Softwarová platforma ION Data Accelerator od společnosti Fusion-io využívá flashové úložiště ioMemory a otevřený serverový hardware k urychlení aplikací a výkonu SAN prostřednictvím sdílení nebo clusterování vysokorychlostní PCIe flash paměti. ION Data Accelerator je navržen pro použití s hardwarem serverů Tier 1 od řady významných dodavatelů, kde funguje jako akcelerátor aplikací s podporou blokových úložných protokolů včetně 8/16Gb Fibre Channel, QDR/FDR InfiniBand a 10Gb iSCSI.
Schopnosti ION Data Acceleratoru jako akcelerátoru aplikací lze plně využít při použití ve spojení se serverovou platformou, jako je Supermicro X9DRX+-F, která je postavena pro maximální výkon napříč všemi dostupnými sloty PCIe. Tato recenze se zaměří na výkon ION Data Acceleratoru při použití se základní deskou X9DRX+-F v šasi SuperChassis 747 spolu s 3.2TB kartami ioScale PCIe od Fusion-io. Abychom zajistili, že výkon sítě nebude úzkým hrdlem, použijeme pro připojení k síti SAN dva dvouportové 16Gb HBA QLogic řady 2600.
ioScale začínalo jako řešení pro akceleraci aplikací dostupné pouze ve velkém množství pro podnikové aplikace. V poslední době Fusion-io zpřístupnil karty ioScale v menším množství, takže jsou dostupné mnohem širšímu okruhu zákazníků. Řešení ION Data Accelerator s ioScale představují kontrast k SAN a akceleraci aplikací prostřednictvím SSD a vrstvených úložišť. Teoreticky může řešení PCIe škálovat výkon s menším počtem investic do nového vybavení a infrastruktury, než vyžadují konkurenční architektury založené na SSD. Jinými slovy, pokud přístup Fusion-io k akceleraci aplikací dokáže poskytnout cílenější akceleraci než SSD úložiště, měla by i nadále hledat nové klienty pro tuto technologii, i když ioScale představuje cenovou prémii při pohledu na gigabajt.
ION Data Accelerator zlepšuje výkon úložné sítě nejen správou nejnáročnějších I/O požadavků a uchováváním kopií aktivních dat, aby se zabránilo latenci pevných disků, ale také tím, že osvobozuje úložná pole od nutnosti spravovat vysokorychlostní mezipaměti nebo vrstvy. Tyto nižší požadavky na propustnost mohou zlepšit výkon podkladových velkokapacitních úložných polí. ION Data Accelerator se integruje s řešením mezipaměti ioTurbine od Fusion-io, které poskytuje akceleraci čtení i zápisu.
Systémové požadavky ION Data Accelerator
- Podporované servery
- Dell: PowerEdge R720, PowerEdge R420
- HP: ProLiant DL370 G6, ProLiant DL380 G7, ProLiant DL380p Gen8, ProLiant DL580 G7
- IBM: x3650 M4
- Supermicro: Superserver 1026GT-TRF, Superserver 1027GR-TRF, Superserver 6037-TRXF
- Cisco: UCS C240 M3 (podpora je pro jeden uzel)
- Základní hardwarové požadavky
- Řídicí systémy pro ukládání dat
- Fibre Channel vyžaduje adaptéry hostitelské sběrnice (HBA) QLogic řady 2500.
- InfiniBand vyžaduje adaptéry hostitelských kanálů (HCA) Mellanox ConnectX-2 nebo ConnectX-3 InfiniBand.
- iSCSI vyžaduje 10Gbitové síťové karty iSCSI od společností Intel, Emulex, Mellanox nebo Broadcom.
- ioMemory
- ION Data Accelerator podporuje pouze ioMemory, včetně ioDrive, ioDrive Duo, ioDrive2, ioDrive2 Duo a ioScale.
- Všechny produkty ioMemory v rámci každého systému ION Data Accelerator musí být identického typu a kapacity.
- Minimální podporovaná konfigurace: jeden ioDrive (bez možnosti RAID, pokud nemáte více než jeden ioDrive).
- RAM: ION Data Accelerator vyžaduje základní paměť 8 GB plus 5 GB na každý TB paměti ioMemory. Například pokud máte 4.8 TB paměti ioMemory, měl by váš systém mít 8 GB + 4.8 * 5 GB, tedy 32 GB RAM.
- Pevné disky: Fusion-io doporučuje mít servery zrcadlené pevné disky pro bootování a aplikace.
- Síťová karta pro správu: základní dodávaná síťová karta LOM na podporované hardwarové platformě je dostačující.
- Řídicí systémy pro ukládání dat
- Další požadavky na systém vysoké dostupnosti
- K dispozici je slot PCIe s 40Gbitovým propojením Mellanox ConnectX-3.
- Oba propojovací porty musí být propojeny.
- Každý systém ION Data Accelerator musí být identicky nakonfigurován s ioDrive stejného typu a kapacity.
- Musí být implementován NTP (network time protocol)
management
Podniky mohou využívat správu Fusion ioSphere s ION Data Accelerator pro centralizované ovládání z grafického uživatelského rozhraní i příkazového řádku. ioSphere může také poskytovat monitorování a správu všech zařízení ioMemory v datovém centru a zefektivňuje sledování stavu a očekávané životnosti zařízení ioMemory v průběhu celého nasazení.
ION Data Accelerator lze také použít v konfiguraci s vysokou dostupností s funkcemi postavenými na integrovaném RAID pro ochranu před selháním komponent a také s asymetrickým aktivním/aktivním failover clusteringem pro ochranu před selháním systému. ION Data Accelerator HA lze spravovat pomocí grafického uživatelského rozhraní ioSphere a rozhraní příkazového řádku. ION Data Accelerator HA zahrnuje replikační funkce založené na Linbit DRBD, které synchronně replikují každou operaci zápisu napříč dvojicí clusterovaných uzlů ION Data Accelerator. Využívá také nástroje Corosync a Pacemaker pro správu zdrojů clusteru a zasílání zpráv během selhání.
Z hlediska použitelnosti se Fusion-io podařilo spoustu věcí vyřešit tím, že proces nastavení zjednodušil tak, aby jej zvládla i malá IT oddělení, aniž by se musela chovat jako expert na úložiště nebo sítě. Testovaná konfigurace využívala základní desku Supermicro X9DRX+-F s 10 sloty PCIe 3.0, což nám umožnilo osadit server 8 3.2TB SSD disky ioScale PCIe a dvěma dvouportovými 16Gb FC HBA. Pomocí standardního ISO souboru verze 2.1.11 jsme byli schopni proměnit holý server v ION Accelerator za méně než 15 minut.
Jakmile je systém spuštěn a funguje, prvním krokem je vytvoření úložného fondu, ze kterého se začnou vytvářet LUNy. Uživatelé mají na výběr ze tří režimů úložiště, včetně RAID0, RAID10 a přímého přístupu. Pro naše hlavní testovací prostředí jsme zvolili RAID10 nebo Reliable Performance, které stále nabízí dostatek výkonu, ale zvládne selhání ioMemory bez ztráty dat. S tímto úložným fondem je dalším krokem zřizování LUNů pro vaše prostředí SAN.
V našem testovacím prostředí jsme pro VMmark zřídili 12 LUN a také další LUN pro syntetické benchmarky. Proces byl velmi snadný, uživatel jednoduše zadal požadovanou kapacitu, skupinu iniciátorů, která uděluje přístup, a velikost sektoru (kterou lze nastavit na 512 bajtů nebo 4K). Rozhraní umožňuje vytvářet LUNy jednotlivě nebo více najednou pro rychlé nasazení prostředí. Dalším krokem je vytvoření skupin iniciátorů pro více rozhraní FC, která mohou přistupovat k dané LUN v prostředí s více cestami nebo virtualizovaném prostředí. Jak je vidět níže, měli jsme iniciátory VMware v jedné skupině a iniciátory Windows pro testování FIO v jiné.
Jakmile je prostředí nastaveno a aktivní, ION Accelerator nadále poskytuje uživatelům množství informací pro správu. Veškeré monitorování výkonu se ukládá pro historické účely, což umožňuje administrátorům sledovat výkon sítě a zařízení až po IOP a také sledovat systémové ukazatele, jako je výdrž flash paměti nebo teploty. V ukázkové zprávě z testování VMmark je rychle k dispozici propustnost za vybrané časové období, průměrné přenosové rychlosti a monitorování teploty. Tato data lze také zúžit na konkrétní zařízení ioMemory.
Pro podrobnější informace o ioMemory se uživatelé mohou podívat na konkrétní karty, například na body připojení, celkovou použitou výdrž a další podrobné informace.
Analýza výkonu aplikací
Laboratoř StorageReview Enterprise Lab využívá virtualizační benchmark založený na VMmarku k vyhodnocení výpočetních a úložných zařízení běžně používaných ve virtualizovaných prostředích. Pokročilé funkce využití a správy PCIe v ION Data Acceleratoru mají za cíl zlepšit výkon takových prostředí, což z něj činí jasného kandidáta pro benchmark VMware VMmark. Náš protokol VMmark využívá řadu dílčích testů založených na běžných virtualizačních úlohách a administrativních úkolech, přičemž výsledky jsou měřeny pomocí dlaždicové jednotky odpovídající schopnosti systému provádět různé virtuální úlohy, jako je klonování a nasazení virtuálních strojů, automatické vyvažování zátěže virtuálních strojů v datovém centru, živá migrace virtuálních strojů (vMotion) a dynamické přemisťování datových úložišť (storage vMotion).
Při měření výkonu ION Data Accelerator se čtyřmi 3.2TB kartami ioScale PCIe bylo nejvyšší normalizované skóre aplikace VMmark 2.5.1 15.40 s 10 dlaždicemi a nejvyšší celkové skóre bylo 12.66 při 10 dlaždicích. Na jedné dlaždici bylo normalizované skóre aplikace 1.7, zatímco celkové skóre jedné dlaždice dosáhlo 1.58.
Syntetické benchmarky pro podniky
Náš proces syntetického benchmarku pro podnikové úložiště předběžně uvede každé zařízení do ustáleného stavu se stejnou pracovní zátěží, se kterou bude zařízení testováno při vysoké zátěži 16 vláken s nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno, a poté bude testováno v nastavených intervalech v několika profilech hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém i náročném využití.
Předběžné testy a primární testy v ustáleném stavu:
- Propustnost (agregace IOPS pro čtení a zápis)
- Průměrná latence (zprůměrovaná latence čtení a zápisu)
- Maximální latence (špičková latence čtení nebo zápisu)
- Směrodatná odchylka latence (smíšeně zprůměrovaná směrodatná odchylka čtení a zápisu)
Naše analýza ION Data Accelerator zahrnuje čtyři profily srovnatelné s našimi minulými benchmarky pro podnikové úložiště a široce publikovanými hodnotami, jako je maximální rychlost čtení a zápisu 4k a rychlost 8k 70/30, která je běžně publikována ve specifikacích a benchmarkech výrobců.
- 4k
- 100% čtení a 100% zápis
- 8k
- 100% čtení a 100% zápis
- 70 % čtení/30 % zápis
- 128
- 100% čtení a 100% zápis
Měření propustnosti systému ION Data Accelerator v našich 4k testech odhalilo při konfiguraci v poli RAID0 pro maximální výkon 301 638 IOPS pro čtení a 324 506 IOPS pro zápis. Po rekonfiguraci do pole RAID10 si systém udržel výkon čtení 269 203 IOPS, zatímco výkon zápisu dosáhl 199 557 IOPS.
Vynesení průměrné latence čtení a zápisu pro 4k dat ukazuje podobné zpoždění pro operace čtení a zápisu pro pole RAID0, a to 0.847 ms, respektive 0.786 ms. V našem benchmarku pole RAID10 se průměrná latence čtení mírně zvýšila na 0.949 ms, zatímco latence zápisu dosáhla 1.280 ms.
Výsledky maximální latence odhalují pozoruhodně vysoký bod latence zápisu 4k v konfiguraci RAID10, kde v jednom okamžiku během hodnocení došlo ke zpoždění 145.75 ms.
Směrodatná odchylka latence 4k také odráží větší variabilitu latence zápisu, kterou pole RAID10 vyvolává. V režimu RAID0 si konfigurace Fusion ION Data Accelerator udržovala obě směrodatné odchylky poblíž 0.62 ms, což se zvýšilo na 0.709 ms pro čtení v RAID10 a 1.619 ms pro operace zápisu.
Po předběžném nastavení karet ioScale pro 8k úlohy jsme změřili propustnost obou typů polí s 8k přenosy a vysokým zatížením 16 vláken a hloubkou fronty 16, a to jak pro 100% čtení, tak pro 100% zápis. Systém ION dosáhl 330 646 IOPS pro čtení a 310 740 IOPS pro zápis konfigurovaný jako pole RAID0, což se v RAID10 snížilo na 171 341 IOPS pro čtení a 191 423 pro zápis.
Abychom získali podrobnější představu o výkonu při přenosech 8k, použili jsme dále test zahrnující 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu v rámci různých počtů vláken a front. Propustnost mezi oběma typy RAID zůstala v tomto benchmarku konkurenceschopnější, přičemž RAID0 nabízel největší výkonnostní výhody při větším zatížení obecně, a zejména s hlubokými frontami.
Náš graf průměrných latencí z benchmarku 8k 70/30 ukazuje velmi podobný výkon z obou konfigurací RAID, přičemž RAID0 s rostoucím počtem vláken a front potlačuje RAID10.
Výsledky maximální latence během tohoto testu vykazují méně konzistentní vzorec, kde si RAID10 udržuje mírnou výhodu na nízkých a vysokých koncích spektra pracovní zátěže.
Obě konfigurace RAID si v benchmarku 8k 70/30 vedly velmi konzistentní latenci. Při vysokých hloubkách front a když počet vláken přesáhne 8, RAID0 poráží RAID10.
Náš finální syntetický benchmark používá mnohem větší velikost přenosu 128 kB s testy pro 100% čtení i 100% zápis. Větší velikost přenosu téměř eliminuje výkonnostní výhodu pole RAID0 pro systém ION, přičemž výsledky výkonu pro operace čtení i zápisu se v rámci typu pole liší o 1 %.
Závěr
Fusion-io nabízí jedny z nejsofistikovanějších dostupných zařízení pro akceleraci aplikací a s kartami ioScale PCIe, které jsou nyní k dispozici mnohem širšímu segmentu podnikového trhu, očekáváme častější a rozmanitější využití této technologie. ION Data Accelerator od společnosti Fusion odhaluje jeden směr, kterým se úložiště PCIe ubírá: směrem ke koordinovanému a automatizovanému sdružování vysokorychlostních úložných zdrojů napříč více hostitelskými servery. Díky vylepšenému výkonu ION a jednotné správě karet ioScale PCIe napříč více servery ION Data Accelerator prokázal, že PCIe má zřetelnou budoucnost a nabízí různé případy použití od přístupů založených na SSD až po akceleraci.
Pokud jde o použitelnost a výkon, ION Accelerator od Fusion-io má co nabídnout. Nasazení softwaru na našem vlastním serveru trvalo od začátku do konce méně než 15 minut. Zřízení úložiště po jeho spuštění online trvalo pouhé minuty, s intuitivními nabídkami a nekomplikovaným nastavením pro přidělení úložiště čekajícím serverům. Z hlediska výkonu jsme byli více než ohromeni naší 4portovou 16Gb FC konektivitou v testování, která poskytovala sekvenční rychlost čtení až 5.8 GB/s a zápisu 4 GB/s, s maximálním náhodným I/O překračujícím 301 tisíc IOPS pro čtení a 324 tisíc IOPS pro zápis. Výkon aplikací testovaný ve VMmark 2.5.1 byl také fantastický, s lehkostí zvládal 10 dlaždic, i když jsme naši konfiguraci zmenšili na čtyři ioScale PCIe SSD v RAID10. Jako „rozviňte si vlastní flash SAN“ na běžném hardwaru nastavil Fusion-io s ION Acceleratorem laťku vysoko.
Klady
- Umožňuje uživatelům vybudovat si přesně takovou flash SAN, jakou potřebují, a to až po úložiště, síťové rozhraní a server.
- Snadné nastavení a správa
- Vynikající výkon
- Zahrnuje podporu pro konfigurace HA
Nevýhody
- Omezený seznam podporovaných serverů
Závěrem
Datový akcelerátor Fusion-io ION nabízí IT administrátorům nový způsob nasazení flash paměti ve sdíleném úložném prostředí bez mnoha omezení, která se vyskytují na běžném trhu SAN. Fusion-io nabízí jednoduché grafické uživatelské rozhraní, podporu většiny běžných značek serverů a karet rozhraní a možnosti konfigurace HA a zároveň umožňuje ohromně škálovatelné I/O operace z jednoho zařízení.
Amazon