Компания Dell представила новую серию блочных массивов начального уровня – PowerVault ME5. Серия предназначена для работы с системами хранения данных SAN и DAS. Основные цели новых продуктов – простота, доступность и повышение производительности работы с недорогими системами хранения данных. Массив станет оптимальным решением для предприятий малого и среднего бизнеса благодаря простоте эксплуатации и невысокой стоимости. Самый дешевый массив обойдется покупателю в сумму, не превышающую 12 000 $.
Сравним массивы PowerVault ME5 с PowerVault ME4 – предыдущим поколением массивов для СХД от Dell, выпущенным в 2018 году.
Преимущества Dell PowerVault ME5 перед ME4
По сравнению с массивами ME4 в PowerVault ME5 значительно увеличилась емкость и производительность: процессор платформы Xeon имеет вдвое больше ядер, контроллеры памяти рассчитаны на 16 Гб, а также есть поддержка 32 Гбит/с FC (Fibre Channel) и 25 Гбит/с дополнительных протоколов iSCSI (Internet Small Computer System Interface) оптического хоста.
Скорость последовательного чтения и записи выросла более чем на 70 %. Возможное количество подключений к виртуальному и линейному пулу повысилось до 4 Пб с одного пула на контроллер.
Помимо прочего, ME5 поддерживает множество различных типов дисков и накопителей, включая диски с самошифрованием (SSD, 10K и NLSAS). Общая емкость поддерживается как виртуальным, так и линейным режимом и масштабируется до 6,72 Пб, а за счет комплексного программного обеспечения может быть увеличена на 8 Пб.
По сравнению с ME4 доступное хранилище ME5 увеличилось вдвое, несмотря на использование одинаковых слотов расширения и корпуса. В новую модель можно установить 336 накопителей объемом 8 Пб.
Архитектура Dell PowerVault ME5
ME5 имеет несколько вариантов архитектуры:
- Начальная – состоит только из жестких дисков.
- Гибридная – включает твердотельные и жесткие накопители.
- Флеш-массив – используется исключительно флеш-память вместо шпиндельных накопителей.
Таким образом, Dell PowerVault ME5 удовлетворит потребности расширяющегося бизнеса за счет гибкости конфигурации и расширенного функционала, присущего корпоративной СХД.
PowerVault ME5 оснащен процессором Intel Xeon c двумя активными контроллерами, пропускная способность которых составляет 12 Гб/с для чтения и 10 Гб/с – для записи. Использование протокола SAS позволяет оперативно увеличить емкость системы.
Модели PowerVault ME5012 и ME5024 имеют размер 2U, ME5084 – 5U. Все массивы серии поддерживают двухактивные сетевые контроллеры, каждый из которых рассчитан на 16 Гб.
Дополнительные корпуса расширения PowerVault ME412 и ME424 совместимы только с массивами ME5012 или ME5024, а решение ME484 поддерживается всеми моделями линейки ME5.
Выбор между HDD и SDD
Споры о том, что лучше – HDD или SDD, до сих пор продолжаются. У каждого из решений есть как преимущества, так и недостатки. SSD обладают большей производительностью и меньшей задержкой по сравнению с устаревшими жесткими дисками, однако не подходят для долгосрочного хранения с экономической точки зрения.
Владельцам массивов ME5 не стоит спешить с выбором, поскольку интеллектуальное ПО, предназначенное для оптимального распределения данных, в режиме реального времени предлагает различные варианты использования обоих носителей в соответствии с ситуацией. Программа автоматически распознает шаблоны входящих файлов и помещает их на нужный уровень, тем самым улучшая производительность всей системы.
Автоматическое распределение заключается в разделении томов на маленькие страницы размером 4 Кб и последующем их ранжировании. Проще говоря, данные помещаются на соответствующий носитель в онлайн-режиме.
Алгоритм распределения запускается каждые 5 с, в течение которых страница сканируется и помещается на нужный уровень. Ранжирование проходит в соответствии шаблонами доступа, а сканирование определяет рейтинг страницы. Можно перемещать данные вверх или вниз, но только когда требуется место для других страниц с высоким рейтингом. Для оптимизации процесса каждые 5 с переносятся не более 80 Мб информации.
По умолчанию система считает все входящие файлы критически важными, а значит требующими высокой производительность SSD. Распределение происходит в режиме sub-LUN и требует минимальных ресурсов ЦП.
Серия ME5 оснащена системой SSD Read Cache, который представляет собой еще один метод рационального использования дискового пространства. Read cache (кэш чтения) – это группа специальных дисков, предназначенная для хранения энергозависимых копий данных на одном или нескольких твердотельных накопителях. Кэш поддерживает копии данных на уровне жестких дисков и не требует дополнительных твердотельных накопителей для обеспечения отказоустойчивости системы.
Монтаж Dell PowerVault ME5
Серия PowerVault ME5 обеспечивает все потребности малых и средних предприятий. Кроме этого, простота эксплуатации и доступность делают массивы наиболее удачным решением для развивающегося бизнеса.
Массивы ME5 имеют значительные преимущества перед конкурентами в плане рабочих нагрузок SAN/DAS благодаря впечатляющим показателям ввода-вывода, высокой пропускной способности, масштабируемости и малой задержке. Встроенный PowerVault Manager имеет простой в использовании интерфейс, при этом всплывающие подсказки облегчают рабочий процесс.
По умолчанию PowerVault ME5 имеет предварительно настроенную конфигурацию статического IP-адреса, поэтому вы можете пользоваться веб-браузером после подключения. Вся обработка происходит через веб-интерфейс HTML5, поэтому нет необходимости стирать пыль с вашего любимого клиента SSH или Telnet.
С учетом времени, необходимого для извлечения ME5 из коробки, установки в стойку и подключения кабелей, добраться до веб-интерфейса можно менее, чем за 10 минут. Дополнительные шаги занимают около 3-5 минут. Больше всего времени обычно уходит на поиск портов FC на коммутаторе и доступных портов PDU, чем на первоначальную настройку.
Алгоритм настройки массива:
- Для начала создайте учетную запись пользователя на экране начальной конфигурации. Если введенный пароль не соответствует требованиям системы, появится всплывающая подсказка.
- После настройки учетной записи отобразится запрос на проверку обновленной прошивки. Если все актуально, откроется страница конфигурации системы. PowerVault Manager выполнит настройку, чтобы убедиться, что система настроена успешно.
- По завершении начальной настройки и настройки хранилища станет доступна возможность перехода к панели мониторинга. Вы сможете просматривать информацию о работоспособности системы на панели инструментов и подтверждать получение предупреждений.
- На панели инструментов вы можете в любое время отследить состояние системы и проверить сведения об оборудовании как спереди, так и сзади. В меню настроек можно просмотреть свойства всех компонентов системы с помощью простых раскрывающихся меню.
- После инициализации группы дисков вам будет предложено настроить инициаторы хоста. Здесь мы видим доступные хост-инициаторы и назначаем их на созданное нами имя хоста.
- Теперь вы можете просмотреть настройку хоста и подготовить тома хранилища.
- Выделение ресурсов хранения и управление ими – это очень простой процесс с помощью PowerVault Manager. В разделе «Инициализация и объемы» можно просмотреть текущие используемые ресурсы пула, какой объем свободен и доступен. Для создания нового тома кликните на «Создать том» и назначьте имя, объем хранилища и хосты для связи с хранилищем.
- Можно настраивать тома для разных сред: задавать параметры записи в кэш, оптимизации, размер предварительного чтения и привязки к уровням. Решение Tier-Affinity предлагает различные варианты размещения данных в массиве без привязки по умолчанию, учитывая производительность для хранения «горячих» данных во флэш-памяти и архивирование «холодных» данных.
- Как только система будет полностью настроена и введена в эксплуатацию, вы можете использовать среду по своему выбору для эксплуатации хранилища. Для того чтобы связать новые LUN с новым хранилищем данных, можно воспользоваться программным обеспечением VMware vSphere Client.
По окончании первого рабочего дня PowerVault Manager проводит мониторинг производительности, чтобы следить за тем, насколько хорошо работает хранилище. На домашней странице в режиме реального времени отображается состояние массива с указанием емкости, производительности, предупреждений и фоновых действий.
- Администраторы также могут углубляться в параметры производительности для более тщательного анализа, расширяя мониторинг.
При определенных настройках можно увидеть живой график системных IOPS с настраиваемыми графиками, доступными для просмотра наиболее интересующей вас статистики. Вы также можете расширить временные рамки счетчиков производительности, чтобы лучше отслеживать данные истории.
Впечатляющие системные характеристики делают PowerVault ME5 идеально подходящей под потребности малых и средних предприятий.
Проверка эффективности Dell PowerVault ME5
- Конфигурация
Для проведения анализа сконфигурировали 2 варианта Dell PowerVault ME5 5012 с двумя твердотельными накопителями емкостью 3,84 Тб с интенсивным считыванием. Остальные десять отсеков были заполнены жесткими дисками SAS емкостью 8 Тб. Для групп дисков в пуле хранения мы использовали два твердотельных накопителя для создания уровня производительности RAID1, а оставшиеся жесткие диски — на уровне массива RAID6.
Эта конфигурация предполагает высокую производительность преимущественно для «горячих» данных и большую емкость для хранения информации. В случае с ME5 5012 весь объем хранилища находился под контролем одного контроллера или, другими словами, в активно-пассивной конфигурации. Различное количество дисков или 24-дисковое 2,5-дюймовое шасси позволяет равномерно распределить пулы между обоими контроллерами, переводя ME5 в конфигурацию «активный-активный».
Для подключения мы использовали настройку Fibre Channel, используя скорость 32 Гбит/с, предлагаемую новыми контроллерами ME5. В первой настройке мы использовали конфигурацию dual-fabric, в которой каждый контроллер был равномерно распределен между двумя коммутаторами Brocade G620 32 Гб FC, соединяющими четыре хоста с двухпортовыми HBA-адаптерами Marvell QLE2772 32 Гб. Во второй настройке мы выбрали тип периферийного развертывания, при котором четыре хоста были напрямую подключены к ME5. С четырьмя портами 32 Гбит/с на контроллер или восемью на массив, этот метод прямого подключения обеспечивал избыточное подключение к каждому хосту.
В зависимости от того, как хранилище использовалось после предоставления хостам, мы создали один LUN (Logical Unit Number) для диска объемом 3 Тб, который затем был предоставлен четырем хостам VMware. Наша тестовая модель была разработана таким образом, чтобы размеры наших «горячих» данных соответствовали уровню флэш-памяти для обеспечения оптимальной производительности. Используя 16 виртуальных машин, мы подключили две vmdk по 80 Гб каждая, или всего 2,56 Тб для наших рабочих нагрузок Vdbench. В тесте Sysbench с четырьмя виртуальными машинами MySQL объем данных составил 300 Гб на каждую виртуальную машину, в то время как рабочая нагрузка SQL Server в 1 виртуальную машину использовала около 650 Гб хранилища.
- Эффективность SQL сервера
В протоколе тестирования Microsoft SQL Server OLTP от StorageReview использовался текущий проект теста Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), онлайн-теста обработки транзакций, который имитирует действия, встречающиеся в сложных средах приложений. Тест TPC-C более подходит, чем синтетические тесты производительности, для оценки сильных сторон производительности и узких мест инфраструктуры хранения в средах баз данных.
Каждая виртуальная машина SQL Server настроена с двумя виртуальными дисками: том 100 Гб – для загрузки и том 500 Гб – для базы данных и файлов журналов. С точки зрения системных ресурсов мы настроили каждую виртуальную машину с 16 виртуальными ЦП, 64 Гб DRAM и использовали контроллер LSI Logic SAS SCSI. В тесте SQL рассматривается производительность с задержкой.
Мы использовали SQL Server 2014, работающий на гостевых виртуальных машинах Windows Server 2012 R2. Хотя этот тест чаще проводят для оценки больших баз данных с масштабом 3000 в локальном или общем хранилище, мы сосредоточимся на равномерном распределении четырех баз данных с масштабом 1500 на серверах.
Тестовая конфигурация SQL Server (на виртуальную машину)
Windows Server 2012 R2
Хранилище: выделено 600 Гб, использовано 500 Гб
SQL Server 2014
Размер базы данных: масштаб 1500
Нагрузка виртуального клиента: 15 000
Буфер оперативной памяти: 48 Гб
Продолжительность теста: 3 часа
2,5 часа предварительной подготовки
30 минут пробного периода
При данной рабочей нагрузке приложения SQL Server мы определили среднюю задержку в 1 мс с конфигурацией ME5 с прямым подключением и 2 мс с подключенной SAN.
- Производительность Sysbench MySQL
Первый тест приложения для локального хранилища заключается в измерении с помощью SysBench базы данных Percona MySQL OLTP. Этот тест также измеряет среднее значение TPS (количество транзакций в секунду), среднюю задержку и среднюю задержку 99-го процентиля.
Каждая виртуальная машина Sysbench настроена с тремя виртуальными дисками: один – для загрузки (~ 92 Гб), другой – с предварительно созданной базой данных (~ 447 Гб) и третий – для тестируемой базы данных (270 Гб). С точки зрения системных ресурсов мы настроили каждую виртуальную машину с 16 виртуальными ЦП, 60 Гб DRAM и использовали контроллер LSI Logic SAS SCSI.
Конфигурация тестирования Sysbench (на виртуальную машину)
CentOS 6.3 64-разрядная версия
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
Таблицы базы данных: 100
Размер базы данных: 10 000 000
Потоки базы данных: 32
Буфер оперативной памяти: 24 ГБ
Продолжительность теста: 3 часа
2 часа предварительной обработки 32 потоков
1 час 32 темы
При данной рабочей нагрузке Sysbench обе конфигурации PowerVault ME5 были очень близки друг к другу. В конфигурации с подключением к SAN число транзакций в секунду составило 9 517, в то время как в конфигурации с прямым подключением – 9 538 транзакций в секунду.
Средняя задержка для рабочей нагрузки с 4 виртуальными машинами составила 13,49 мс для ME5, подключенного к SAN, а для массива с прямым подключением — 13,42 мс.
Последний тест Sysbench измерял среднюю задержку 99-го процентиля. В результате средняя задержка для ME5, подключенного к SAN, была равна 28,17 мс, когда ME5 был подключен напрямую – 25,72 мс.
Анализ рабочей нагрузки VDBench
Когда дело доходит до бенчмаркинга массивов хранения, лучше всего тестировать его с помощью приложений. Хотя синтетические тесты и не дают идеального представления о реальных рабочих нагрузках, они помогают проверить основные устройства хранения данных с коэффициентом повторяемости, что упрощает сравнение конкурирующих решений по принципу «яблоки к яблокам».
Эти рабочие нагрузки предлагают ряд различных профилей тестирования, начиная от тестов «четырех углов», общих тестов объема передачи базы данных и заканчивая захватом трассировки из различных сред VDI. Во всех этих тестах используется общий генератор рабочей нагрузки vdBench с обработчиком сценариев для автоматизации и сбора результатов в большом вычислительном кластере. Это позволяет повторять одни и те же рабочие нагрузки в широком диапазоне устройств хранения, включая флэш-массивы и отдельные накопители.
Профили:
Произвольное чтение 4K: 100 % чтение, 128 потоков, 0-120 % iorate
Произвольная запись 4K: 100 % запись, 64 потока, 0-120 % iorate
64K последовательное чтение: 100 % чтение, 16 потоков, 0-120 % iorate
64K последовательная запись: 100 % запись, 8 потоков, 0-120 % iorate
Синтетическая база данных: SQL и Oracle
Полное клонирование VDI и связанные трассировки клонов
На протяжении всего тестирования производительность с коммутаторами и без была примерно одинаковой. На приведенных ниже графиках хорошо видно, что все значения, начиная от задержки, количества операций ввода-вывода и пропускной способности, были очень близкими. В конечном счете, результаты говорят сами за себя, говоря о практически любом проведенном тесте рабочей нагрузки.
Начиная с тестирования «четыре угла» (пиковая пропускная способность и пиковая пропускная способность), мы рассмотрели эффективность операций ввода-вывода малых блоков в рабочей нагрузке произвольного чтения 4K. Обе конфигурации PowerVault ME5 демонстрируют задержку менее 1 мс до 260 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а затем достигают пиковых значений 300,6 тыс. операций ввода-вывода в секунду и 290,5 тыс. операций ввода-вывода в секунду для конфигураций SAN и прямого подключения соответственно.
При переходе к рабочей нагрузке произвольной записи 4К массив показал задержку менее 1 мс при 70 000 операций ввода-вывода в секунду, прежде чем она достигла пикового значения 78 000 операций ввода-вывода в секунду в каждой конфигурации.
Мы измерили производительность данных в конфигурации RAID1 с двумя твердотельными накопителями, и увидели высокую пропускную способность последовательного чтения 64 Кб, достигающую максимальной скорости 4 Гб/с по сравнению с ME5. С дополнительными твердотельными накопителями, особенно со второй парой для использования другого контроллера, эти цифры будут значительно выше.
При последовательной записи 64 Кб производительность достигла 950 МБ/с, что снова доказывает взаимосвязь количества твердотельных накопителей, установленных в устройство, с большим потенциалом роста в зависимости от конфигурации системы.
Следующие тесты охватывают три синтетические рабочие нагрузки SQL: SQL, SQL 90-10 и SQL 80-20. Начиная с SQL, становится ясно, что обе конфигурации PowerVault ME5 очень близки по производительности: до 225 000 операций ввода-вывода в секунду с задержкой менее 1 мс, а при достижении максимальной скорости – 252 000 операций ввода-вывода в секунду с пиковой задержкой 4,1 мс.
В нашей рабочей нагрузке SQL 90-10 конфигурация ME5, подключенная к SAN, имела очень незначительное преимущество, хотя по производительности до достижения пика они были очень близки. Производительность sub-ms составила до 186 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а затем достигла максимума в 208 тыс. и 212 тыс. операций ввода-вывода в секунду для конфигураций с прямым подключением и к SAN соответственно.
При более высоком проценте записи в рабочей нагрузке SQL 80-20 производительность sub-ms составила до 160 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а затем достигла максимума в 176 тыс. и 179 тыс. операций ввода-вывода в секунду для конфигураций с прямым подключением и с подключением к SAN.
Далее проводились синтетические тесты рабочих нагрузок Oracle: Oracle, Oracle 90-10 и Oracle 80-20. При первой рабочей нагрузке Oracle обе конфигурации сработали одинаково: до 150 000 операций ввода-вывода в секунду, прежде чем задержка превысила 1 мс и достигла максимума в 166 000 операций ввода-вывода в секунду.
Для Oracle 90-10 производительность sub-ms оказалась чуть ниже 200 000 IOPS, прежде чем каждая конфигурация достигла пикового значения 209 000 IOPS.
Для нагрузки Oracle 80-20 производительность sub-ms составила до 161 тыс. операций ввода-вывода в секунду, прежде чем каждая конфигурация достигла максимального значения 177 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
Последней частью нашего анализа стали синтетические тесты производительности VDI как при полном клонировании, так и связанном.
Начнем с полного клонирования, рассматривая события загрузки, первоначального входа и тестирования Monday Login.
В процессе загрузки обе конфигурации показали производительность менее 1 мс до 159 тыс. операций ввода-вывода в секунду. Предполагалась пиковая производительность до 177 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
При рабочей нагрузке FC Initial Login конфигурации PowerVault ME5 продемонстрировали производительность sub-ms около 30 тыс. операций ввода-вывода в секунду, прежде чем достигли пикового значения 40,6 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
При тестировании FC Monday Login и конфигурация с подключением к SAN, и конфигурация с прямым подключением показали производительность sub-ms, равную 30 тыс. операций ввода-вывода в секунду, и обе достигли пика при 38,5 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
В нашей последней группе синтетических тестов рассмотрим производительность Linked Clone VDI, начиная с загрузки.
Снова обе конфигурации ME5 показали почти идентичные результаты. Что касается производительности sub-ms, она составила до 113 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а затем увеличилась до 126 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
При переключении на первичный вход обе конфигурации массива показали производительность до 15 тыс. операций ввода-вывода в секунду, а затем достигли пикового значения 24,7 тыс. операций ввода-вывода в секунду.
При тестировании Monday Login задержка обеих конфигураций составила чуть ниже 1 мс до 17 000 IOPS и достигла максимума при 26 000 IOPS.
Итог
Развивающимся предприятиям необходимы надежные, производительные, простые в эксплуатации и недорогие массивы СХД.
Платформы Dell PowerVault ME5 предназначены для удовлетворения потребностей малого и среднего бизнеса. Высокая производительность, эффективность и невысокая начальная стоимость (менее 12 000 $), а также масштабируемость делает серию ME5 идеальным выбором для формирования начального уровня корпоративной СХД.
Модель ПО «все включено» помогает сократить эксплуатационные расходы и повысить эффективность работы, предлагая клиентам простоту развертывания и эксплуатации.
Поколение ME5 обеспечивает существенный прирост производительности по сравнению с ME4, что делает его достойным кандидатом на миграцию для существующих пользователей линейки PowerVault.
Тестирование различных конфигураций массива показало очень достойные результаты для платформы хранения данных в этом сегменте рынка. Хотя конфигурация была основана на гибридной сборке начального уровня с двумя твердотельными накопителями и оставшимися жесткими дисками, она по-прежнему обеспечивала высокую производительность ввода-вывода для ряда рабочих нагрузок.
Возможность дополнительной установки твердотельных накопителей для дальнейшего роста и повышения производительности является очень положительным аспектом ME5. Графический интерфейс пользователя прост для понимания и настройки, а варианты расширения позволяют увеличить объем памяти обзорной модели до 6,72 Пб. Будущие обновления прошивки позволят увеличить объем до 8 Пб.
Все перечисленные достоинства делают ME5 отличным вариантом для создания СХД для малого и среднего бизнеса, периферийного хранилища или ряда других вариантов использования, где требуется недорогое, полнофункциональное и надежное оборудование.
