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Revue de Qumulo

by Juan Mulford

Le système de fichiers Qumulo est le système de fichiers distribué défini par logiciel unique de Qumulo qui couvre le centre de données, le cloud privé et public. Son logiciel est conçu pour le cloud hybride, ce qui lui permet de fonctionner sur des plates-formes matérielles standard préconfigurées et préqualifiées, ainsi que de manière native sur plusieurs clouds publics. Dans notre laboratoire, nous avons eu l'occasion d'étudier le logiciel de Qumulo et certaines de ses capacités les plus importantes. Dans cette revue particulière, nous examinons le système de fichiers de Qumulo et son interface utilisateur graphique (GUI).

Le système de fichiers Qumulo est le système de fichiers distribué défini par logiciel unique de Qumulo qui couvre le centre de données, le cloud privé et public. Son logiciel est conçu pour le cloud hybride, ce qui lui permet de fonctionner sur des plates-formes matérielles standard préconfigurées et préqualifiées, ainsi que de manière native sur plusieurs clouds publics. Dans notre laboratoire, nous avons eu l'occasion d'étudier le logiciel de Qumulo et certaines de ses capacités les plus importantes. Dans cette revue particulière, nous examinons le système de fichiers de Qumulo et son interface utilisateur graphique (GUI).

Performances du logiciel Qumulo

Pour innover, les organisations dépendent d'un stockage moderne, d'une infrastructure de données, d'applications et de services hérités et basés sur le cloud, d'un stockage cloud, ainsi que d'une gestion et de plates-formes de données non structurées. Cependant, les données non structurées deviennent un casse-tête pour les entreprises qui souhaitent migrer vers le cloud ou tirer parti d'un modèle de cloud hybride, car ce type de données crée un nouveau silo de données ; dans la plupart des plates-formes cloud disponibles. Le service informatique est confronté à cette conséquence que, le plus souvent, il est débordé pour gérer les charges de travail dans deux systèmes de fichiers différents : celui dans ses locaux et celui dans le cloud.

Néanmoins, le vrai problème n'est pas les plates-formes cloud ni les plates-formes de données non structurées. Nous utilisons toujours un stockage de fichiers hérité qui n'est pas approprié pour effectuer la transition vers le cloud. Comme le souligne Qumulo, l'informatique a changé, mais pas le stockage de fichiers. Les dernières architectures de stockage de fichiers à succès ont été créées il y a plus de 15 ans avant l'essor du cloud. En revanche, le stockage de fichiers moderne doit être prêt pour le cloud : unifier tous les types de données non structurées, évoluer vers des milliards de fichiers, couvrir plusieurs centres de données et le cloud lui-même. Offrez également une visibilité et une automatisation avec des analyses en temps réel et un contrôle piloté par API.

Qumulo : un système de fichiers prêt pour le cloud

S'identifiant comme un type différent de société de stockage, Qumulo prétend avoir le premier système de fichiers pour traiter les charges de travail cloud hybrides et fournir des services de données de fichiers natifs du cloud. Avec ce logiciel, la société cible les plates-formes de données non structurées et alimente les applications et les microservices pour les constructeurs et les développeurs. Le logiciel de système de fichiers Qumulo est disponible dans le cloud public, privé et hybride.

Logiciel Qumulo

Les couches du logiciel de Qumulo incluent : 

  • Plateformes. Les plates-formes matérielles actuelles incluent HPE et Fujitsu, et les clouds publics AWS et GCP. Qumulo a également récemment annoncé la possibilité de transférer des données d'un fichier à un objet afin de tirer parti des applications et des services natifs du cloud qui exploitent les données d'objet.
  • Le système d'exploitation. Basé sur la norme Ubuntu Linux.
  • Magasin de blocs évolutif (SBS). La fondation de Qumulo. Permet l'évolutivité, la portabilité, la protection et les performances.
  • Le système de fichiers. Il permet un nombre de fichiers évolutif et des opérations de fichiers hautes performances. En outre, il fournit un aperçu en temps réel des performances et de la capacité.
  • Services de données. Protégez, sécurisez et gérez les données de la plate-forme Qumulo à l'aide des outils de niveau entreprise. Cette couche se compose de cinq fonctionnalités : instantanés, réplication, quotas, audit et contrôle d'accès basé sur les rôles (RBAC).
  • Gestion et programmabilité. Permettre de créer des solutions intégrées avec la plate-forme Qumulo et aux administrateurs d'automatiser et de gérer leurs services de données.
  • Accès aux données et authentification. Activez l'accès aux données à l'aide d'applications et de systèmes d'exploitation standard tout en garantissant une sécurité de niveau entreprise. Cette couche prend en charge les protocoles d'accès d'entreprise, notamment NFS, SMB et FTP.

Notre objectif ici est le système de fichiers, qui est basé sur le concept d'organisation des données dans des structures logiques et permettant des charges de travail avec un nombre de fichiers massif. Le système de fichiers utilise une architecture distribuée qui présente un seul espace de noms. Les plates-formes utilisées sont des clusters sans partage de nœuds indépendants, chaque nœud fournissant capacité et performances. De plus, les nœuds individuels se coordonnent de manière cohérente les uns avec les autres, ce qui permet à n'importe quel client de se connecter à n'importe quel nœud et de lire et d'écrire dans l'espace de noms. Cette structure est très intéressante ; son objectif est que les créateurs collaborent sur des ensembles de données tout au long du cycle de vie des données. Il fournit également un aperçu en temps réel des performances et de l'utilisation de la capacité, même lorsque les systèmes évoluent jusqu'à des pétaoctets et des milliards de fichiers.

Le système de fichiers Qumulo organise les données dans des répertoires et présente les données aux clients SMB et NFS avec la possibilité de partager des données entre les protocoles, donnant à plusieurs utilisateurs et types d'applications différents l'accès aux mêmes données. Le système de fichiers a des propriétés uniques où il se démarque : l'utilisation de B-trees et un moteur d'analyse de données en temps réel intégré.

Avec l'utilisation de la structure B-trees, Qumulo peut évoluer jusqu'à des milliards de fichiers sans rencontrer de problèmes répandus dans d'autres systèmes. Les arbres B sont particulièrement bien adaptés aux systèmes qui lisent et écrivent un grand nombre de blocs de données, car ce sont des structures de données « peu profondes » qui minimisent la quantité d'E/S requises pour chaque opération à mesure que le nombre de données augmente. Ces structures sont idéales pour les systèmes de fichiers et les index de base de données étendus.

Un autre élément essentiel du système de fichiers Qumulo est la capacité de prise en compte des données avec un moteur d'analyse en temps réel. La connaissance des données signifie une visibilité multidimensionnelle sur le système de stockage, fournissant des informations puissantes sur le contenu des systèmes, l'activité, les utilisateurs, etc. Grâce aux analyses en temps réel de Qumulo, les administrateurs de stockage peuvent surveiller rapidement l'utilisation et les performances du stockage, y compris le débit et la latence. Cette visibilité permet aux organisations de prendre le contrôle de leurs données non structurées et de réduire les coûts opérationnels et d'investissement globaux, en gérant de manière proactive les besoins actuels et en prédisant mieux les futurs besoins de stockage. L'interface utilisateur Web de Qumulo, telle qu'examinée dans la section ci-dessous, apporte cette visibilité au niveau de gestion du système suivant.

Avec son architecture logicielle et son système de fichiers particulier, Qumulo permet aux organisations d'atteindre des objectifs commerciaux qui étaient auparavant impossibles dans le seul centre de données sur site. L'un des avantages de Qumulo est d'exécuter son système de fichiers sur site, puis d'exécuter exactement le même logiciel dans le cloud. La société est bien connue en tant que fournisseur de stockage de fichiers évolutif. Désormais, l'utilisation de l'élasticité du cloud et de l'échelle de l'infrastructure de calcul et de stockage dans le cloud, associée au logiciel de Qumulo, le rend très puissant pour déplacer les données d'avant en arrière, et facilement faire évoluer ou faire évoluer le centre de données. Par exemple, les entreprises peuvent prendre leurs applications sur site telles quelles, les déplacer dans le cloud, et cela fonctionne. Et si un utilisateur dispose de données de fichiers qu'il souhaite exploiter avec des services cloud tels que l'apprentissage automatique ou l'IA, la fonctionnalité Shift de Qumulo copiera les données dans un magasin d'objets cloud pour accéder à l'innovation des applications natives du cloud.

Lorsque les organisations déplacent ces charges de travail vers le cloud, elles souhaitent également comprendre les performances de leurs données. La même expérience que les offres d'analyse de Qumulo pour les plates-formes matérielles se retrouve dans le cloud, offrant une expérience complète de cloud hybride. Que les entreprises exécutent le logiciel dans une appliance physique ou dans le cloud, le logiciel est le même, y compris la même interface graphique et les mêmes capacités.

Pour plus de détails sur les fonctionnalités et les capacités, nous vous encourageons à consulter la documentation technique sur le site Web de Qumulo.

Performances Qumulo

Configuration des performances

La configuration des nœuds Qumulo dans notre cluster à 5 nœuds comprenait deux ports 25 GbE en LACP avec quatre SSD SATA de 480 Go et douze disques durs SATA de 6 To chacun. Pour nos tests de stockage, nous avons provisionné un seul espace de noms NFS sur nos huit serveurs Dell EMC PowerEdge R740xd, chacun avec un seul port 25G attribué au vSwitch se connectant au partage NFS. Nous avons ensuite utilisé nos 16 CentOS LoadGens dans VMware, chacun avec deux vDisks de 125 Go alloués, ce qui nous donne un total d'une empreinte de 4 To sur le cluster.

Lorsqu'il s'agit de comparer les baies de stockage, les tests d'application sont les meilleurs et les tests synthétiques viennent en deuxième position. Bien qu'ils ne soient pas une représentation parfaite des charges de travail réelles, les tests synthétiques aident à référencer les périphériques de stockage avec un facteur de répétabilité qui facilite la comparaison de pommes à pommes entre des solutions concurrentes. Ces charges de travail offrent une gamme de profils de test différents allant des tests « aux quatre coins », des tests de taille de transfert de base de données communs, ainsi que des captures de traces à partir de différents environnements VDI. Tous ces tests exploitent le générateur de charge de travail vdBench commun, avec un moteur de script pour automatiser et capturer les résultats sur un grand cluster de test de calcul. Cela nous permet de répéter les mêmes charges de travail sur une large gamme de périphériques de stockage, y compris les baies flash et les périphériques de stockage individuels.

La baie de stockage Qumulo étant optimisée pour les transferts de gros blocs, nos tests se sont concentrés sur les transferts séquentiels 64K, 1024K et 2048K.

Profils:

  • Lecture séquentielle 64K : 100 % de lecture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
  • Écriture séquentielle 64K : 100 % d'écriture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
  • Lecture séquentielle 1024K : 100 % de lecture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
  • Écriture séquentielle 1024K : 100 % d'écriture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
  • Lecture séquentielle 2048K : 100 % de lecture, 32 threads, 0-120 % d'iorate
  • Écriture séquentielle 2048K : 100 % d'écriture, 32 threads, 0-120 % d'iorate

Le premier est notre référence séquentielle 64K 74,619 4.66 IOPS ou 11.3 Go/s avec une latence de XNUMX ms.

L'écriture 64K a enregistré des performances de pointe d'environ 9K IOPS ou 555 Mo/s avec une latence de 110 ms.

Ensuite, nous passons à nos tests 1024K. Pour la lecture, nous avons constaté une performance maximale de 7,128 7.13 IOPS ou 108 Go/s avec une latence de XNUMX ms.

L'écriture 1024K a connu un pic d'environ 1,670 1.6 IOPS ou 557 Go/s avec une latence de XNUMX ms avant d'en chuter.

Nos repères séquentiels finaux sont nos 2048K. En termes de performances de lecture, nous avons enregistré un pic de 3,858 7.7 IOPS ou 184 Go/s avec une latence de XNUMX ms.

Enfin, dans notre écriture 2048K, nous avons vu un pic de 1,055 2.1 IOPS ou 433 Go/s avec une latence de XNUMX ms.

Présentation de l'interface utilisateur Web Qumulo

Dans la section suivante, nous présentons l'interface utilisateur Web de Qumulo et certaines de ses configurations clés. La société propose cette interface utilisateur Web aux administrateurs pour déployer, gérer et surveiller les centres de données et les environnements cloud.

Connexion au logiciel Qumulo

Une fois connecté au cluster en tant qu'administrateur, nous sommes directement amenés à la page Tableau de bord. À ce stade, nous réalisons immédiatement l'interface utilisateur Web unique et moderne proposée par Qumulo. Cette interface utilisateur Web se compose d'un menu intuitif bien organisé en onglets ; nous le voyons en haut à gauche de l'écran, qui comprend rapidement toutes les catégories nécessaires pour déployer, gérer et surveiller notre infrastructure. Le menu principal comprend les onglets Tableau de bord, Analyses, Partage, Cluster, API et outils et Support. En pointant sur ces onglets, l'interface utilisateur affiche une liste déroulante pour accéder à toutes les différentes pages proposées par l'interface utilisateur. Dans le coin supérieur droit, les utilisateurs peuvent voir la version actuelle du logiciel, l'heure (basée sur l'heure locale du client du navigateur Web) et l'utilisateur actuellement connecté.

Pourtant, sur la page Tableau de bord, nous remarquons une disposition attrayante de l'interface utilisateur qui facilite la surveillance des infrastructures et où nous pouvons observer différents domaines critiques tels que la vue d'ensemble du cluster, les tendances de capacité, l'activité du client et en temps réel, l'activité du cluster.

Un concept que nous avons particulièrement apprécié dans l'interface utilisateur, dans la zone du tableau de bord, est l'interaction dynamique avec tous ses éléments. Par exemple, sous Activité de cluster, on peut facilement faire glisser pour déplacer, développer ou réduire l'activité d'information souhaitée que nous voulons surveiller, dans les 24 heures. Ici, nous avons également des préréglages avec des périodes de 1 min, 5 min, 1 heure et la valeur par défaut, 3 heures. Les mesures (IOPS et débit) s'ajusteront en fonction des données de pointe.

Performances du logiciel Qumulo

En défilant vers le bas sur la page Tableau de bord, nous trouvons la zone Activité client.

Activité du client Qumulo Software

Maintenant, nous passons directement au domaine où Qumulo se démarque, l'analyse. Comme mentionné précédemment, Qumulo permet aux administrateurs de gérer les données et les utilisateurs en temps réel. Sous Analytics > Integrated Analytics, nous pouvons voir le volet d'informations à gauche rempli avec les clients qui utilisent le plus de ressources du système, et avec les répertoires et les fichiers qui sont activement lus et écrits. Ces informations sont affichées après avoir cliqué sur un répertoire ou un sous-répertoire spécifique.

Analyse du logiciel Qumulo

En passant à la page Capacity Explorer, toujours sous l'onglet Analytics, nous pouvons voir comment la capacité est distribuée sur le système. Tout d'abord, nous avons un aperçu général de la capacité du répertoire, classée du plus grand au plus petit.

Explorateur de capacité du logiciel Qumulo

En cliquant sur un répertoire, nous pouvons creuser et explorer chacun d'eux dans une perspective plus détaillée. A titre d'exemple, l'image ci-dessous montre les sous-répertoires contenus dans le répertoire nommé "vmw".

Et si nous continuons à cliquer sur les sous-répertoires, nous pouvons éventuellement atteindre des détails au niveau du fichier. Cette fois, nous avons cliqué sur le sous-répertoire nommé "netapp-centos01".

La page suivante sous l'analyse est Tendances de la capacité. À partir de là, nous pouvons obtenir tous les détails nécessaires pour surveiller et gérer les heures supplémentaires d'utilisation de la capacité du cluster. Les deux principaux domaines ici sont l'historique de capacité et le changement de capacité. Ces capacités incluent les métadonnées, les données et les instantanés (exclus uniquement dans Changement de capacité). L'historique et les changements de capacité peuvent être rapidement filtrés par des périodes des 72 dernières heures, des 30 derniers jours ou des 52 dernières semaines. Ce sont d'excellentes options qui aident les administrateurs de stockage à visualiser et à gérer le cluster pour l'évolutivité et à explorer les événements de changement de capacité importants.

Tendances de la capacité du logiciel Qumulo

La section suivante que nous avons explorée sous l'onglet Analytics est l'activité, où nous pouvons trouver les points chauds de débit, les points chauds IOPS, les clients et les chemins. La page IOPS Hot Spots nous permet d'identifier les hotspots d'entrée/sortie par seconde dans notre système de stockage. Le graphique montre les répertoires les plus actifs en termes d'opérations de lecture/écriture pour les fichiers et les métadonnées. Le niveau de détail de ces données peut être ajusté à l'aide du curseur en haut à droite du graphique. Une excellente option pour mettre l'affichage en pause est également disponible, à partir du bouton radio d'actualisation automatique.

Nous pouvons également surveiller l'activité par client. Les analyses nous permettent de voir quels clients sont les plus actifs en termes de débit et d'IOPS.

Et aussi, nous surveillons dans le cloud l'activité par chemin.

L'onglet suivant dans le menu principal est Partage, et ici, la première page que nous analysons est Quotas. Qumulo active les quotas de capacité en temps réel, permettant aux administrateurs de spécifier la capacité qu'un répertoire donné est autorisé à utiliser pour les fichiers. À partir de cette page, nous pouvons créer, modifier ou supprimer des quotas.

Les deux pages suivantes sont les exportations NFS et les partages SMB qui permettent aux clients de partager des données stockées dans un répertoire particulier. Sous Exportations NFS, par exemple, nous pouvons créer de nouvelles exportations, ainsi que les modifier et les supprimer.

La prochaine étape dans le menu principal est Cluster. Sous le menu Cluster, nous trouvons diverses configurations et options liées au cluster et au système en général. Sur la première page, Vue d'ensemble, nous avons des informations vitales sur la capacité de notre cluster et de ses nœuds.

En cliquant sur l'un des nœuds, nous pouvons explorer des détails matériels plus spécifiques. Par exemple, nous cliquons sur le nœud "sr-qumulo-1" pour découvrir les informations réseau pertinentes et l'état de santé des disques.

Dans le menu Cluster, nous trouvons également des fonctionnalités de stockage critiques telles que les instantanés et la réplication. Et plus d'options, y compris la configuration réseau, renommer le cluster, ajouter un nouvel hôte au cluster, et plus encore. Également, mise en place des protocoles FTP et SMB. Enfin, dans ce menu, nous pouvons gérer l'authentification et l'autorisation. L'image ci-dessous montre la page Utilisateurs et groupes locaux à titre d'exemple.

Depuis l'onglet API et outils, nous pouvons accéder à la page Qumulo Core directement dans l'interface utilisateur. Ici, nous pourrions télécharger des wrappers de bibliothèque client Python et CLI pour l'API Qumulo Core REST.

Le dernier onglet du menu est Support, et la première page que nous avons trouvée ici est Qumulo Care, un service de surveillance basé sur le cloud que nous pouvons activer pour envoyer des données à Qumulo. De cette façon, l'équipe Qumulo pourrait mieux dépanner et accélérer tout problème lié au cluster.

Enfin, dans le menu, nous avons la page de mise à niveau du logiciel.

Mise à niveau du logiciel Qumulo

Conclusion

Pour innover, les organisations dépendent de plates-formes de données non structurées et d'un stockage sensible aux données, qui sont mal desservis par les solutions disponibles. Dans cette revue, nous avons étudié le système de fichiers Qumulo, développé pour offrir des données non structurées dans tous les environnements. Qumulo fait partie des pionniers des services de stockage sensible aux données et de données de fichiers cloud, avec sa solution unique définie par logiciel pour le cloud hybride.

Dans la dernière section de cet article, nous avons examiné l'interface utilisateur Web de Qumulo. Dans le passé, nous avons passé en revue les interfaces utilisateur graphiques (GUI) de certains des serveurs et appareils de stockage les plus populaires, et cette fois, nous avons été ravis de découvrir la nouvelle interface graphique de Qumulo. À première vue, nous prenons conscience du design élégant de cette interface graphique, de l'excellente expérience utilisateur et de la simplicité des opérations de gestion quotidiennes de l'administrateur.

Dans l'ensemble, le logiciel de Qumulo offre à ses clients un ensemble exceptionnel de capacités, d'outils de surveillance et de planification. Le logiciel simplifie le parcours vers le cloud. Il prend en charge le mouvement des données avec une migration vers le cloud lift-and-shift tout en fournissant de puissantes analyses en temps réel pour détecter et obtenir un aperçu immédiat de ce qui se passe avec nos précieuses données.

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