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Nimble Storage – Die neue Storage Generation
Pierre Flammer, Systems Engineer
[email protected]
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1
Firmenüberblick
 Gründung Januar 2008; Markteintritt August 2010
 Hauptquartier in San Jose, CA; Niederlassungen in USA, Kanada, Europa
und Australien
 Über 450 Mitarbeiter

Schnellwachsende Installationsbasis, momentan über
1500 Kunden und 3100 Systeme

Schnellwachsende Partnerlandschaft mit über 400
VARs

Starke Allianzen mit VMWare, Microsoft, Cisco und
CommVault

Managementteam besteht aus Veteranen der Industrie
(Netapp, DataDomain)
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Nimble Storage als Visionary auf dem Magic Quadrant
Nimble Storage was recognized as a visionary
based on its innovative Cache Accelerated
Sequential Layout (CASL) architecture, postsales support and strategic alliances.
On the Magic Quadrant for General-Purpose Disk Arrays
Improvements in scalability, availability, performance and
functionality of midrange storage systems have blurred the
boundaries between network- attached, midrange and highend storage systems. This Magic Quadrant will help IT
leaders understand storage vendors' strategies and market
strengths.
Gartner “Magic Quadrant for General-Purpose Disk Arrays” by Stanley Zaffos, Roger W. Cox, Valdis Filks (21 March 2013)
This graphic was published by Gartner, Inc. as part of a larger research document and should be evaluated in the context of the entire document. The Gartner document is available
upon request from Nimble Storage. Gartner does not endorse any vendor, product or service depicted in its research publications, and does not advise technology users to select only
those vendors with the highest ratings. Gartner research publications consist of the opinions of Gartner's research organization and should not be construed as statements of fact.
Gartner disclaims all warranties, expressed or implied, with respect to this research, including any warranties of merchantability or fitness for a particular purpose.
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Storage Architekturen– Der Motor
Heutige Speicherarchitekturen
 Architektur basiert auf Festplatten
 Flash als Turbo für wenige Daten
Purpose-built, Performance Hybrid
 Designed vom Grund auf Nutzung
von Flash und Festplatte
 Eliminiert Kompromiss zwischen
Performance, Kapazität und
Datenmanagement
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Speicherevolution
1980s
1990s
2000s
HP, IBM
EMC,
HDS
EMC
NetApp
FLASH
DAS
Monolithic Storage
Modular Storage
Flash-optimierter Storage wird traditionelle Storage Systeme ablösen
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Flash ist kein Allheilmittel
Flash
Disk
Random IOPS / €
30-100x
1x
Sequential IO / €
1x
3x
Kapazität/ €
1x
20x
Früh
Reif
Mature
Komponente
Langzeitstabilität
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Wohin mit dem Flash im RZ
Flash im RZ
Server
Storage
Flash Only
Flash+Disk
Flash Endpoint
Flash Accelerator
Schreibpuffer
€ pro GB
Kapazität
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€ pro IOP
Performanz
Read Cache
Datenverfügbarkeit
Einfachste
Verwaltung
7
Auf Effizienz getrimmt
2-5x mehr nutzbare Kapazität/€
 Große Festplatten
 Inline Komprimierung
 Hoher Anteil von nutzbarer zu
Gesamtkapazität
2-5x mehr Geschwindigkeit/€
 Flash Cache beschleunigt
Leseoperationen ohne RAID
Overhead
 Serielle Schreibvorgänge
machen 15k RPM Platten
überflüssig
CASL
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Flash-Enabled Architektur
Beschleunigen
DRAM
NVRAM
NVRAM
Inline Compression
Schützen
Optimieren
Universelle Komprimierung:
NIMBLE
ARRAY
 Variable Blockgrössen erlauben
schnelle Komprimierung und
sparen 30-75%
 Durch die Eliminierung von
zusätzlichen read-modify-write
Vorgängen, passend für alle
Applikationen
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Flash-Enabled Architecture
Beschleunigen
DRAM
All Data
High-Capacity Disk Storage
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NVRAM
NVRAM
Inline Compression
NIMBLE
ARRAY
Schützen
Optimieren
Schreiboptimiertes Layout:
 Random writes werden immer
in große sequentielle writes
umgewandelt
 Die Verwendung von
hochkapazitären Festplatten in
Verbindung mit Komprimierung
senkt die Kosten dramatisch
10
Flash-Enabled Architecture
Beschleunigen
DRAM
All Data
Cacheworthy
Data
High-Capacity Disk Storage
NVRAM
NVRAM
Inline Compression
Schützen
Optimieren
Smart Caching:
NIMBLE
ARRAY
Large Adaptive Flash Cache
 MLC flash: Umwandlung von
random writes in sequential
writes minimiert die sog. “write
amplification” der Flash Module
 Kein RAID Overhead: Nutzung
von Flash exklusiv als Lesecache macht RAID Schutz
überflüssig
 Komprimierung: Daten im Flash
sind komprimiert, spart Platz
 Metadaten im cache
beschleunigen alle
Lesevorgänge
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Hohe Geschwindigkeit und Kapazitätseinsparung
…und dabei sparsamer
Schneller…..
5-10
ms
DURCHSCHNITTL.
LESE LATENZZEIT
DURCHSCHNITTL.
SCHREIB LATENZZEIT
2X
0.5 ms
“The IOPS we’re achieving
with the Nimble array has proven gamechanging for our development team.”
– Ethan Erchinger, VP of Operations, Plaxo
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Tiered Systeme
mit Flash
Disk-basierende
Systeme
1-4
ms
Durchschnitt aller Nimble
Kunden mit VMware
Installationen
DURCHSCHNITTL.
KOMPRIMIERUNG
Durchschnitt aller Nimble
Kunden mit SQL server
Durchschnitt über alle
Nimble Kunden
0.67 ms
“In an IOmeter test of the
Community CS220, the Nimble outperformed EMC by a factor of 7
to 10 in IOPS, latency, and Mbps”
“With inline compression
alone, we’ve freed up
7.48TB of space. Imagine what we can
do with that.”
– Calvin Levy, Florida Blood Services
12
Komprimierung
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Komprimierung
CASL
 CASL unterstützt Komprimierung für alle
Workloads
– Slot-free space  variable block size
 WAFL unterstützt Komprimierung für limitierte
Workloads
WAFL
– Slotted space  need to batch blocks
 Der Algorithmus wird stetig besser
– New LZ-4 is twice as fast as LZ-78
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CASL Daten-Layout:
Komprimierung erzeugt Performanz
Fixed block Architektur
8 Blöcke
zusammengefasst +
komprimiert
Gruppe wird in Nfixen Blöcken
geschrieben
1
CASL variable Blöcke
2
1
Lesen der gesamten
Gruppe, entpacken
12
3
4
5
6
2 33
4
5 56
67
7
87
8
Individuelle Blockgrössen
werden direkt komprimiert
und in Stripes
zusammengefasst
8
Veränderter Block wird direkt
komprimiert und in neuem
Stripe geschrieben
Update auf
veränderten Block
Erneutes Schreiben
der neuen Gruppe
und Komprimierung
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Microsoft ESRP Benchmark
EMC VNX
NetApp
Dell EQL
Oracle ZFS
Vendor B
20000
Mailboxes
21000
Mailboxes
20000
Mailboxes
40000
Mailboxes
32000
Mailboxes
technet.microsoft.com/en-us/exchange/ff182054.aspx
68 x SAS RD10
60 x 10K SAS +
64 x SATA + Cache
Flash Cache
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x 15K
64 x32
15K
SASSAS
RD50
66 x 10K SAS
12 NL-SAS + 4 SSD
16
This is legacy storage…
This is what replaced it
Nimble Storage
(2) CS460G-X2 Arrays
Each Containing:
(12) 3 TB, 7,200 RPM Drives
(4) 600 GB Flash Drives
(2) 10 Gbps Eth. Data Ports
Nimble OS 1.4.6
~45,000 4K IOPS
40% Real-time Compression
We have broken the
connection between spindle
count and IOPS
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Nimble & Microsoft Exchange
Geschwindigkeit gewinnen
Published and verified Microsoft
Exchange ESRP benchmark results.
Nimble
12 HDD for
40,000
mailboxes
Speichern und Beschützen
Komprimierung
Kunden mit Snapshots
>1 Monat
1.3x
10 – 15 x more
Exchange
IOPS per disk
with Nimble
versus others
“We started out deploying SQL workloads primarily on
the Nimble array. Very quickly we realized we had
enough performance headroom to consolidate our very demanding
Exchange 2010 deployment on the same array.”
–Ron Kanter, IT Director, Berkeley Research Group
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Actual results
across all Nimble
customers
deploying
Exchange 2010
48%
Actual results
across all Nimble
customers
deploying
Exchange 2010
“With Nimble, we were able to run 3 snapshot backups a day and
replicate offsite twice daily. Exchange users notice no performance
degradation. Backups take minutes, not hours. Snapshot backups
require very little space and are recoverable and mountable locally and
remotely. A mailbox or Exchange system can be recovered in literally minutes.
Best of all, we can regularly test our procedures for Disaster Recovery.”
–Lucas Clara, IT Director, Foster Pepper LLC
18
Auf Effizienz getrimmt
2-5x mehr nutzbare Kapazität/€
 Große Festplatten
 Inline Komprimierung
 Hoher Anteil von nutzbarer zu
Gesamtkapazität
2-5x mehr Geschwindigkeit/€
 Flash Cache beschleunigt
Leseoperationen ohne RAID
Overhead
 Serielle Schreibvorgänge
machen 15k RPM Platten
überflüssig
CASL
Ad-hoc Backups & Restores
 Effiziente Snapshots ohne
Performanceeinbussen
 Vorhaltedauer in Monaten statt
Tagen
 WAN-effiziente Replikation
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Reduziert die Backup- und Restore Komplexizität
dramatisch, RPO und RTO
Hypervisor
 Kosteneffiziente WANoptimierte Replikation
 Flexible
Aufbewahrungszeiten
 VM und
Applikationskonsistent
“A major advantage of snapshots
over backup software is that they
scale very well. No data movement
means near instant application
recoveries.”
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– Dave Russell, Gartner
20
Snapshot Efficiency - Granularity
Nimble snapshots consume the least space due to fine snapshot granularity (& compression)
Snapshot
granularity:
Traditional array
Traditional Array
Large pages/extents
Snapshot
granularity:
Nimble
Nimble
Individual (variable)
blocks
 Retain hundreds of snapshots for frequent recovery points
 Improved RPO and RTO
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CASL Daten-Layout:
Snapshots ohne Performanceeinbußen
CASL variable Blöcke
Individuelle Blockgrössen
werden direkt komprimiert
und in Stripes
zusammengefasst
3
Veränderter Block wird direkt
komprimiert und in neuem
Stripe geschrieben
Gesnapter “alter” Block
Pointer für den alten Block
werden geändert und zeigen
jetzt auf den zuvor erstellten
Snapsthot
Aktueller Block
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Storage Herausforderungen
Today
Applications
– OR –
Primary
High
RPM
Drives
Backup
Disaster
Recovery
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High
Capacity
Drives
 Kompromisse
Sie müssen sich entscheiden:
Geschwindigkeit oder Kapazität –
beides geht nicht
 Netzwerkbeschränkungen und
hohe Kosten
Backup Fenster ist zu lang,
DR ist teuer
RPO und RTO nicht ausreichend
 Umständlicher Betrieb
Administration von
Primärspeicher, Backup und
DR ist komplex
23
Das Nimble Storage Paradigma
Today
Nimble Storage
Applikationen
– OR –
Primärspeicher
High
RPM
Drives
High
Capacity
Drives
Wirkliche Effizienz
Backup
Eine Plattform
Disaster
Recovery
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Evolution in der Datensicherung
Tape
D2D + Replikation
Tier 1
Snapshots + Replikation
Tier 2
Standardplatte +
De-duplizierung
Standardplatte +
De-duplizierung
✖
✖
✖
✖
Tape Handling
Backupfenster
RTO
ungenügendes DR
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✔
✔
✖
✖
No Tapes!!
DR
Backupfenster
RTO
✔ Kein Backupfenster
✔ sofortige Restores
✔ Business Continuity
25
NPM Schutz für Window Applikationen
Beschleunigen
Backup
Server
Schützen
Optimieren
NPM nutzt VSS (Volume Shadow-Copy Service)
Wie funktionierts:
3
4
Mail stores
VSS
NTFS
1.
NPM Zeitplan initiert Snapshot Prozess
2.
NPM Agent verbindet sich mit MS VSS Service.
3.
VSS veranlasst Exchange die Datenbank in Ruhezustand
zu versetzen
4.
VSS veranlasst NTFS den Cache zu leeren
5.
VSS veranlasst Nimble den Snapshot zu erstellen
6.
Nimble erzeugt Snapshot von allen Volumes einer Gruppe
7.
Optional: NPM verifiziert Datenbank und erlaubt damit das
Aufräumen der Logs
8.
Optional: Backup Software nutzt Snapshot um Kopie auf
Band zu erzeugen
9.
Im Notfall bieten Snapshot schnellen Restore von großen
Datenmengen

2
1
5
8
Tape
6
snapsh
ots
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VMware + Nimble = die ideale Kombination
 vCenter Plugins
– Erstellen von Datastores/Clones
– Verwalten von
Snapshots/Replikation/Restores
– Manage Performance und Kapazität
 VAAI Integration
– VAAI - WRITE SAME
– VAAI - ATS
– VAAI - UNMAP
 Snapshot Integration für VM und
VM/Applikationskonsistenz
 Nimble PSP (Path-Selection-Policy)
VMware
vCenter Server
Nimble vCenter
plug-ins
VMware vSphere
Nimble PSP
Servers
vStorage
APIs
VM-consistent
B/R
READY
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27
VMware + Nimble = DR Automatisierung und Test
Site A (Primary)
VMware
vCenter Server
Site
Recovery
Manager
VMware
vCenter Server
Site
Recovery
Manager
VMware vSphere
VMware vSphere
Servers
Servers
Site B (Recovery)
Storage Replication
READY
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28
Nimble + CommVault
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29
Effizientes und flexibles Disaster Recovery
Primäres RZ

Ausfall-RZ
WAN
X





WAN-effiziente Replikation minimiert Bandbreiten
Ermöglicht unterschiedliche Retentionen auf der primären und sekundären Seite
Bi-direktionale Replikation ermöglicht gegenseitige RZ-Absicherung
Einfacher und schneller failover erhöht die Bertriebsbereitschaft
Supports N-zu-1 Replikation (Aussenstelleneinbindung)
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30
Auf Effizienz getrimmt
2-5x mehr Geschwindigkeit/€
 Flash Cache beschleunigt
Leseoperationen ohne RAID
Overhead
 Serielle Schreibvorgänge
machen 15k RPM Platten
überflüssig
2-5x mehr nutzbare Kapazität/€
 Große Festplatten
 Inline Komprimierung
 Hoher Anteil von nutzbarer zu
Gesamtkapazität
CASL
Ad-hoc Backups & Restores
 Effiziente Snapshots ohne
Performanceeinbussen
 Vorhaltedauer in Monaten statt
Tagen
 WAN-effiziente Replikation
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Skalierung bei niedrigsten
Zusatzkosten
 Skalierung für Performance
oder Kapazität oder beides
 Scale-out Cluster zur
Vermeidung von Silos
 Alles ohne Downtime
31
Skalierung heute
Traditional Storage
Scale-Out Storage
PERFORMANCE
Controller + Disk Shelves
Scale-Out Cluster
+
-
+
-
Preiswerter Kapazitätsupgrade
Must forecast needs up front
Skalierung limitiert; Storage Silos
Notwendige Datenmigration wenn ein
Silo voll
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CAPACITY
Geringe Einstiegskosten, einfaches Management
Erweiterung teuer
Performance und Kapazität müssen gleichzeitig
erweitert werden
32
Das Lego Prinzip
 Kauf den kleinsten Baustein, den Du heute brauchst
 Füge hinzu, was Du brauchst,
wenn Du es brauchst
– Einfach
– Online
– Kosteneffizient
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Scale Cache, Compute, Capacity, Nodes
SCALE
CACHE,
COMPUTE
Flexibel. Online. Kosteneffizient.
PERFORMANCE
+ FLASH
UND
CPU
+ KNOTEN
SCALE
KAPAZITÄT
+ DISK
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Kapazität
34
Nimble Storage SmartStack für VDI with Cisco and VMware
 1,000 VDI users Reference Architecture with Cisco
UCS and VMware View
AD/DNS/
DHCP
MS KMS
Virtual
Center
MS SQL
1000 desktops
150 Windows7
Desktops per
B230 M2
View
Planner
7 blades
 Configuration
–
View
Composer
View
Connect
150 Windows7
Desktops per
B230 M2
View Infrastructure
8x Cisco UCS B230 M2 Servers
VMware
View
VDI Cluster (B230 M2)
UCS B230 M1/M2
UCS B230 M1/M2
UCS 5108
!
–
1
SLOT
1
2
!
A03-D0100SSD-LH
2x Cisco Fabric Interconnects
>>
!
100GB SSD SATA
!
A03-D0100SSD-LH
>>
1
Console
Reset
2
!
A03-D0100SSD-LH
100GB SSD SATA
>>
!
100GB SSD SATA
!
A03-D0100SSD-LH
>>
SLOT
3
1
!
1
!
A03-D0100SSD-LH
>>
100GB SSD SATA
A03-D0100SSD-LH
>>
100GB SSD SATA
2
!
2
!
!
A03-D0100SSD-LH
>>
A03-D0100SSD-LH
>>
Console
Reset
–
Nimble Storage CS220G-X2 (3U)
5
!
1
!
100GB SSD SATA
!
Console
Reset
A03-D0100SSD-LH
>>
100GB SSD SATA
A03-D0100SSD-LH
>>
100GB SSD SATA
2
!
2
!
!
A03-D0100SSD-LH
>>
A03-D0100SSD-LH
>>
1
2
!
A03-D0100SSD-LH
>>
100GB SSD SATA
FAIL
!
>>
Reset
Console
!
OK
SLOT
6
Console
Reset
100GB SSD SATA
UCS B230 M1/M2
1
2
!
A03-D0100SSD-LH
100GB SSD SATA
4
100GB SSD SATA
UCS B230 M1/M2
100GB SSD SATA
!
A03-D0100SSD-LH
OK
Cisco UCS
B-Class
Blade Servers
SLOT
Console
Reset
UCS B230 M1/M2
SLOT
7
2
UCS B230 M1/M2
1
UCS B230 M1/M2
SLOT
SLOT
Console
Reset
100GB SSD SATA
UCS B230 M1/M2
>>
100GB SSD SATA
FAIL
!
!
A03-D0100SSD-LH
OK
>>
SLOT
Console
Reset
8
100GB SSD SATA
FAIL
OK
FAIL
» 12TB of disks with 640GB of Flash
–
VMware View 5.1 and vSphere 5.0
–
Windows 7 Enterprise, Light User ~10-12 IOPS
(32 bit, 1GB RAM, 24GB C-drive)
CISCO UCS 6248UP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
12 13
14 15
16
17
18 19
20 21
22 23
24 25
26 27
28 29
30 31
32
CISCO UCS 6248UP
ID
ID
STAT
STAT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
12 13
14 15
16
17
18 19
20 21
22 23
24 25
26 27
28 29
30 31
32
10G iSCSI
10G UCS
Nimble Storage
CS220G-X2 (3RU)
CS220G-X2
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Nimble SmartStack for VDI with Cisco and Citrix
 1,500 VDI users Reference Architecture with
Cisco UCS and XenDesktop
 Configuration
–
1500 Win7 Virtual Desktops
» 10x Cisco UCS B230 M2 Server
»
–
2x Cisco UCS B200 M3 Server
VDI + Windows Infrastructure
» 2x Cisco UCS B200 M2
–
2x Cisco Fabric Interconnects
–
Nimble Storage CS440G-X4 (3U)
» 24TB of disks with 2,4TB of Flash
–
Citrix XenDesktop 5.6
–
Login VSI – Medium Workoad
» 2x Cisco UCS B230 M2 Server
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36
Einfach, weil einfach einfach einfach ist
Einfach zu beziehen
Einfacher Betrieb
ANZAHL PRODUKTNUMMERN PRO
ANGEBOT
3
Seiten
2 Zeilen
“It was really refreshing to see Nimble’s
quote was one line item on my purchase
order. It just all came bundled in there.
All the things I needed and then some.”
–Mariyah Epich Serratos, City of Cupertino
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76%
PROZENT DER
OF SUPPORT
CASES DIE
AUTOMATISIERT
GELÖST
WERDEN
Auswertung über alle
Nimble Kunden
“This isn't hard enough! I need
thick manuals, on-site field
engineers, a complicated support web site, a-lacarte licensing charges, complicated spreadsheets
to document configurations, maybe even a storage
specialist! Something is very wrong here."
–Russell Roberts, Premier Medical Group
Einfache Updates
100%
PROZENT DER
SYSTEME DIE
OHNE DOWNTIME
UPGRADEN
Auswertung über alle
Nimble Kunden
“Just ran the firmware update.
It could not have possibly gone smoother. One click
to download, one click to update. Watched
a live VM during the 8-minute process which never
disconnected.”
–Kenneth Libeson, Meritage Group
37
Gain Peace of Mind and More
PROACTIVE
WELLNESS
SECURE REMOTE
SUPPORT
 Applikationsprofile für einfaches
Tuning
 Heartbeats alle 5 min
und detailierte tägl.
Telemetriedaten sorgen für
effektive Fehlerfrüherkennung
 Umfassende Integration in
virtualisierte Umgebungen und
Standardapplikationen
 Echtzeit Analyse der Daten
erlaubt automatisierte Case
Erstellung und Ersatzteillieferung
 Sicherer Tunnel
erlaubt einfache
,effektive Analyse
und Behebung von
Fehlern ohne
Involvierung des
Nutzers
PUSH-BUTTON
DEPLOYMENT
 Alle Features
inclusive
Nimble
Support
 Installation in 15 min
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38
Nimble CS-Series Storage Solution

Konsolidierte Lösung für High Performance und Effizienz
– Kompaktes 3U Chassis

Integrierte Snapshots und Restores
– Unterstützt tausende von Snapshots
– WAN-effiziente Replikation

Scale-to-fit Architektur
– Scale-up/scale-capacity/scale-out

All-inclusive Enterprise Features
– Cloning, Thin Provisioning, Replikation, etc.
– Einfaches Management von Storage, Backup und DR
CS210
CS220 /
CS220G
CS240 /
CS240G
CS260 /
CS260G
CS420 /
CS420G
CS440 /
CS440G
CS460 /
CS460G
Bruttokapazität
8TB
12TB
24TB
36TB
12TB
24TB
36TB
NettoKapazität
4 TiB
7 TiB
15 TiB
23 TiB
7 TiB
15 TiB
23 TiB
160GB
320GB
640GB
1200GB
640GB
640GB
1200GB
Flash
Netzwerk
Controller
6 x 1GbE or 2 x 10GbE + 2 x 1GbE (G models)
4 x 1GbE
Redundante hot-swappable Contoller, aktiv/ standby mit gespiegeltem NVRAM
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Nimble ES1-Series External Storage Shelf

Erweitert Kapazität bestehender CS Systeme
– Kompaktes 3U Chassis

Bis zu 3 (1) zusätzliche Shelves supported
– Skalierung von Speicher im laufenden Betrieb

Nutzt 6Gb SAS Anschlüsse zwischen Controller und Shelf
– Redundante Pfade für höchste Verfügbarkeit

Jedes Shelf bildet eigene RAID Gruppe

Jedes Shelf hat seine eigene Hot-Spare
ES1-H25
ES1-H45
ES1-H65
Bruttokapazität
15 TB
30 TB
45 TB
Nettokapazität
10 TiB
21 TiB
31 TiB
Flash
160 GB
300 GB
600 GB
Anschlüsse
2x 6Gb SAS / IO Modul
IO Module
Redundante hot-swappable SAS Kontroller
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Mehr Netto vom Brutto
Brutto
Kapazität
Abzügl.
RAID-6,
Hot-Spare
und
Systemreserven
Netto
Kapazität
Zuzügl. Inline
Komprimierung
(typisch 30%
bis 75%)
Nutzbare
Kapazität
Beispiel: CS240
Brutto: 24 TB
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Netto: 15 TiB
Nutzbar: 23 TiB
(bei 35% Komprimierung)
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Nimble Storage InfoSight
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Proactive Wellness
Expert
systems help
enforce best
practices by
automatically
alerting and/or
opening a
support case
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Monitoring
Dashboards
capture
consolidated
information at a
glance, or you
can drill down
into detailed
metrics such as
number of
snapshots,
IOPS, and
compression
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Data Driven Planning: Capacity
Plan for
capacity with
simple yet
powerful
graphical
trending based
on predictive
algorithms
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Data Driven Planning: Performance
Visualize how
cache and CPU
affects your
performance to
make informed
decisions on
your storage
spend
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Danke
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