Melhores Práticas - Rede de Armazenamento de Dados
João Bonnassis - Evento Alagoas Digital - Maceió - 08/04/2009 1
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Apresentar os conceitos e as melhores práticas para o dimensionamento, o processamento e a proteção dos subsistemas em rede de armazenamento de dados, de acordo com o SNIA - Storage Network Industry Association(www.snia.org) e de documentos/artigos disseminados pela área de engenharia da EMC (www.emc.com). A EMC já executou, pelo mundo, milhares projetos de consolidação e virtualização de servidores e redes de armazenamento de dados (com eficiência de recursos computacionais e em energia, refrigeração e espaço físico).
João Bonnassis (M.Sc.)Sales Productivity ManagerEMC Brasil
Maceió, 08/04/2009
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• Virtualização de Servidores.
• Virtualização da Rede de Armazenamento de Dados.
• Proteção Contínua de Dados em Ambientes de TI Virtualizados.
• Recuperação de Desastres em Ambientes de TI Virtualizados.
• Backup / Restore para Disco e Fita com Desduplicação na Fonteem Ambientes de TI Virtualizados.
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Virtualização fornece uma visão lógica simplificada dos recursos físicos computacionais, enquanto preserva as interfaces na utilização destes recursos.
Virtualização remove, logicamente, os limites e melhora a utilização dos recursos computacionais físicos.
Virtualização
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Cada aplicação enxerga sua própria memória (lógica), independente dos limites da memória física.
Virtual Memory
Cada aplicação enxerga sua própria rede (lógica) independente da rede física.
Virtual Networks
Cada aplicação enxerga seu próprio servidor (lógico),independente do seu servidor físico.
Virtual Servers
Cada aplicação enxerga seu próprio armazenamento (lógico), independente dos limites do seu armazenamento físico.
Virtual Storage
Virtualização
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Operating System
Exchange
Operating System
Virtualization
Operating System
VPN
Operating System
Virtualization
Operating System
File/Print
Operating System
Virtualization
Operating System
CRM
Operating System
Virtualization
Virtual Infrastructure
InterconnectPool
CPUPool
MemoryPool
StoragePool
Infraestrutura Tradicional Virtual Infrastructure
Virtualização de Servidores
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Infraestrutura Virtual
InterconnectPool
CPUPool
MemoryPool
StoragePool
CRM
Operating System
CRM
Operating System
VPN
Operating System
VPN
Operating System
File/Print
Operating System
File/Print
Operating System
Exchange
Operating System
Exchange
Operating System
CRM
Operating System
CRM
Operating System
VPN
Operating System
VPN
Operating System
File/Print
Operating System
File/Print
Operating System
Exchange
Operating System
Exchange
Operating System
Virtual Machine (VMs)
Virtualização de Servidores
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Desktops virtuaisBI CRMDesenvolvimento Produção
Aplicativos Marketing
Dimensionamento Alinhado às Necessidades de Negócios
Capacidade agregada:20 x (4 x 2.2 GHz, 24 GB RAM) = 176 GHz, 480 GB RAM
HARDWARE COMPARTILHADO(CPUs, RAMs, NICs, HBAs, Storage)
Exemplo: Consolidação de 50 servidores físicos em 20 servidores físicos (quad core)virtualizados (como um "pool" de recursos computacionais agregados –"cluster")
Virtualização de Servidores
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Sempre Ativo e sob Demanda
X
++Garantia de recurso
automatizado
Balanceamento dinâmicoBalanceamento dinâmicoOtimizaOtimizaçção contão contíínuanua
Aumentoda disponibilidade
AutomatizadoAutomatizadoNos aplicativosNos aplicativos
Capacidadesob demanda
Dimensionamento Dimensionamento sem interrupsem interrupççõesõesFlexFlexíível, reconfigurvel, reconfiguráávelvel
- Simplificar o provisionamento de recursos de TI para as aplicações.- Obter um elevado grau de utilização desses recursos.- Alinhar esses recursos com as prioridades e valores do negócio.
Virtual Machine (VMs)
Physical Hardware & Real Operating System (hypervisor)
Virtualização de Servidores
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– Capacidade sob demanda.
– Escalabilidade facilitada.
– Plug: Ativar um novo servidor físico e associá-lo a um cluster para balanceamento dos recursos.
– Play: Todas as máquinas virtuais (VMs) no cluster são automaticamente redistribuídas, levando-se em consideração os novos recursos disponíveis.
Ativando o Datacenter "Plug-and-Play"
Tecnologias necessárias em ambiente virtual:- Alocação dinâmica de recursos;- Balanceamento da capacidade (manual ou automático);- Provisionamento e alta disponibilidade;- Ativação/desativação de energia.
Ativando a Movimentação de VMs
Virtualização de Servidores
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– Minimiza o tempo de inatividadeplanejado devido ao armazenamento.
– Solução completa de gerenciamento de tempo de inatividade planejado em servidores e no armazenamento.
Ativando a Movimentação de Dados
VMs (máquinas virtuais)– Migração de discos de máquinas virtuais
independente de armazenamento.– Sem tempo de inatividade para as VMs.– Independente da LUN (Disk Partition).– Suporte a SANs Fibre Channel e iSCSI.
Hardware Físico eS.O. (hypervisor)
Rede de Armazenamento Externo
(SAN - Storage Area Network)
Virtualização de Servidores
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LUN 1
LUN 2
Migraçãode LUN 3 otimizada
– Eliminação de gargalos de entrada / saída (I/O) de LUNs que atendem cada máquina virtual.
– Movimentação de LUNs de cada máquina virtual para melhorar o desempenho de entrada / saída.
– On-Line (sem paralisação).
Gargalo eliminadoGargalo de I/O
VMs (máquinas virtuais)
Rede de Armazenamento Externo(SAN - Storage Area Network)
LUN (Logical Unit Number) :
partições lógicas dentro de um disco físico
Hardware Físico eS.O. (hypervisor)
Ativando a Movimentação de Dados
Virtualização de Servidores
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Compacto, memória de 32 MB.Somente arquitetura, independente de um sistema operacional de propósito geral.Integrado ao hardware, não requer instalação.Inicialização intuitiva, controlada por um assistente, reduzindo consideravelmente o tempo de implantação.Hardware gerenciado com base em padrões.
– Liga e inicializa o servidor para executarmáquinas virtuais em minutos.
– Gerenciamento simplificado.– Auxilia o provisionamento de recursos computacionais.
– Seguro e confiável (1998).
Virtualização de Servidores
VMware ESX Server (VMotion, DRS, HA, VDI, SRM)VMotion (VMs & Storage), DRS (Distributed Resource Scheduler), HA (High Availability),VDI (Virtual Desktop Infrastructure, SRM (Site Recovery Manager)
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CX4-120 CX4-240 CX4-480 CX4-960
EMC CLARiiON CX4 EMC CLARiiON CX4 -- Enterprise Storage PlatformsEnterprise Storage Platforms( 99.999% taxa de alta disponibilidade )
4-CPU Xeon1.2 GHz
6 GB cacheup to
256 servers120 disks120 TB SATA53 TB FC
4-CPU Xeon1.6 GHz
8 GB cacheup to
512 servers240 disks240 TB SATA106 TB FC
4-CPU Xeon2.2 GHz
16 GB cacheup to
512 servers480 disks480 TB SATA212 TB FC
16-CPU Xeon2.3 GHz
32 GB cacheup to 1024 servers960 disks960 TB SATA424 TB FC
Fabricados no
RAID Protection (EFD, FC, LP SATA) : 1, 10, 3, 5, 6
Cache Protection : Mirror & Destage (vault drives)
System Protection : Dual Cluster (Active / Active)Storage Controllers
+400.000 CXs instalados no mundo(desde 1999)
64-bit Operating System, Fibre Chanel (4 & 8 Gbps) & iSCSI (1 Gbps) connections
LP SATA : até 60 IOPS (8 KB block) por disco;4 Gbps até 3 MByte/sec (64 KB block) por disco;7200 RPM média de 12 ms de tempo de resposta por acesso;
1024 GB 5400 RPM & 7200 RPM drives.(automaticamente desligado e ligado).
FC : até 180 IOPS (8 KB block) por disco;4 Gbps até 8 MByte/sec (64 KB block) por disco;15000 RPM média 6 ms de tempo de resposta por acesso;
146 GB, 300 GB, 450 GB 15000 RPM drives.
EFD : até 2500 IOPS (8 KB block) por disco;4 Gbps até 100 MByte/sec (64 KB block) por disco;
máx. 1 ms de tempo de resposta por acesso;73 GB e 400 GB drives.
Disk Drives
Virtualização da Rede de Armazenamento de Dados
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www.snia.orgEducation - Tutorial
IOPS (EMC Engineering) 180 - 160 180 - 160 120 - 60 60 => 8 KB Random Read MissMByte/sec (EMC Engineering) 8 - 6 8 - 6 6 - 3 3 => 1 MB Sequential Read
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cost per I/Ox
cost per gigabyte
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5x HBAs (Host Bus Adapter) SAS 3 Gbps 102x disk drives SAS 3 Gbps 15000 RPM
32 GB 667 MHz FB-DIMM (DDR RAM)82600 active users (Oracle 11g)
4-CPU Xeon 2.83 GHz Quad Core Intel
104,492 tpmC – US$ 62,567
1024.43 tpmC per disk drive (average)1.27 tpmC per active user (average)
1024.43 tpmC / 160 = 6.4 IOPS
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Dimensionamento de Discos Sata II 4 Gbps para Atender 2500 IOPS de uma Aplicação OLTP com Tempo de Resposta de até 14 ms
US Price List : 110x (Sata II 1024 GB 7200 RPM 4 Gbps) US$ 450 = US$ 49500
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Dimensionamento de Discos FC 4 Gbps para Atender 2500 IOPS de uma Aplicação OLTP com Tempo de Resposta de até 14 ms
US Price List : 25x (FC 450 GB 15000 RPM 4 Gbps) US$ 1445 = US$ 36125
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US Price List : 55x (FC 450 GB 15000 RPM 4 Gbps) US$ 1445 = US$ 79475
Dimensionamento de Discos FC 4 Gbps para Atender 2500 IOPS de uma Aplicação OLTP com Tempo de Resposta de até 7 ms
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US Price List : 3x (EFD 73 GB 4 Gbps) US$ 11250 = US$ 33750
Dimensionamento de Discos EFD 4 Gbps para Atender 2500 IOPS de umaAplicação OLTP com Tempo de Resposta de até 1 ms
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EFDs estão disponíveis, desde janeiro/2008, nas capacidades de: 73 GB, 200 GB e 400 GB úteis
Dimensionamento de Discos EFD 4 Gbps para Atender 2500 IOPS de umaAplicação OLTP com Tempo de Resposta de até 1 ms
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EMC CLARiiON CX4-240, with 112 drives FC 4 Gbps 15000 RPMRAID-5 (7+1) 450 GB (total = 50400 GB raw) - 2 spare disks.
Database Size = 400 GBThroughput = 15000 IOPS (OLTP2)
Response Time = 7.3 ms (OLTP2)
Cost = 114x US$ 1445 = US$ 164730 (US List Price)
EMC CLARiiON CX4-120, with 8 drives EFD 4 GbpsRAID-5 (7+1) 73 GB (total = 584 GB raw) - 1 spare disk.
Database Size = 400 GBThroughput = 15000 IOPS (OLTP2)
Response Time = 2.2 ms (OLTP2)
Cost = 9x US$ 11250 = US$ 101250 (US List Price)
Desempenho equivalente (15000 IOPS - OLTP2)73% melhor no tempo de resposta39% de redução de custo32% menos energia por GB98% menos energia por entrada/saída (I/O)
FC : Fibre Channel drive 15000 RPM 4 Gbps
(180 IOPS & 6 ms response time per drive)
EFD : Enterprise Flash Drive 4 Gbps
(2500 IOPS & 1 ms response time per drive)
Virtualização da Rede de Armazenamento de Dados
FC vs. EFD TechnologyFC vs. EFD Technology
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Gerencia os recursos computacionais do CLARiiON baseado em níveis de serviço.
– Monitora e sintoniza recursos a partir de objetivos de desempenho.
Otimiza o desempenho baseda em políticas de gerenciamento.
– Define objetivos para aplicações críticas. – Define limites para aplicações não críticas.– Escalona políticas em diferentes intervalos
definidos.Mede e controla o armazenamento baseado em diferentes métricas.
– Response Time (ex: Microsoft Exchange).– Bandwidth (ex: backup to disk).– Throughput (ex: OLTP applications).
Fornece dados de desempenho em tempo real ou histórico.Elimina e impede gargalos de desempenho.
Rede de Armazenamento de Dados comDefinição e Controle de Níveis de Serviço
QoS Manager TechnologyQoS Manager Technology
EMC CLARiiON CX4
este software EMC exige licenciamentoQoS : Quality of Service
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Virtual Provisioning TechnologyVirtual Provisioning Technology
Simples para criar o pool de armazenamento.– Atribui um nome para o storage pool (ex: “Test and Dev Pool 2”).– Seleciona os recursos (ex: # de discos ou a capacidade em GB).– Escolhe o nível de proteção (ex: RAID-5 ou RAID-6).
Simples para atribuir para um servidor.– Seleciona o nome do storage pool. – Escolhe o servidor (host).– Especifica a capacidade virtual disponível.
Simples para gerenciar.– Expande storage pools de modo não disruptivo.– Monitora o uso versus a capacidade virtual alocada.– Trilha, alerta e gera relatórios.
LOGICAL APPLICATION USER VIEW
Common Storage Pool
User A10 GB
User B10 GB
User C10 GB
PhysicalAllocation
3 GB 3 GB4 GB
Rede de Armazenamento de Dados comDefinição e Controle de Níveis de Serviço
EMC CLARiiON CX4
este software EMC exige licenciamento
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Camada de armazenamento das máquinas virtuais (VMs) dentro do EMC CLARiiON CX4
– Eficiente uso dos recursos de armazenamento (custo, proteção e desempenho).
Move dados das VMs entre as camadas críticas e não críticas (sem parar aplicação).Altera o desempenho e as características do sistema de arquivos sem paralisação de qualquer aplicativo.
– Ex: Move os dados das VMs de LUN RAID-5 para LUN RAID-1 (“a quente”).
APP
OS
APP
OS
APP
OS
Virtual MachinesAPP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
VMware ESX Server
Camada-1
Camada-2
Virtual LUN Technology
EFDEFDEFD FCFCFC
LP-SATA
LP-SATA
LP-SATA
LP-SATA
LP-SATA
LP-SATA
Rede de Armazenamento de Dados em Camadas
Camada-0
LP SATALP SATA : Low Price SATA II Drive (4 Gbps 5400 / 7200 RPM)média de 12 ms de tempo de resposta por acesso.
FCFC : Fibre Channel Drive (4 Gbps 15000 RPM)média 6 ms de tempo de resposta por acesso.
EFDEFD : EMC Enterprise Flash Drive (4 Gbps)máx. 1 ms de tempo de resposta por acesso.
EMC CLARiiON CX4
Virtual LUN TechnologyVirtual LUN Technology
este software EMC está embutido na licença Navisphere Manager LUN (Logical Unit Number) : partições lógicas dentro de um disco físico
Virtualização da Rede de Armazenamento de Dados
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Virtual Machines
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
VMware ESX Server
MetaLUN technology
Expansão de LUN em tempo real, suportando a criação de VMs em tempo real.A novo provisionamento de capacidade estará disponível imediatamente para o VMware ESX Server.Não é preciso efetuar o reboot
– Suporte para VMware raw device mapping (RDM) & virtual machine file system (VMFS). 4 Gb/s
Rede de Armazenamento de Dados comProvisionamento e Expansão de LUNs
EMC CLARiiON CX4
MetaLUN TechnologyMetaLUN Technology
este software EMC está embutido na licença Navisphere Manager
LUN (Logical Unit Number) : partições lógicas dentro de um disco físico
Virtualização da Rede de Armazenamento de Dados
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Recovery Point Objectives - RPO
Principais Direcionadores para Decisão
Consideraçõesde Negócio
ConsideraçõesTécnicas
Custo
Recovery Time Objectives - RTO
Desempenho
Largura de Banda
Capacidade
Recuperação e consistência a
Funcionalidade Disponibilidade
Proteção Contínua de Dados(Local e Remoto)
Continuous Data Protection TechnologyContinuous Data Protection Technology
Ambiente de TI Virtualizado
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Continuous Data Protection Technology Continuous Data Protection Technology -- CDPCDP
EMC RecoverPoint Splitter Drivers– Intercepta / copia as escritas efetuadas pelos servidores.– Envia para o EMC RecoverPoint Appliance.– Reside nos servidores ou na SAN Fabric (switch | storage).
EMC RecoverPoint Appliance– Gerencia e prioriza os recursos da rede.– Espelha as escritas no EMC RecoverPoint Local Journal.– Distribui as alterações para os disk systems (target).
EMC RecoverPoint Journal– Trilha / anota as alterações de dados em cada LUN que
faz parte da proteção CDP.– Pode usar bookmarks para recuperar aplicações (VSS, SCN).
– Repositório para atualizações instantâneas de dados.– Provisionada a partir de LUNs já existentes na SAN.– Dinamicamente comprimido (baixo consumo de espaço).
Suporta ambientes de armazenamento heterogêneo
– EMC RecoverPoint acesssa armazenamento EMC e não EMC*.– EMC RecoverPoint / SE suporta somente EMC CLARIONs.
Applicationservers
Databaseservers
Messagingservers
File andPrint servers
Disksystems
Local CDP Journal
EMCEMCnonEMC
* Suporte para non EMC Storage necessita de SAN Intelligent Fabric
SAN
EMC RecoverPointAppliance
EMC CLARiiONSplitter Driver
SAN FabricSplitter Driver
SAN (Storage Area Network) 4 Gbps & 8 Gbps
CDPCDPInfinitas cópias point-in-time de qualquer escrita efetuada pelos servidores, em qualquer dispositivode armazenamento (DAS, SAN FC, SAN IP, NAS), mantendo a integridade e consistência dos dados (NTFS, UFS, Oracle, SQL, Exchange, .. )
Ambiente de TI VirtualizadoProteção Contínua de Dados
(Local e Remoto)
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Proteção Contínua de Dados(Local e Remoto)
Continuous Remote Replication Technology Continuous Remote Replication Technology -- CRRCRR
EMC RecoverPoint Splitter Drivers
EMC RecoverPoint Appliance– Reduz a largura de banda (de 5:1 a 10:1) através da compressão dos dados transmitidos na rede WAN.
– Distribui as alterações nos dados para o site remoto.
– Suporta acesso instantâneo ao dado protegido.
– Replica (local e remoto) sobre IP (1 Gbps) ou sobre Fibre Channel (4 & 8 Gbps).
– Largura de banda mínima: 1.5 Mbps
* Suporte para non EMC Storage necessita de SAN Intelligent Fabric
Ambiente de TI Virtualizado
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Proteção Contínua de Dados(Local e Remoto)
Concurrent Local & Remote Data Protection Technology Concurrent Local & Remote Data Protection Technology -- CLRCLR
EMC RecoverPoint Appliance (escalabilidade de até 8x appliances)
– Reduz a largura de banda (de 5:1 a 10:1) através da compressão dos dados transmitidos na rede WAN.
– Distribui as alterações nos dados para o site remoto.
– Suporta acesso instantâneo ao dado protegido.
– Replica bi-direcional (local e remoto) sobre IP (1 Gbps) ou sobre Fibre Channel (4 & 8 Gbps).
– Largura de banda mínima: 1.5 Mbps/
– Arquitetura out-of-band usando a inteligência nos Hosts e na SAN Fabbric.
* Suporte para non EMC Storage necessita de SAN Intelligent Fabric
Ambiente de TI Virtualizado
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PRODUCTION DISASTER RECOVERY
VirtualCenter SRM SRA
VMware Infrastructure
VirtualCenterSRMSRA
EMC RecoverPointAdapter for VMware Site
Recovery Manager
VMware Site Recovery Manager
EMC RecoverPoint
Virtual MachinesAPP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
Virtual Machines
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
APP
OS
VMware InfrastructureServersServers
Heterogeneous StorageHeterogeneous Storage
VMware Site Recovery Manager
EMC CLARiiON CX4ou armazenamento não EMC
EMC CLARiiON CX4ou armazenamento não EMC
Protege e Recupera cada VM ou todas as VMsem um ou mais Servidores VMware ESX
Ambiente de TI Virtualizado
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Remote Site 1Instância Duplicada
Dado já "backed up", sóum ponteiro de 20-Byte éenviado e armazenado
DataCenter
A B C D
Source De-duplicationEMC Avamar Server
(stored backup data)
Somente segmentos únicos de dados serão"backed up"
E
E
AB
CD
1a. InstânciaRemote Site 2Instância Modificada
Novo segmento de dados é identificado e "backed up"
Backup para Disco e Fita comDesduplicação de Dados na Fonte
Ambiente de TI Virtualizado
Data DeData De--duplication Technologyduplication Technology
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7831 GB
9583 GB
3265 GB
5097 GB
3573 GB
Qtde. Dados PrimáriosBacked Up
104.2 GB
80.0 GB
24.2 GB
11.7 GB
6.1 GB
Qtde. Dados Movidos por Dia
75:1
120:1
135:1
436:1
586:1
Taxa de Desduplicação por Dia
Mix of Linux file systems and databases
Mix of 20% databases, 80% file systems (Windows and UNIX)
Engineering files on NAS (NDMP backups)
Mix of Windows, Linux, and UNIX file systems
Windows file systems
Tipo do Dado
Source: EMC Customer (Finance)
*EMCAvamar Server
Equivale a uma capacidade de 37 TB de um backup tradicional. Assumindo : 100% de arquivos MS Office, backups-full incrementais diários, sem compressião, taxa de alteração de dados de 10% por dia, retenção de 90 dias.
EMC Avamar Server(*single node - 37 TB)
Backup para Disco e Fita comDesduplicação de Dados na Fonte
Data DeData De--duplication Technologyduplication Technology
Ambiente de TI Virtualizado
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VMware Data Center com guest-level-backup
Escritório Remoto sem VMwareEscritório Remoto com VMware
VMware DATA CENTER com vcb-backup
Agente Avamar move dados para o Avamar Virtual Edition. Esses dados são
replicados para o VMware Data Center
Agente Avamar move dados para um Avamar Server (physical single-node). Esses dados são
replicados para o Avamar Data CenterOU
um Agente Avamar pode fazer o backup diretamente para o VMware Data Center via WAN.
WAN
LAN /SAN SAN
VCB Proxy Server
Backup para Disco e Fita comDesduplicação de Dados na Fonte
Data DeData De--duplication Technologyduplication Technology
Ambiente de TI Virtualizado
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Benefícios ….até 95% menos movimento de dadosaté 90% mais rapidez no backupaté 95% menos storage & network I/Oaté 85% de redução no uso de CPUaté 50% de redução no uso de RAM Elimina a necessidade de backup pelo hostDisponível para as Virtual Machines e Avamar Physical Appliance
Método Tradicional de BackupFull and incremental backup: move 150–200% of data / week
HardwareVMware
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EMC Avamar com VMwareEfficient VMware backup: move 2–7% of data / week
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Backup para Disco e Fita comDesduplicação de Dados na Fonte
Data DeData De--duplication Technologyduplication Technology
Ambiente de TI Virtualizado
João Bonnassis - Evento Alagoas Digital - Maceió - 08/04/2009 38
Problema:– Empresas continuam comprando servidores,
fitas, bibliotecas, switches, discos e softwares de backup porém sem o efeito desejado.
Solução:– Reavaliação do ambiente de proteção de
dados através do EMC Assessment for Backup, Recovery & Archiving.
Objetivos:– Coletar, identificar e recomendar investimentos
realmente necessários,com replanejamento, visando a diminuição de custos, dar sobrevida à infraestrutura atual e ganhos operacionais.
Ganhos:– Redução de custos de aquisição.– Redução do volume e janela de backup.– Redução de uso de energia, floor space, etc.
Armazenamento
TRADICIONAL EMC
OPEX
TRADICIONAL EMC
Energia
TRADICIONAL EMC
Você não precisa deixar de investir, você precisa passar a investir corretamente !
Ambiente de TI Virtualizado
Melhores Práticas - Rede de Armazenamento de Dados
João Bonnassis - Evento Alagoas Digital - Maceió - 08/04/2009 20
João Bonnassis - Evento Alagoas Digital - Maceió - 08/04/2009 39
João BonnassisJoão Bonnassisee--mail: mail: [email protected][email protected]. :(21)9311cel. :(21)9311--05680568