Einführung DXi 7500
• Ausgangslage • Evaluation • Implementation & Betrieb
– Einführung DXi 6700 • Ausgangslage • Lösungsvarianten • Implementation & Betrieb
– Zusammenfassung
– Fragen und Antworten
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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 22 Erste Anzeichen von Überlast 1/2
„Tag Deletion“-Prozess gerät in Rückstand: ca. 5 Monate zwischen den ersten Anzeichen und den ersten Auswirkungen
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Seite 23 Erste Anzeichen von Überlast 2/2
– Zu sichernde Datenmenge nimmt stetig zu • Datenwachstum aufgrund Zuwachs Personal und
Studierenden • immer mehr Applikationen • Digitalisierung von alten Dokumenten und Filmen • HSG übernimmt Bibliothekssysteme dreier Kantone
(Hosting)
– Grundausstattung der DXi 7500 knapp bemessen • wurde von Quantum offen kommuniziert, war HSG
bewusst • finanzielle Einschränkungen liessen keine grössere
Lösung zu
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Seite 24 Erfolgte Massnahmen
– Zeitpunkt der Massnahmen: Oktober 2009 – Ausbau der DXi 7500 um 9 TB
• neu nun 27 TB nutzbarer Speicher
– Teilauslagerung der Backups auf DXi 5500 • DXi 5500 war Leihgabe von Quantum • Backup-Auslagerungen waren notwendig, damit sich
DXi 7500 erholen konnte • „Erholungszeitraum“: ca. 3 Monate!
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Seite 25 Gesamtsituation nach Ausbau (Okt. 2010)
Kennzahlen: Auf der DXi gespeicherte Datenmenge: ~ 323 TB Systemerweiterung im Okt. 2009
Blockpoolgrösse: ~ 8,7 TB
Reduktionsfaktor: ~ 37 : 1 permanente Tag Deletion
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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 26 Leistungs- und Kapazitätsgrenze erreicht!
– Das System muss zu viele Daten aufnehmen – Prozesse überlagern sich zeitlich – Space reclamation Laufzeit steigt stetig und läuft nahezu ständig – Datendeduplizierungsbacklog: ~ 750‘000 tags à ca. 170 TB – System kann sich nicht mehr befreien und läuft voll
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Seite 27 Lösungsvarianten
– Erneute Systemerweiterung DXi 7500 • Ausbau um 18 TB erhöht Leistungsfähigkeit des
Systems um ca. 15 % bis 20 % • Option: nur 9 TB à ausser Preis keine Option!
– Neubeschaffung DXi 6700 mit 40 TB • preislich in etwas gleich wie Ausbau DXi 7500 • Vorteil der neuesten Hardware
– Hersteller-/Strategiewechsel • KEINE Option, da kein techn. Problem, sondern
Problem der zu sichernden Datenmengen! • führt zu administrativem Aufwand bei Beschaffung
(mögliches Ausschreibungsverfahren)
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Seite 28 Entscheid: Neubeschaffung DXi 6700
– Neueste Hardware • Raid 6 anstelle von Raid 5 • 2 * SSD als Raid 1 je 8 TB Shelf für Blockpool Index • Dual Quad Core Prozessor anstelle von Dual Xenon • 50 % mehr RAM (48 GB anstelle von 32 GB), dadurch
höhere Performancewerte
– Techn. Anforderungen sind weiterhin erfüllt • VTL Schnittstelle • 4 * 8 Gbps FC ports • Basiskapazität 40 TB, Erweiterung bis 56 TB möglich
– Sämtliche Softwarelizenzen sind nun enthalten
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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 29 Implementation DXi 6700 1/2
– „Startschwierigkeiten“ nach prompter Lieferung • Verdacht auf defekte Controller-Einheit à Austausch der ganzen Einheit
• ersetzter Controller funktionierte immer noch nicht… • Fehlerursache: gequetschtes Kabel (Kabelbinder zu
straff angezogen)
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Seite 30 Implementation DXi 6700 2/2
– Nach Fehlerbehebung: rasche und problemlose Integration in bestehende Umgebung!
• Hauptsächliche Anpassungen in Netbackup • bestehende Policies etc. wurden übernommen • HW-Einbau viel einfacher als bei DXi 7500, da Ver-
kabelung zw. Controller und Disk-Shelfs intern geführt
– Konfiguration DXi 6700 • 1 Partition, 34 Drives • 1‘000 Slots/Tapes à 200 GB (LTO-4 Emulation)
– DXi 7500 • bleibt parallel bis nach Ablauf der Retention-Times
bestehen (read only)
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Seite 31 Durchsatzraten DXi 6700
– Backups & Restores: wie bei DXi 7500 • Limite liegt nicht bei DXi, sondern bei Server-I/Os
– VTL to Tape (LTO-4), via LAN: ca. 100 MB/s • Verbesserung um ca. 20 MB/s; Netzwerklimite erreicht
– Fazit: weiterhin sehr zufriedenstellende Werte, Cloning auf Tape läuft so performant, das auf „direct to tape“ verzichtet wird
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Seite 32 Betriebsbeginn DXi 6700
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Anwenderkonferenz SC 5. Mai 2011
Seite 33 Tag Deletion
– Das System kommt nie an die Leistungsgrenze – Keine zeitliche Überlagerung der Prozesse
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Seite 34 FC- und CPU-Auslastungen
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Seite 35 FC- und CPU-Auslastungen (Det. Vollsicherung)
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Seite 36 Agenda
– Einleitung – Rückblick: Einführung DXi 7500
• Ausgangslage • Evaluation • Implementation & Betrieb
– Einführung DXi 6700 • Ausgangslage • Lösungsvarianten • Implementation & Betrieb
– Zusammenfassung
– Fragen und Antworten
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Seite 37 Aktuelle Kennzahlen
– 110 Server werden gesichert • 12 TB, > 21 Mio. Files pro Vollsicherung
– Gesamtkapazität Backup: ca. 1.8 PB, davon • ca. 800 TB auf DXi 6700 (Faktor 20:1) • > 700 TB auf Scalar i500 Tape Library (LTO-4) • ca. 300 TB auf DXi 7500 (Reserve / für Spezialsysteme)
– Platzbedarf auf DXi 6700 • brutto gesichert (seit Dez. 10): 156 TB • Platzbedarf dedupliziert: 8.04 TB • Deduplikationsfaktor: 19.4:1 (94.8 % Reduktion)
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Seite 38 Backup-Verfahren
– Backup-Applikation • Symantec Netbackup V7.0
– Methoden: nur zwei Richtlinien (Policies) • P1: daily incr., weekly full • P2: dail incr., weekly full, monthly full
– Aufbewahrungsfristen & Medien • daily incr.: 1 Monat (nur auf VTL) • weekly full: 1 Monat (VTL), 1 Monat (PTL) • monthly full: 1 Monat (VTL), 14 Monate (PTL)
– Automatische Duplikation auf Tape (PTL)
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Seite 39 Problem Datenwachstum
– Quantum bietet mit DXi 6700 sehr gute Lösung für die HSG
• aufgrund Datenarten (Domino-DBs, Forschungsdaten, ISO-Files der Mailauslagerung etc.)
• Lösung ist skalierbar bzw. stufenweise ausbaubar à planbare Finanzierungsmöglichkeiten
• integriert gut in bestehendes Umfeld (Netbackup, Brocade-Switches, Netapp)
Was nie genützt hat und s.w. auch nie nützen wird: – Appell an BenutzerInnen, nicht mehr benötigte
Daten zu löschen. Der Mensch ist wohl Jäger und Sammler geblieben!
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Seite 40 Agenda
– Einleitung – Rückblick: Einführung DXi 7500
• Ausgangslage • Evaluation • Implementation & Betrieb
– Einführung DXi 6700 • Ausgangslage • Lösungsvarianten • Implementation & Betrieb
– Zusammenfassung
– Fragen und Antworten
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Seite 41 Fragen / Diskussion
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