Fusion-io의 ION Data Accelerator 소프트웨어 플랫폼은 ioMemory 플래시 스토리지와 개방형 서버 하드웨어를 활용하여 고속 PCIe 플래시 공유 또는 클러스터링을 통해 애플리케이션 및 SAN 성능을 가속화합니다. ION Data Accelerator는 여러 주요 공급업체의 Tier 1 서버 하드웨어와 함께 사용하도록 설계되었으며, 여기서 8/16Gb 파이버 채널, QDR/FDR InfiniBand 및 10Gbit iSCSI를 포함한 블록 스토리지 프로토콜을 지원하는 애플리케이션 가속기 어플라이언스로 작동합니다.
ION Data Accelerator는 애플리케이션 가속기 어플라이언스로서, 모든 PCIe 슬롯을 최대한 활용하여 성능을 극대화하도록 설계된 Supermicro X9DRX+-F와 같은 서버 플랫폼과 함께 사용할 때 그 진가를 발휘합니다. 본 리뷰에서는 SuperChassis 747에 장착된 X9DRX+-F 마더보드 와 Fusion-io의 3.2TB ioScale PCIe 카드를 함께 사용하여 ION Data Accelerator의 성능을 중점적으로 살펴보겠습니다. 네트워크 성능이 병목 현상을 일으키지 않도록 SAN 연결을 위해 QLogic 2600 시리즈 듀얼 포트 16Gb HBA 두 개를 사용합니다.
ioScale은 엔터프라이즈 애플리케이션용으로만 대량으로 제공되는 애플리케이션 가속화 솔루션으로 시작되었습니다. 보다 최근에 Fusion-io는 ioScale 카드를 훨씬 더 광범위한 고객이 사용할 수 있는 소량으로 제공했습니다. ioScale이 포함된 ION Data Accelerator 솔루션은 SSD 및 계층형 스토리지를 통한 SAN 및 애플리케이션 가속과 대조를 이룹니다. 이론적으로 PCIe 솔루션은 경쟁 SSD 기반 아키텍처가 요구하는 것보다 더 적은 새 장비 및 인프라 투자로 성능을 확장할 수 있습니다. 즉, Fusion-io의 응용 프로그램 가속기 접근 방식이 SSD 스토리지보다 더 많은 목표 가속을 제공할 수 있다면 기가바이트 단위로 볼 때 ioScale에 가격 프리미엄이 있더라도 이 기술에 대한 새로운 클라이언트를 계속 찾아야 합니다.
ION Data Accelerator는 하드 드라이브의 대기 시간을 방지하기 위해 가장 까다로운 I/O 요청을 관리하고 핫 데이터 사본을 보관할 뿐만 아니라 스토리지 어레이가 고속 캐시 또는 계층을 관리할 필요가 없도록 하여 스토리지 네트워크 성능을 향상시킵니다. . 이러한 가벼운 처리량 요구 사항은 기본 대용량 스토리지 어레이의 성능을 향상시킬 수 있습니다. ION Data Accelerator는 읽기 및 쓰기 가속을 모두 제공하는 Fusion-io의 ioTurbine 캐싱 솔루션과 통합됩니다.
ION 데이터 가속기 시스템 요구 사항
- 지원되는 서버
- 델: 파워에지 R720, 파워에지 R420
- HP: 프로라이언트 DL370 G6, 프로라이언트 DL380 G7, 프로라이언트 DL380p Gen8, 프로라이언트 DL580 G7
- IBM: x3650 M4
- 슈퍼마이크로: 슈퍼서버 1026GT-TRF, 슈퍼서버 1027GR-TRF, 슈퍼서버 6037-TRXF
- Cisco: UCS C240 M3(단일 노드 지원)
- 기본 하드웨어 요구 사항
- 스토리지 컨트롤러
- 파이버 채널에는 QLogic 2500 시리즈 호스트 버스 어댑터(HBA)가 필요합니다.
- InfiniBand에는 Mellanox ConnectX-2 또는 ConnectX-3 InfiniBand 호스트 채널 어댑터(HCA)가 필요합니다.
- iSCSI에는 Intel, Emulex, Mellanox 또는 Broadcom의 10Gbit iSCSI NIC가 필요합니다.
- 아이오메모리
- ION Data Accelerator는 ioDrive, ioDrive Duo, ioDrive2, ioDrive2 Duo 및 ioScale을 포함한 ioMemory만 지원합니다.
- 각 ION Data Accelerator 시스템 내의 모든 ioMemory 제품은 유형과 용량이 동일해야 합니다.
- 지원되는 최소 구성: ioDrive XNUMX개(ioDrive가 XNUMX개 이상인 경우 RAID 기능 없음).
- RAM: ION 데이터 가속기에는 기본 8GB와 ioMemory TB당 5GB가 필요합니다. 예를 들어 4.8TB의 ioMemory가 있는 경우 시스템에는 8GB + 4.8 * 5GB 또는 32GB RAM이 있어야 합니다.
- 하드 드라이브: Fusion-io는 부팅 및 애플리케이션을 위해 서버에 미러링된 하드 드라이브를 사용할 것을 권장합니다.
- 관리 NIC: 지원되는 하드웨어 플랫폼에 포함된 기본 NIC LOM이면 충분합니다.
- 스토리지 컨트롤러
- 추가 HA 시스템 요구 사항
- 40Gbit Mellanox ConnectX-3 상호 연결이 있는 PCIe 슬롯을 사용할 수 있습니다.
- 두 개의 상호 연결 포트가 모두 연결되어 있어야 합니다.
- 각 ION Data Accelerator 시스템은 동일한 유형 및 용량의 ioDrive로 동일하게 구성되어야 합니다.
- NTP(네트워크 시간 프로토콜)를 구현해야 합니다.
기업은 그래픽 사용자 인터페이스와 명령줄 모두에서 중앙 집중식 제어를 위해 ION Data Accelerator와 함께 Fusion ioSphere 관리를 사용할 수 있습니다. ioSphere는 또한 데이터 센터의 모든 ioMemory 장치에 대한 모니터링 및 관리를 제공하고 배포 전반에 걸쳐 ioMemory 상태 및 예상 수명 정보 추적을 간소화할 수 있습니다.
ION Data Accelerator는 시스템 장애로부터 보호하기 위한 비대칭 활성/활성 장애 조치 클러스터링뿐만 아니라 구성 요소 장애로부터 보호하기 위해 통합 RAID에 구축된 기능과 함께 고가용성 구성에서도 사용할 수 있습니다. ION Data Accelerator HA는 ioSphere GUI 및 명령줄 인터페이스로 관리할 수 있습니다. ION Data Accelerator HA에는 클러스터링된 ION Data Accelerator 노드 쌍에서 각 쓰기 작업을 동기식으로 복제하는 Linbit의 DRBD를 기반으로 하는 복제 기능이 포함되어 있습니다. 또한 장애 시 클러스터 리소스 관리 및 메시징을 위해 Corosync 및 Pacemaker 도구를 활용합니다.
유용성 관점에서 Fusion-io는 소규모 IT 부서가 스토리지 또는 네트워킹에 관한 모든 전문가가 아니어도 관리할 수 있을 만큼 설정 프로세스를 쉽게 만들어 많은 것을 올바르게 얻었습니다. 우리가 테스트한 구성은 9개의 PCIe 10 슬롯이 있는 Supermicro X3.0DRX+-F 마더보드를 활용하여 8개의 3.2TB ioScale PCIe SSD와 16개의 듀얼 포트 2.1.11Gb FC HBA로 서버를 채울 수 있었습니다. 표준 15 릴리스 ISO를 사용하여 베어 서버를 XNUMX분 이내에 ION Accelerator로 만들 수 있었습니다.
시스템이 가동되고 실행되면 첫 번째 단계는 LUN 조각을 시작할 스토리지 풀을 생성하는 것입니다. 사용자는 RAID0, RAID10 및 직접 액세스를 포함한 세 가지 스토리지 모드를 선택할 수 있습니다. 우리는 여전히 충분한 성능을 제공하지만 데이터 손실 없이 ioMemory 오류를 처리할 수 있는 RAID10 또는 안정적인 성능을 기본 테스트 환경으로 선택했습니다. 해당 스토리지 풀이 준비되면 다음 단계는 SAN 환경에 대한 LUN을 프로비저닝하는 것입니다.
테스트 환경에서 VMmark용으로 12개의 LUN과 합성 벤치마크용으로 추가 LUN을 프로비저닝했습니다. 사용자가 필요한 용량, 액세스 권한을 부여하는 개시자 그룹 및 섹터 크기(512바이트 또는 4K로 설정 가능)를 입력하기만 하면 프로세스가 매우 쉬웠습니다. 인터페이스를 통해 LUN을 한 번에 생성하거나 한 설정에서 여러 개 생성하여 신속하게 환경을 롤아웃할 수 있습니다. 다음 단계는 다중 경로 또는 가상화 환경에서 지정된 LUN에 액세스할 수 있는 여러 FC 인터페이스에 대한 이니시에이터 그룹을 만드는 것입니다. 아래에서 볼 수 있듯이 한 그룹에는 VMware 이니시에이터가 있고 다른 그룹에는 FIO 테스트를 위한 Windows 이니시에이터가 있습니다.
환경이 설정되고 활성화되면 ION Accelerator는 계속해서 사용자에게 풍부한 관리 정보를 제공합니다. 모든 성능 모니터링은 기록 목적으로 저장되므로 관리자는 네트워크 및 장치 성능을 IOP까지 추적할 수 있을 뿐만 아니라 플래시 내구성 또는 온도와 같은 시스템 필수 요소를 추적할 수 있습니다. VMmark 테스트의 샘플 보고서에서 선택한 기간 동안의 처리량과 평균 전송 속도 및 열 모니터링이 신속하게 나타납니다. 이 데이터는 특정 ioMemory 장치로 범위를 좁힐 수도 있습니다.
더 자세한 ioMemory 정보를 위해 사용자는 특정 카드를 드릴다운하여 마운트 지점, 사용된 총 내구성 및 기타 세부 정보를 볼 수 있습니다.
애플리케이션 성능 분석
StorageReview 엔터프라이즈 랩은 가상화 환경에서 일반적으로 사용되는 컴퓨팅 및 스토리지 장치의 성능을 평가하기 위해 VMmark 기반 가상화 벤치마크를 사용합니다. ION Data Accelerator의 고급 PCIe 활용 및 관리 기능은 이러한 환경의 성능을 향상시키도록 설계되었으므로 VMware VMmark 벤치마크에 적합한 제품입니다. VMmark 프로토콜은 일반적인 가상화 워크로드 및 관리 작업을 기반으로 하는 여러 하위 테스트를 활용하며, 결과는 시스템이 다양한 가상 워크로드(예: VM 복제 및 배포, 데이터센터 전체의 자동 VM 로드 밸런싱, VM 라이브 마이그레이션(vMotion), 동적 데이터스토어 재배치(스토리지 vMotion))를 수행하는 능력을 나타내는 타일 기반 단위로 측정됩니다.
3.2개의 2.5.1TB ioScale PCIe 카드로 ION Data Accelerator의 성능을 측정한 결과 정규화된 VMmark 15.40 애플리케이션의 최고 점수는 10타일에서 12.66점이었고 전체 최고 점수는 10타일에서 1.7점이었습니다. 한 타일에서 표준화된 적용 점수는 1.58이었고 한 타일 전체 점수는 XNUMX에 도달했습니다.
엔터프라이즈 합성 벤치마크
당사의 엔터프라이즈 스토리지 합성 벤치마크 프로세스는 스레드당 16개의 대기 대기열이 있는 16개 스레드의 과부하 상태에서 장치를 테스트한 다음 여러 스레드/대기열에서 설정된 간격으로 테스트할 동일한 워크로드로 각 장치를 정상 상태로 사전 조정합니다. 라이트 및 헤비 사용에서 성능을 보여주는 깊이 프로필.
사전 조건화 및 기본 정상 상태 테스트:
- 처리량(읽기+쓰기 IOPS 집계)
- 평균 대기 시간(읽기+쓰기 대기 시간을 함께 평균화)
- 최대 대기 시간(최대 읽기 또는 쓰기 대기 시간)
- 대기 시간 표준 편차(함께 평균화된 읽기+쓰기 표준 편차)
ION Data Accelerator에 대한 분석에는 과거 엔터프라이즈 스토리지 벤치마크와 비교할 수 있는 4개의 프로필과 최대 8k 읽기 및 쓰기 속도, 제조업체 사양 및 벤치마크에 일반적으로 게시되는 70k 30/XNUMX과 같은 널리 게시된 값이 포함됩니다.
- 4k
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
- 8k
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
- 70% 읽기/30% 쓰기
- 128k
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
4k 테스트에서 ION Data Accelerator 시스템의 처리량을 측정한 결과 최대 성능을 위해 RAID301,638 어레이에 구성된 경우 읽기 IOPS가 324,506이고 쓰기 IOPS가 0인 것으로 나타났습니다. RAID10 어레이로 재구성된 시스템은 269,203 IOPS의 읽기 성능을 유지했고 쓰기 성능은 199,557 IOPS로 나타났습니다.
평균 4k 읽기 및 쓰기 대기 시간을 플로팅하면 RAID0 어레이에 대한 읽기 및 쓰기 작업의 지연이 각각 0.847ms 및 0.786ms로 비슷함을 나타냅니다. RAID10 어레이의 벤치마크에서 평균 읽기 대기 시간은 0.949ms로 약간 증가하고 쓰기 대기 시간은 1.280ms에 도달합니다.
최대 대기 시간 결과는 RAID4 구성의 10k 쓰기 대기 시간에서 눈에 띄게 높은 지점을 나타냅니다. 평가 중 한 지점에서 145.75ms의 지연이 발생했습니다.
4k 대기 시간 표준 편차는 또한 RAID10 어레이가 부과하는 쓰기 대기 시간의 더 큰 가변성을 반영합니다. RAID0에서 Fusion ION Data Accelerator 구성은 두 표준 편차를 모두 0.62ms에 가깝게 유지했으며 RAID0.709 읽기의 경우 10ms, 쓰기 작업의 경우 1.619ms로 증가했습니다.
8k 워크로드에 대해 ioScale 카드를 미리 조정한 후, 8% 읽기 및 16% 쓰기 작업 모두에 대해 16k 전송 및 100개 스레드의 과부하 및 100개의 대기열 깊이로 두 어레이 유형의 처리량을 측정했습니다. ION 시스템은 RAID330,646 어레이로 구성된 310,740 읽기 IOPS 및 0 쓰기 IOPS에 도달했으며 RAID171,341에서 읽기의 경우 191,423 IOPS, 쓰기의 경우 10으로 축소되었습니다.
8k 전송으로 성능에 대한 보다 미묘한 그림을 얻기 위해 다음으로 다양한 스레드 및 대기열 수에 걸쳐 70% 읽기 작업과 30% 쓰기 작업으로 구성된 테스트를 사용했습니다. 처리량은 이 벤치마크에서 두 RAID 유형 사이에서 더 경쟁력을 유지했으며 RAID0은 일반적으로 더 큰 워크로드, 특히 깊은 대기열에서 최고의 성능 이점을 제공합니다.
8k 70/30 벤치마크의 평균 대기 시간 차트는 스레드 및 대기열 수가 증가함에 따라 RAID0이 RAID10을 능가하는 두 RAID 구성에서 매우 유사한 성능을 나타냅니다.
이 테스트 중 최대 대기 시간 결과는 RAID10이 워크로드 스펙트럼의 하한 및 상한에서 약간의 이점을 유지하는 덜 일관된 패턴을 나타냅니다.
두 RAID 구성 모두 8k 70/30 벤치마크 동안 매우 일관된 대기 시간 성능을 관리했습니다. 대기열 깊이가 높고 스레드 수가 8을 초과하면 RAID0이 RAID10을 에지 아웃합니다.
우리의 최종 합성 벤치마크는 128% 읽기 작업과 100% 쓰기 작업 모두에 대한 테스트와 함께 훨씬 더 큰 100k 전송 크기를 사용합니다. 더 큰 전송 크기는 ION 시스템에 대한 RAID0 어레이의 성능 이점을 거의 제거하며, 어레이 유형 전체에서 읽기 및 쓰기 작업 모두에 대한 성능 결과가 1% 이내의 차이입니다.
맺음말
Fusion-io는 사용 가능한 가장 정교한 애플리케이션 가속 장치 중 일부를 제공하며, 이제 ioScale PCIe 카드를 사용하여 훨씬 더 광범위한 기업 시장 부문에서 이 기술을 더 자주, 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대합니다. Fusion의 ION Data Accelerator는 PCIe 스토리지가 이동하는 한 가지 방향, 즉 여러 호스트 서버에서 고속 스토리지 리소스의 조정되고 자동화된 풀링을 향하고 있음을 보여줍니다. ION의 향상된 성능과 여러 서버에 걸친 ioScale PCIe 카드에 대한 통합 관리 사이에서 ION Data Accelerator는 PCIe가 가속화에 대한 SSD 기반 접근 방식과 뚜렷한 미래 및 사용 사례를 가지고 있음을 입증했습니다.
유용성과 성능 면에서 Fusion-io의 ION Accelerator는 많은 것을 제공합니다. 자체 서버에서 소프트웨어를 롤아웃하는 데 시작부터 완료까지 15분도 채 걸리지 않았습니다. 대기 중인 서버에 스토리지를 할당하기 위한 직관적인 메뉴와 복잡하지 않은 설정을 사용하여 온라인 상태가 된 후 스토리지를 프로비저닝하는 데 몇 분 밖에 걸리지 않았습니다. 성능 관점에서 우리는 테스트에서 4포트 16Gb FC 연결에 깊은 인상을 받았습니다. 이 연결은 5.8GB/s 이상의 읽기 및 4GB/s 쓰기 순차를 제공했으며 피크 랜덤 I/O는 301k IOPS 읽기 및 324k IOPS를 넘어섰습니다. 쓰다. VMmark 2.5.1에서 테스트한 애플리케이션 성능도 환상적이었습니다. RAID10에서 구성을 10개의 ioScale PCIe SSD로 축소했지만 XNUMX타일을 쉽게 처리했습니다. Fusion-io는 상용 하드웨어의 "롤 자체 플래시 SAN"으로서 ION Accelerator로 기준을 높게 설정했습니다.
장점
- 사용자가 스토리지, 네트워킹 인터페이스 및 서버에 이르기까지 필요한 정확한 플래시 SAN을 구축할 수 있습니다.
- 손쉬운 설정 및 관리
- 뛰어난 성능
- HA 구성 지원 포함
단점
- 제한된 서버 지원 목록
히프 라인
Fusion-io ION Data Accelerator는 IT 관리자에게 주류 SAN 시장에서 볼 수 있는 많은 제한 없이 공유 스토리지 환경에 플래시를 배포할 수 있는 새로운 방법을 제공합니다. Fusion-io는 간단한 GUI 인터페이스, 대부분의 주류 서버 브랜드 및 인터페이스 카드 지원, HA 구성 옵션을 제공하는 동시에 단일 상자에서 엄청난 확장 가능한 IO를 구동합니다.
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