Spectra Logic's Verde met Archive SMR-schijven (voorheen Verde DPE en nu geïntegreerd in de bestaande Verde-productlijn) is een platform voor secundaire bestandsopslag met capaciteiten variërend van 48 TB tot een indrukwekkende 7.1 PB aan ruwe opslag. Door gebruik te maken van de bestaande Spectra Verde Family-hardware in combinatie met Shingled Magnetic Recording (SMR)-schijven , biedt de Verde betaalbare (vanaf slechts $ 0.075/GB) opslag met hoge capaciteit voor bedrijfsdoeleinden, bulkopslag, archivering, ongestructureerde data, grote bestanden, willekeurige leesbewerkingen, bulkverwijderingen en bestanden die slechts zelden hoeven te worden gewijzigd. De Verde-headers zijn verkrijgbaar in 2U- of 4U-uitvoeringen, met 4U-uitbreidingsmodules om capaciteiten van meer dan PB te bereiken, iets wat weinig andere platforms in deze prijsklasse bieden.
Spectra deed meer dan simpelweg enkele Seagate Archive-schijven in de Verde laten vallen en het een Archive-opslagoptie noemen. Ten eerste gebruikt de Verde uitsluitend RAID Z3. Hoewel elke variëteit van RAID gebruikers kan helpen hun kansen op gegevensbescherming te vergroten, zou RAID Z3 slechts eens in de meer dan twee miljoen jaar gegevens moeten verliezen voor de schijven die in de Verde worden gebruikt. Spectra stopte daar niet. Een enkele stripe (20 schijven plus 3 voor pariteit) zou alle verloren gegevens kunnen herstellen tot en met 3 volledige schijfstoringen in één stripe. Om gegevens daadwerkelijk verloren te laten gaan, zouden er 4 schijfstoringen moeten zijn binnen een vrij kort tijdsbestek, wat statistisch onwaarschijnlijk is - tot het punt waarop "bijna nooit" comfortabel zou kunnen worden gebruikt.
De 20-plus-3-streep op zichzelf klinkt alsof het redelijk goed werk kan doen om gegevens te beschermen. Maar wanneer er beweringen worden gedaan over het in wezen voor altijd beschermen van gegevens, moet het bedrijf dat ze maakt de dingen naar een hoger niveau blijven tillen om zo goed te zijn als hun woord. Spectra gebruikt ook 2 Global Spares in elke streep. De Verde controleert continu op schijfstoringen. Wanneer het er een detecteert, begint het onmiddellijk opnieuw op te bouwen tot een Global Spare. Zodra het opnieuw opbouwen op de reserveschijf is voltooid, wordt een beheerder op de hoogte gesteld van de slechte schijf. De herbouwsnelheid wordt geschat op ongeveer 30 MB/s of 70 uur. Om de herbouwtijd te verkorten, wordt een intelligent herbouwproces gebruikt waarbij alleen de werkelijke gegevens worden herbouwd ten opzichte van de gehele schijf. Het opnieuw opbouwen is zo opgezet dat het geen nadelige invloed heeft op de prestaties, aangezien externe gegevensverplaatsing voorrang heeft op het opnieuw opbouwen van de gegevens. Het gebruik van ZFS maakt niet alleen de voordelen van RAID Z3 mogelijk, ze maken ook ZFS Checksums mogelijk. Deze controlesommen controleren continu op gegevensbeschadiging. Door de combinatie van ZFS Checksums met pariteit kan de Verde zichzelf herstellen op een unieke manier die andere RAID-oplossingen niet kunnen.
Hoewel deze hoeveelheid gegevensbescherming de algehele aantrekkingskracht ervan beperkt tot een handvol use-cases, is een use-case die bijzonder interessant is (en binnenkort een probleem zal worden voor bedrijven in bijna alle sectoren) bulkvideo-opslag. Surveillance was vroeger voorbehouden aan instellingen zoals de financiële sector, luchthavens en sommige productiebedrijven. Nu worden camera's alomtegenwoordig en een klein maar groeiend deel van de mensen heeft bewakingssystemen in huis. De camera's worden ook niet alleen voor beveiligingsdoeleinden gebruikt. Winkels kunnen interacties van klanten met displays en producten volgen om te weten waar ze artikelen moeten plaatsen voor de beste verkoopkans. Hoewel er inzichten uit deze video's kunnen worden gehaald, zullen er ook talloze beelden worden gegenereerd. En waarde ontlenen aan dit beeldmateriaal is misschien niet zo eenvoudig vast te stellen. Dit beeldmateriaal moet worden opgeslagen om later te kunnen worden bekeken, met name in gereguleerde branches (zoals wetshandhaving), waar het mogelijk is dat videobeelden vele maanden of langer moeten worden gearchiveerd. In deze gevallen zijn de beelden minder etherisch en moeten ze worden bewaard in een bibliotheek die met de dag blijft groeien.
Om voldoende videobewakingsgegevens te krijgen om het systeem te stresstesten met deze use case in het achterhoofd, zijn we een partnerschap aangegaan met Milestone Systems. Milestone is een wereldleider op het gebied van open platform IP-videobeheersoftware met meer dan 100,000 klanten wereldwijd. Milestone is de de facto standaard als het gaat om videobewakingssoftware op bedrijfsniveau en biedt een verscheidenheid aan producten, van software tot vooraf geïnstalleerde NVR's. We gebruikten een combinatie van Milestone XProtect en honderden gesimuleerde camera's om de Spectra Verde en de onderliggende Seagate Archive HDD's in deze review te benadrukken.
Spectra Verde-specificaties
- Van Factor: 2U Master Node | 4U Masterknooppunt | 4U uitbreidingsknooppunt
- Capaciteit: 96TB | 200TB | Tot 800 TB in stappen van 192 TB
- Maximale systeemcapaciteit: 96TB | 7.1PB Raw (1 master, 9 uitbreidingen)
- Connectiviteit: 10 Gig Base T optisch | 2x10GbE optisch (40GbE optioneel)
- HA-kenmerken:
- Redundant, hot-pluggable koelsysteem
- Redundante voedingen, elk met hun eigen AC-voedingsconnector en een LED om de status aan te geven
- Hot-swap/reserveschijven
- Redundante Data On Module (DOM)-schijven voor het besturingssysteem, logisch volumebeheer en bestandssysteem, NFS-, CIFS- en SNMP-servers en de Verde-webinterface
- Toegangsprotocollen
- CIFS-SMB2
- NFS – NFS v3 – optionele hardwarekit voor betere prestaties
- Ondersteuning voor netwerkbewaking en configuratie
- DHCP
- SNMP
- SMTP
- NTP
- Vermogen (W): 350 actief, 210 inactief | 1,280 actief, 1,000 inactief | 775 actief, 640 inactief
- Prestaties: tot 1 GB/s
- Afmetingen (BxHxD): 17.2 x 7 x 27.5 | 17.5 x 7 x 40 | 17.2 x 3.5 x 27.5 inch
- Garantie: 1 jaar
Ontwerp en bouw
De Spectra Verde met Archive Drives is gebouwd op hetzelfde hardwarechassis als de rest van de Spectra Verde-lijn, die veel van dezelfde functieset en interface biedt, maar gebruikmaakt van traditionele 7,200 RPM HDD's. Om de Verde te positioneren als een goedkope oplossing met hoge capaciteit voor archiveringsbehoeften, gebruikt Spectra de Seagate Archive HDD's, die gebruikmaken van SMR-technologie en een lagere spilsnelheid van 5,900 RPM. Deze schijven hebben een lagere prijs dan de 7,200 RPM-modellen, maar zijn meer gericht op een "weinig schrijven, veel lezen" -scenario dat wordt aangetroffen in archiefgebruikscasussen.
Enterprise synthetische werklastanalyse
Ons enterprise NAS-benchmarkproces preconditioneert elk apparaat in een stabiele toestand met dezelfde werkbelasting waarmee het apparaat zal worden getest onder een zware belasting van 16 threads, met een uitstekende wachtrij van 16 per thread. Het apparaat wordt vervolgens met vaste intervallen getest in profielen met meerdere threads/wachtrijen om de prestaties bij licht en zwaar gebruik te laten zien. Omdat CIFS-tests zeer snel hun nominale prestatieniveaus bereiken, zetten we alleen de belangrijkste onderdelen van elke test in een grafiek.
Voorconditionering en primaire steady-state tests:
- Doorvoer (lezen+schrijven IOPS aggregaat)
Onze Enterprise Synthetic Workload Analysis omvat vier profielen op basis van taken uit de echte wereld. Deze profielen zijn ontwikkeld om het gemakkelijker te maken om te vergelijken met onze eerdere benchmarks, evenals met algemeen gepubliceerde waarden zoals max. 4K lees- en schrijfsnelheid en sequentiële 8K en 128K doorvoer en bandbreedte, die gewoonlijk worden gemeten in de onderneming.
- 4K
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 4K
- 8K (opeenvolgend)
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 8K
- 128K (opeenvolgend)
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 128K
Hoewel de primaire use-case als back-updoel een sequentiële werklast is, kunnen die meerdere streams, afhankelijk van het aantal systemen dat het doel op een bepaald punt bereikt, eruitzien als een willekeurige werklast voor de onderliggende opslag. Dus terwijl 128K sequentiële bandbreedte de belangrijkste maatstaf is om op te letten bij de synthetische tests, kunnen 4K willekeurige en 8K sequentiële statistieken nuttig zijn om te overwegen. Dit geldt met name in het geval dat de Verde in de eerste plaats kan worden gebruikt voor zoiets als bewaking, maar ook door een onderneming kan worden gebruikt voor andere toepassingen, zelfs als deze niet specifiek is ontworpen om deze op een ideale manier aan te pakken.
Voor 4K-doorvoer gaf de Verde ons leesprestaties van 279 IOPS en 1,012 IOPS schrijf.
Kijkend naar 8K 100% lees-/schrijfdoorvoer, gaf de Verde ons een prestatie van 41,847 IOPS lezen en 26,411 IOPS schrijven.
Toen we overschakelden naar ons grote blok 128K, zagen we aanhoudende schrijfsnelheden van 260.3 MB/s en leessnelheden van 1.07 GB/s.
Hoewel synthetische benchmarks veel voorkomen in onze beoordelingen, geven ze niet altijd het duidelijkste beeld van hoe het apparaat in de echte wereld zal presteren. En in verschillende van onze beoordelingen voeren we benchmarks voor analyse van de werkbelasting van applicaties uit. In plaats daarvan hebben we een echte gesimuleerde use-case genomen om de prestaties van de Spectra Verde te testen.
De omgeving omvatte het vlaggenschip Milestone-product XProtect Corporate 2016 met 440 virtuele camera's.
XProtect Corporate is krachtige IP-videobeheersoftware (VMS) die is ontworpen voor grootschalige en sterk beveiligde implementaties. De uniforme beheerinterface maakt efficiënt beheer van het systeem mogelijk, inclusief alle camera's en beveiligingsapparaten, ongeacht de grootte van het systeem of als het over meerdere locaties is verspreid. Voor systemen die een superieur situationeel bewustzijn en nauwkeurige reactie op incidenten vereisen, kan XProtect Corporate Milestone XProtect Smart Wall bevatten. XProtect Corporate-functies omvatten geavanceerde functies voor het verzorgen van video's en coderingsmogelijkheden die organisaties helpen de kosten voor video-opslag te verlagen, terwijl de integriteit van videobewijs wordt gewaarborgd en wordt voldaan aan industriële en federale regelgeving.
De multi-tier opslagarchitectuur is gebaseerd op de archiveringsfunctie van XProtect. Elke opnameserver is geconfigureerd om alle 110 camera's continu op te nemen in de direct gekoppelde Live Database. Onze lokale opslag bestond uit twee Toshiba PX04 NVMe SSD's in een Supermicro-server, gebruikmakend van Intel Broadwell E5-2699 v4 CPU's met 384 GB RAM. Aan het begin van elk uur waren de opnameservers gepland om elke video ouder dan 2 uur in de Live Database over te zetten naar de Verde-array voor permanente opslag in de Archiefdatabase. Het is belangrijk voor de gezondheid van zowel het XProtect-systeem als de Verde-array op de lange termijn dat deze archiefgebeurtenissen (waarbij de video wordt gelezen uit de live-database en naar de archiefdatabase worden geschreven) afzonderlijk zijn (zoals te zien is in de onderstaande afbeelding). Als de archiveringsgebeurtenissen te lang duren om te voltooien, loopt het XProtect-systeem het risico de Live Database te laten overlopen en videoframes of video-opnamen te laten vallen voordat de bewaarperiode is verstreken. Bovendien vereist het Verde-systeem perioden van inactieve schijfactiviteit, waar de SMR HDD's kunnen herstellen van zware schrijfwerklasten.
De software en VM-topologie van het systeem omvatten één VM die de XProtect Corporate Management Server host, de Management Client voor het beheer van het gehele systeem en de XProtect Smart Client die wordt gebruikt om live en opgenomen video te bekijken. Er waren vier hoogwaardige VM's, die elk een XProtect Recording Server ondersteunden en die 110 gevirtualiseerde camerastreams opnamen. De camerastreams waren elk ongeveer 5 Mbps. Dit zorgt voor een totale systeemopname van meer dan 2Gbps.
Met 440 draaiende camera's namen we een sample van 25 uur om de schrijfprestaties op de Verde te bekijken. De camera's piekten rond de 630 MB/s. Men kan zien wanneer de camera's tijdens het testen werden uitgeschakeld toen de prestaties naar 0 daalden.
Als we inzoomen op een enkel uur, zien we dat de schrijfprestaties redelijk stabiel blijven, net ten noorden van 600 MB/s.
Nogmaals, als we deze stap verder nemen naar vijf minuten, kunnen we zien dat de schrijfprestaties schommelden tussen 400 MB/s en ongeveer 900 MB/s met een gemiddelde net boven de 600 MB/s.
Conclusie
De Spectra Verde Family is een 2U of 4U NAS die speciaal is ontworpen voor archivering en voor grote gegevensopslag. De Verde met Archive Drives maakt gebruik van SMR HDD-technologie met behulp van Seagate's 8TB Archive HDD's. Het bedrijf maakte gebruik van SMR-technologie en integreerde deze met zijn eigen archieftechnologie om het volledige potentieel van SMR te ontsluiten. Wat interessant is, is dat Spectra de perfecte use-case voor SMR zag en deze use-case in zijn bijpassende technologie heeft overgenomen om de toenemende voetafdruk van dit gegevenstype aan te pakken zonder de manier waarop opslag in de onderneming wordt gebruikt te veranderen.
Als zodanig heeft de Verde een beperkt aantal use-cases en het is belangrijk om te zien dat onze tests deze use-cases weerspiegelen. Het heeft in dit geval geen zin om ons normale scala aan applicatiebenchmarks uit te voeren. Als we deze NAS bijvoorbeeld zouden testen met multi-tenant en gevarieerde workloads, zou hij natuurlijk niet zo goed presteren. De Spectra Verde is speciaal ontworpen om grote hoeveelheden gegevens op te slaan en naar een medium te schrijven waar het lange tijd blijft staan met weinig tot geen toegang. Dit plaatst de Verde meer op het gebied van tape-vervanging dan een volwaardige primaire opslag-NAS.
Daartoe hebben we samengewerkt met Milestone om het grootste deel van de tests uit te voeren en de Verde in zijn oorspronkelijke omgeving te laten zien. Door gebruik te maken van Milestone om 440 virtuele camera's te orkestreren, creëerden we een omgeving die vergelijkbaar is met die van een middelgroot casino of misschien een gemeente. We hebben de recorderserver versterkt met een grote RAM-voetafdruk en NVMe-opslag, om ervoor te zorgen dat we de Verde een zo breed mogelijke brandslang hebben gegeven om in te nemen. Waar het op neerkomt, is dat het systeem de schrijfgebeurtenissen met plezier heeft verbruikt toen de opnameserver vol raakte en de gegevens met ongeveer 600 MB/s binnenhaalde. In feite zou de Verde waarschijnlijk meer aankunnen, we hebben zojuist andere bronnen in onze testomgeving overtroffen.
Spectra Logic heeft hier iets moois gedaan met de Verde. Ze hebben een nieuwe HDD-technologie ontworpen die speciaal is ontworpen om vrijwel constant sequentiële schrijfbewerkingen te bevorderen die in de loop van de tijd niet veel veranderen, vergelijkbaar met het profiel van tape. In de bewakingstoepassing waar we omheen hebben ontworpen, is de uitvoering perfect, de Verde doet precies wat hij moet doen. Combineer deze uitvoering met de beschikbaarheid van RAID Z3 en de prijs per TB-voordelen van de HDD's, en de Verde is een eersteklas oplossing voor deze en vergelijkbare workloads.
Amazon