В общем обзоре систем хранения Dell PowerVault ME5 рассмотрены основные сценарии использования флагманской СХД для SMB от Dell, протестированы популярные гибридные конфигурации и получены очень позитивные результаты.
ME5 отлично подходит для нужд малого и среднего бизнеса — в первую очередь как гибридный флеш-массив, — при оснащении полностью флеш-накопителями он способен на большее и часто используется в том числе крупными предприятиями.
Для типичных задач SMB такая производительность избыточна, но растущий список edge-сценариев позволяет любому бизнесу получать выгоду от предсказуемой производительности и надёжности, которые обеспечивает All-Flash.
Есть очевидные целевые направления, такие как розничная торговля, умные склады и робототехника, где на периферии выполняется всё больше аналитических и AI-задач. Список продолжает расширяться за счёт приложений вроде распределенных сетей доставки контента (CDN) для стриминга и гейминга, систем видеонаблюдения и проектов в сфере нефтегазовой разведки. Все эти области характеризуются взрывным ростом объема данных и необходимостью обрабатывать их как можно ближе к источнику. Такой рост связан с появлением новых возможностей машинного обучения и ИИ, которые бизнес может использовать благодаря GPU и другим инструментам, развернутым там, где создаются данные.
Три ключевых направления применения edge-решений:
-
Retail edge — компьютерное зрение и видеоаналитика для розничной торговли.
-
Healthcare edge — анализ изображений и отслеживание в реальном времени для здравоохранения.
-
Manufacturing edge — предиктивное обслуживание и оптимизация производства в промышленности.
На периферии важно соблюсти баланс. Организации должны учитывать факторы иначе, чем в дата-центре: стоимость, управляемость, обслуживаемость и производительность становятся ключевыми элементами при принятии решений о вложениях в edge-инфраструктуру.
Тенденции в сфере Edge IT
Системы становятся всё более компактными и тихими, при этом обеспечивая производительность, необходимую для edge-вычислений. Современные приложения могут работать в публичных или частных облаках, локально в дата-центре или в неконтролируемой удаленной среде. Рост применения ИИ и развитие машинного обучения играют ключевую роль в продолжающемся переходе к edge-архитектурам. Производители аппаратного и программного обеспечения продолжают повышать производительность, отказоустойчивость, уровень резервирования и возможности управления, что позволяет edge-устройствам предлагать упрощенное развертывание, масштабирование по горизонтали, удобное администрирование и компактное исполнение, подходящее для удаленных площадок.
Помимо физического оборудования и приложений, такие устройства должны иметь надежные, зрелые механизмы безопасности, встроенные во все уровни — систему, сеть, периферийные устройства, хранилище и доступ. Важным аспектом при проектировании edge-решений должно быть zero-touch provisioning — автоматическое развёртывание без вмешательства человека. Независимо от того, идет ли речь о розничной точке, умном складе, зоне подготовки автономных транспортных средств или цехе на заводе, большинство удаленных объектов не располагают IT-персоналом на месте. Поэтому следует минимизировать нагрузку на администраторов в центральном дата-центре и максимально упростить работу с периферией.
Организации активно переходят к edge-вычислениям, поскольку это позволяет получать аналитику в реальном времени, снижать затраты на трафик и сеть, повышать безопасность данных и, в конечном счёте, улучшать операционную эффективность.
Типовые топологии Edge
Топологии периферийных вычислений бывают самых разных масштабов. К типичным вариантам относятся центры обработки и хранения данных на периферии, розничные точки, региональные телекоммуникационные дата-центры, локальные или микро-ЦОДы, а также интеллектуальные склады. Эта сложность на уровне edge будет продолжать расти по мере увеличения спроса на периферийные вычисления.
1. Системы видеонаблюдения с многоуровневым хранением
На схеме представлена инфраструктура видеонаблюдения, в которой несколько IP-камер передают потоковое видео на серверы Dell PowerEdge. Эти серверы выполняют функции управления системой видеонаблюдения (VMS Management), записи видео (VMS Recorder) и обеспечения отказоустойчивости (VMS Failover).
Для хранения данных используется система PowerVault ME5084, где размещается Tier-1 — основное видеохранилище для краткосрочного хранения (Short-term archive).
Для долгосрочного хранения видеоданных (Long-term archive) задействован массив ME484 в конфигурации JBOD, который выступает как Tier-2 — архив.
Таким образом, решение разделяет хранение на два уровня: быстрый доступ к актуальным записям и экономичное долговременное хранение, обеспечивая надёжность, масштабируемость и высокую производительность работы системы видеонаблюдения.
2. Научные исследования и нефтегазовая разведка
Разведывательные суда, работающие в удаленных районах, должны обрабатывать и хранить огромные объемы данных в реальном времени, поступающих от сейсмических датчиков и гидролокаторов. Существующие системы хранения часто не справляются с нагрузкой, что затрудняет своевременное получение аналитики. Кроме того, управлять такими системами в ходе экспедиции бывает сложно, что создает дополнительную операционную нагрузку.
PowerVault ME5 обеспечивает непревзойденную производительность и пропускную способность, позволяя обрабатывать данные в реальном времени без перебоев. Компактная конструкция подходит для установки в ограниченных пространствах судна, а интуитивно понятный интерфейс управления снижает сложность эксплуатации даже в удалённых или ресурсно ограниченных условиях. В отличие от традиционных систем, PowerVault ME5 предлагает развитые функции защиты данных, предотвращая потерю или простой критически важной информации в ходе экспедиций.
3. Облачный гейминг
Провайдеры облачного гейминга сталкиваются с серьезными трудностями при обеспечении стабильного игрового процесса для пользователей по всему миру. Хранилища с высокой задержкой вызывают лаги, а традиционные системы не обладают масштабируемостью, необходимой для обработки резких всплесков активности игроков.
PowerVault ME5 оптимизирован для высокой производительности, обеспечивая до 800 тыс. IOPS, пропускную способность чтения 14 ГБ/с и записи 11 ГБ/с, что гарантирует быстрый доступ к игровым движкам и пользовательским данным в edge-локациях. Компактный форм-фактор позволяет разворачивать систему в региональных дата-центрах, расположенных ближе к игрокам, минимизируя задержки. В отличие от конкурирующих решений, PowerVault ME5 сочетает высокую производительность с простыми инструментами администрирования, обеспечивая быстрое внедрение и беспроблемное обслуживание. Доступная масштабируемость позволяет провайдерам экономично поддерживать рост пользовательской базы и справляться с пиковыми нагрузками.
4. Розничная торговля
Ритейлеры сталкиваются с проблемами обработки данных в сети магазинов, включая управление покупками в реальном времени, точный учет запасов и анализ поведения покупателей. Медленная обработка информации может привести к дефициту товаров, ухудшению сервиса и снижению эффективности работы.
PowerVault ME5 с производительностью до 800 тыс. IOPS и высокой пропускной способностью чтения/записи обеспечивает мгновенную обработку транзакций и обновление данных об остатках без задержек. В отличие от традиционных решений, PowerVault ME5 — это доступная по цене, отказоустойчивая и надежная система, которую легко масштабировать по мере открытия новых торговых точек. Простой интерфейс и удобные инструменты управления делают эксплуатацию системы понятной для ИТ-отделов даже в условиях динамичной розничной среды.
Перенос этих сценариев на уровень edge дает мгновенные преимущества: более низкую задержку, локальную обработку данных, снижение накладных расходов, локальное хранение, меньшую сложность и повышенную стабильность. Такие выгоды особенно важны для организаций, стремящихся к инновациям, росту и улучшению качества вычислительных и сервисных процессов для пользователей. Основная цель внедрения edge-решений — успех бизнеса, что подразумевает создание систем, способных обеспечивать высокую производительность, масштабируемость и безопасность.
Учитывая, что аналитика и бизнес-аналитика (BI) являются ключевыми сценариями для edge-внедрений архитектура хранения в edge-ЦОДах должна обеспечивать высокую производительность, низкие задержки и безопасный доступ к данным.
Существует четыре распространенные топологии, применяемые для edge-хранилищ.
Для совместно используемых массивов стандартным вариантом считается SAN с общей системой хранения. В такой конфигурации масштабирование выполняется за счёт увеличения ёмкости массива или добавления новых массивов в SAN. В качестве протокола подключения чаще всего используется Fibre Channel благодаря низким задержкам, полной аппаратной разгрузке и доказанной надежности.
Ещё одна топология — это программно-определяемое хранилище (SDS) и гиперконвергентное хранение (HCI). Решения вроде VMware vSAN позволяют кластеру серверов с локальным (captive) хранилищем совместно использовать свои ресурсы хранения по сети. Масштабирование в таких архитектурах достигается путем добавления в кластер новых серверов с локальными накопителями, однако они не получают выгоды от полной аппаратной разгрузки, которую обеспечивает Fibre Channel SAN.
Кроме того, протоколы iSCSI и NVMe/TCP также предоставляют возможности подключения к общему хранилищу и обычно применяются для систем второго уровня или для приложений, не критичных к простоям.
Производительность Dell PowerVault ME5 на периферии (Edge)
Dell уже много лет предлагает надежные решения для edge-сценариев и продолжает развивать их, внедряя полностью флеш-конфигурации, предварительно протестированную интеграцию, удобные инструменты управления и сетевые возможности. Эта система идеально подходит для сегмента SMB, при этом её возможности позволяют масштабироваться до уровня корпоративных решений и формировать надежную edge-инфраструктуру в связке с подходящим сервером PowerEdge.
Разработанный как простое, быстрое и доступное решение, PowerVault ME5 отличается высокой универсальностью по поддерживаемым нагрузкам. Сегодня в мире установлено более 50 000 систем PowerVault, работающих в тысячах организаций и обслуживающих широкий спектр рабочих задач с разными требованиями к производительности и масштабируемости.
В общем обзоре Dell PowerVault ME5 была представлена в гибридной конфигурации — с двумя SSD и десятью жёсткими дисками. Такой вариант часто выбирают клиенты, ориентированные на высокую плотность хранения, однако для edge-локаций, где требуется более высокая производительность, ME5 можно настроить по-другому.
В основе PowerVault ME5 лежат два контроллера, но в гибридной конфигурации с двумя SSD реально задействовать можно только один из них. Оптимальная конфигурация должна включать по одной SSD-группе дисков на каждый контроллер, с минимум двумя накопителями в группе, объединенными в RAID1.
Чтобы наглядно показать, как PowerVault ME5 может принести пользу в I/O-интенсивных edge-развертываниях, использовалось в общей сложности восемь SSD, оптимизированных под операции чтения. Они были разделены на четыре группы по два SSD в конфигурации RAID1 в каждом пуле хранения, что позволило полностью загрузить оба контроллера и обеспечить работу в режиме active-active.
Полная загрузка контроллеров означает, что при использовании ME5 с флеш-накопителями в edge-развертывании можно добиться более эффективного использования системы. Конфигурации на SSD также потребляют меньше энергии, выделяют меньше тепла и шума, а носители обладают большей надежностью. Всё это делает полностью флеш-версию ME5 особенно привлекательным решением для периферийных сценариев, где условия внедрения и обслуживания часто далеки от «датацентрового» уровня.
Стенд для тестирования был собран на четырёх хостах с серверами Dell PowerEdge R760, каждый из которых был оснащён двухпортовым HBA Marvell QLogic 32 Gb FC. Подключение осуществлялось через коммутаторы Brocade G620 32 Gb FC к системе хранения Dell PowerVault ME5. Были созданы два тома по 3 ТБ — по одному на каждый пул или контроллер. Общий объём данных в синтетических тестах достигал 4 ТБ.
Анализ нагрузки VDBench
При тестировании систем хранения наилучшие результаты дает работа с реальными приложениями, а на втором месте — синтетические тесты. Хотя они не полностью отражают реальные рабочие нагрузки, синтетика позволяет сформировать базовые показатели производительности с высокой повторяемостью, что облегчает прямое сравнение конкурирующих решений. Набор тестов охватывает различные профили — от сценариев «четыре угла» и типичных размеров блоков для баз данных до трасс, снятых в VDI-средах.
Все тесты выполняются с использованием генератора нагрузок vdBench и скриптового движка для автоматизации и сбора результатов на крупном вычислительном кластере. Такой подход позволяет запускать идентичные сценарии на широком спектре устройств — от флеш-массивов до отдельных накопителей. В нашей методике вся поверхность накопителя сначала заполняется данными, затем тестируется раздел, равный 25% от емкости, чтобы смоделировать поведение при рабочих нагрузках приложений. Это отличается от тестов с полной энтропией, которые используют 100% емкости и доводят накопитель до устойчивого состояния; в результате наши цифры демонстрируют более высокие устойчивые скорости записи.
Профили тестирования:
-
4K Random Read — 100% чтение, 128 потоков, 0–120% iorate
-
4K Random Write — 100% запись, 128 потоков, 0–120% iorate
-
64K Sequential Read — 100% чтение, 32 потока, 0–120% iorate
-
64K Sequential Write — 100% запись, 16 потоков, 0–120% iorate
Преимущество полной загрузки обоих контроллеров с использованием увеличенного флеш-пула в Dell PowerVault ME5 видно сразу: мы поднялись с 300 тыс. IOPS в гибридной конфигурации ME5 до впечатляющих 614 тыс. IOPSв тесте 4K Random Read при полностью флеш-комплектации.
Производительность при случайной записи 4K (Random Write 4K) выросла более чем в 2 раза — с 78,8 тыс. IOPS при использовании одного контроллера в гибридной конфигурации до 172,6 тыс. IOPS в полностью флеш-версии.
Производительность можно оценить при работе с крупными блоками в сценариях 64K (Sequential Read 64K). При измерении скорости чтения виден значительный рост пропускной способности — с чуть менее 4 ГБ/св гибридной конфигурации до 11,9 ГБ/с в полностью флеш-версии.
Причины такого улучшения кроются в двух факторах:
- Переход от одной активной группы дисков из двух SSD в исходной сборке к четырем активным группам из восьми SSD.
- Возможность задействовать оба контроллера одновременно.
Производительность последовательной записи 64K (Sequential Write 64K) также выросла в разы — с пиковых 943 МБ/с в гибридной конфигурации до 5,6 ГБ/с в полностью флеш-версии. Для edge-локаций, где важно быстрое получение и запись данных, такая конфигурация дает значительные преимущества.
По сути, полностью флеш-конфигурация дает ожидаемо более высокий уровень производительности. Это означает, что на периферии крайне важно понимать возможности системы, чтобы правильно подобрать и выстроить инфраструктуру. В данном случае, задействовав оба контроллера, можно быть уверенным, что ME5 справится с любой нагрузкой — будь то на исследовательском судне или в крупной розничной сети. Кроме того, надежное и безопасное соединение 32G Fibre Channel между серверами и системой хранения позволяет администраторам быть уверенными в стабильности и защищенности канала передачи данных.
СХД PowerVault ME5 в связке с серверами Dell PowerEdge
Dell провела валидацию конфигураций PowerEdge и PowerVault, чтобы обеспечить более простое, быстрое и экономичное внедрение для поддержки различных рабочих нагрузок, включая Edge, HPC, системы безопасности и видеонаблюдения (CCTV), VDI и виртуализацию, Microsoft SQL, резервное копирование и другие задачи. Dell Technologies предлагает предварительно протестированные решения, включающие программное и аппаратное обеспечение, системы хранения, сетевые компоненты, а также задокументированные рекомендации по лучшим практикам, что позволяет начинать с минимальной конфигурации и масштабироваться по мере роста бизнеса.
PowerVault ME5 поддерживает выбор способа организации топологии — с подключением по SAN или DAS. Разделение вычислительных ресурсов и хранилища дает гибкость для модульного масштабирования: можно заменять сервер PowerEdge при необходимости увеличить объем памяти или вычислительную мощность и при этом добавлять емкость в PowerVault ME5 по мере роста потребностей.
При ориентации на максимальную производительность приложений предпочтение отдается DAS, так как серверу не приходится проходить через сеть для чтения и записи данных. Настройка PowerVault ME5 в режиме SAN позволяет системе хранения выглядеть локально подключенной, что повышает доступность приложений и обеспечивает совместный доступ к данным по нескольким путям. При этом сохраняется производительность приложений на сервере, так как сервисы обработки данных выполняются непосредственно на массиве.
PowerVault ME5 настраивается и администрируется с помощью утилиты PowerVault Manager. Единая экосистема управления Dell (Unified Management Ecosystem) обеспечивает удобное взаимодействие с другими продуктами Dell Technologies и сторонними платформами. Доступны расширенные варианты управления, включая Dell OpenManage Enterprise (OME) и плагин OME Nagios.
Дополнительно можно использовать iDRAC и CloudIQ для предиктивной аналитики и мониторинга состояния серверов и систем хранения соответственно. Эти инструменты позволяют ускорить устранение неполадок, снизить затраты на мониторинг, ускорить внедрение новых систем и улучшить производительность сервисов для конечных пользователей.
Заключение
В ходе беседы с журналистами генеральный директор VMware, отвечая на вопрос о спросе на локальные решения, отметил:
«…Другое захватывающее явление — компании переосмысляют границы своей сети. Если вы занимаетесь розничной торговлей и хотите внедрить магазины без кассиров, теперь можно установить множество камер, отслеживающих, что покупатели собираются приобрести. Все эти изображения должны обрабатываться, и обработка должна выполняться локально. И люди создают облака и приложения, которые работают в этих edge-облаках.
Если вы производственная компания и хотите ввести новый уровень автоматизации на своем производстве, или если вы компания в сфере логистики и цепочек поставок, которая возвращает мощности ближе к рынку и перестраивает инфраструктуру — все эти процессы увеличивают роль edge. Или вы телеком-оператор, строящий сеть 5G.
Граница сети во многом совпадает с тем, что мы называем on-prem. И этот сегмент растет очень быстро. На самом деле он растёт быстрее, чем облако».
Искусственный интеллект и edge-решения способны оптимизировать процессы, повысить прибыльность, улучшить удовлетворенность клиентов и обеспечить эффективный учет запасов. Реализовать такие задачи было бы сложно без расширения и внедрения периферийных вычислений и развития приложений AI/ML.
Системы хранения Dell PowerVault ME5 предоставляют необходимую производительность и масштабируемость для успешных edge-внедрений, сочетая простоту управления, гибкость конфигураций и надежность корпоративного уровня.
Пётр Жуков