Na początku tego roku firma QSAN wprowadziła na rynek swoją pierwszą macierz SAN All-Flash – QSAN XCubeFAS XF2026D. W przeciwieństwie do unowocześnionej wersji linii QSAN XCubeSAN, XCubeFAS XF2026D to zupełnie nowy produkt SAN. Produkt został zbudowany z myślą o łatwości obsługi, możliwości wdrożenia i integracji w dowolnym środowisku oraz przystępnej cenie, niezależnie od wielkości firmy.
Przedstawione powyżej fundamenty stanowią główny cel QSAN XCubeFAS XF2026D. Firma twierdzi, że nową siecią SAN może zarządzać każdy i zarządzać nią za pomocą zaledwie kilku kliknięć. QSAN zapewnia, że funkcje takie jak tworzenie wielu woluminów, automatyczna replikacja zdalna, monitorowanie dysków SSD i analiza wydajności są łatwe w użyciu. QSAN twierdzi również, że XF2026D można wdrożyć i zintegrować z dowolnym środowiskiem danych, niezależnie od tego, czy wymaga ono wysokiej wydajności, czy też określonych funkcji idealnych do zastosowań takich jak środowiska wirtualizacji, analiza dużych zbiorów danych i zarządzanie wymagającymi aplikacjami. Wszystkie powyższe cechy idą w parze z przystępną ceną.
QSAN XCubeFAS XF2026D to sieć SAN 2U z architekturą podwójnego kontrolera aktywnego. Sieć SAN zapewnia wysoką dostępność dzięki pełnej redundancji. Posiada również automatyczny mechanizm failover/failback oraz funkcję mirroringu pamięci podręcznej poprzez magistralę NTB (Non-Transparent Bridge), co zapewnia funkcjonalność Active-Active. Dzięki tym funkcjom XF2026D zapewnia dostępność na poziomie 99.9999%.
Kolejną nową funkcją, która również poprawia niezawodność danych, jest ochrona pamięci Cache-to-Flash. Technologia ta chroni dane z pamięci podręcznej w przypadku utraty zasilania. Model XF2026D wykorzystuje moduł podtrzymania bateryjnego do przesyłania danych z pamięci podręcznej do modułu flash M.2, co zapobiega utracie danych i powstawaniu niespójności.
Specyfikacje QSAN XCubeFAS XF2026D
| Form Factor | 2U |
| CPU | Procesor Intel Xeon 4-rdzeniowy (dostępny jest również model z procesorem 8-rdzeniowym) |
| Pamięć (na kontroler) | Do 128 GB DDR4 ECC |
| Kontroler RAID | Aktywny-aktywny podwójny kontroler |
| Ochrona pamięci | Moduł Cache-to-Flash Moduł podtrzymujący baterię + moduł Flash |
| Łączność hosta | |
| Gniazdo na kartę hosta 1 | (opcjonalny): 4 porty FC (SFP+) 16 Gb 2 porty FC (SFP+) 16 Gb 4 porty 10GbE iSCSI (SFP+) 2 porty 10GbE iSCSI (RJ45) |
| Gniazdo na kartę hosta 2 | (opcjonalny): 4 porty FC (SFP+) 16 Gb 2 porty FC (SFP+) 16 Gb 4 porty 10GbE iSCSI (SFP+) 2 porty 10GbE iSCSI (RJ45) |
| Wbudowane 2 porty 10GBASE-T iSCSI (RJ45) Wbudowany port zarządzania 1 x 1GbE |
|
| Dyski | |
| Bays | 26 |
| Typ napędu | 2.5-calowy dysk SSD SAS, SED |
| Maksymalna liczba obsługiwanych napędów | 130 |
| Ekspansja | |
| Łączność | Wbudowane 2 szerokie porty SAS 12 Gb/s (SFF-8644) |
| Możliwości | Do 4 jednostek rozszerzających przy użyciu obudowy rozszerzającej XD5326 (SFF 26-bay) 12 Gb SAS |
| Zasilanie | |
| Dostawa | 80 PLUS Platinum, dwa redundantne 770W (1+1) |
| Wejście AC | 100 – 127 V 10 A, 50-60 Hz 200 – 240 V 5 A, 50-60 Hz |
| Wyjście DC | +12 V 63.4 A +5VSB 2.0A |
| Moduł wentylatora | 2 moduły wentylatorów z możliwością wymiany na gorąco/redundantne |
| Temperatura | |
| Operacyjny | 0 do 40 ° C |
| Wysyłka | -10 ° C do 50 ° C |
| Wilgotność względna | 20%-80% |
| Gwarancja | System 3-letni, 1 rok podtrzymania bateryjnego |
Zaprojektuj i zbuduj
Jak wspomniano, QSAN XCubeFAS XF2026D to obudowa SAN 2U, której konstrukcja nawiązuje do pozostałych produktów QSAN. Z przodu znajduje się 26 zatok na dyski 2.5” z charakterystycznym zielonym przyciskiem zwalniającym. Po prawej stronie panelu przedniego znajdują się przycisk zasilania systemu, przycisk UID (Unique Identifier), diody LED dostępu do systemu i stanu systemu oraz port USB dla modułu USB LCM.
Z tyłu urządzenia znajdują się dwa redundantne zasilacze oraz dwa kontrolery. Każdy kontroler posiada wbudowaną podwójną łączność sieciową 10Gbase-T oraz interfejs zarządzania out-of-band. Aby zapewnić dodatkową łączność, każdy kontroler posiada dwa gniazda na karty hosta, które można wyposażyć w dwu- lub czteroportowe karty 8/16 Gb/s albo dwu- lub czteroportowe karty Ethernet 10 Gb/s. Daje to użytkownikom szeroki wachlarz możliwości podłączania pamięci masowej w zróżnicowanym środowisku centrum danych. Możliwości rozbudowy są również obsługiwane przez dwa porty SAS 12 Gb/s na kontroler, co umożliwia stosowanie półek rozszerzeń SAS 3.0. W lewym górnym rogu znajduje się moduł pamięci Flash-to-Cache i baterii.
Zarząd
Wraz z tą siecią SAN pojawia się nowy system operacyjny zarządzania firmy QSAN – XEVO. Ten graficzny interfejs użytkownika HTML5 opiera się na podobnych zasadach, co poprzednie modele QSAN, a konkretnie na łatwości obsługi. Strona główna, czyli pulpit nawigacyjny, zapewnia szybki podgląd wszystkiego, co administrator może potrzebować natychmiast. Obejmuje to alerty sprzętowe, wykorzystanie pojemności, alerty systemowe, przegląd pamięci masowej i dane o wydajności w czasie rzeczywistym. U góry ekranu znajduje się kilka zakładek: Pulpit nawigacyjny, Pamięć masowa, Hosty, Ochrona, Analiza, System i Wiadomości.
Na karcie „Magazyn” użytkownicy mogą przeglądać pule pamięci masowej i tworzyć nowe. W obrębie puli mogą sprawdzić, ile pamięci masowej jest używane, jej stan i kondycję, a także grupy dysków i woluminy.
Na karcie Analiza użytkownicy mogą zobaczyć ważne informacje, takie jak wydajność woluminu (podzielona na opóźnienie, operacje wejścia/wyjścia na sekundę i przepustowość), a także wykorzystanie pojemności woluminu.
Karta System pokazuje sprzęt i jego aktualną aktywność. Użytkownicy mogą wybierać między podkartami Macierze, Ustawienia, Porty danych i Konserwacja. Na podkarcie Macierze użytkownicy mogą najechać kursorem na elementy takie jak ikona temperatury, aby wyświetlić temperaturę wybranego hosta.
Użytkownicy mogą również najechać kursorem na konkretny dysk, aby wyświetlić jego typ, temperaturę, stan i szacowany pozostały czas pracy.
Ogólnie rzecz biorąc, interfejs użytkownika i zarządzanie to duży krok naprzód dla QSAN. Wcześniejsze systemy nie były trudne w zarządzaniu, ale ten wygląd i funkcjonalność są o wiele lepsze. W czasach, gdy użyteczny interfejs HTML5 jest podstawą, QSAN spełnia te wymagania.
Wydajność
Analiza obciążenia aplikacji
Testy obciążenia aplikacji dla QSAN XCubeSAN XF2026D obejmują wydajność MySQL OLTP w SysBench oraz wydajność Microsoft SQL Server OLTP z symulowanym obciążeniem TPC-C. W każdym scenariuszu macierz skonfigurowaliśmy z 26 dyskami SSD Toshiba PX04SV SAS 3.0, skonfigurowanymi w dwóch 12-dyskowych grupach RAID10, po jednym przypiętym do każdego kontrolera. W ten sposób pozostały 2 dyski SSD jako zapasowe. Następnie utworzono dwa woluminy o pojemności 5 TB, po jednym na grupę dysków. W naszym środowisku testowym zapewniło to zrównoważone obciążenie dla obciążeń SQL i Sysbench.
Wydajność serwera SQL
Każda maszyna wirtualna SQL Server jest skonfigurowana z dwoma dyskami wirtualnymi: woluminem 100 GB na rozruch i woluminem 500 GB na bazę danych i pliki dziennika. Z perspektywy zasobów systemowych, skonfigurowaliśmy każdą maszynę wirtualną z 16 procesorami wirtualnymi, 64 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Podczas gdy nasze obciążenia Sysbench testowane wcześniej obciążały platformę zarówno pod względem operacji wejścia/wyjścia, jak i pojemności pamięci masowej, test SQL sprawdza wydajność pod kątem opóźnień.
W tym teście wykorzystano SQL Server 2014 działający na gościnnych maszynach wirtualnych z systemem Windows Server 2012 R2 i został on obciążony programem Quest Benchmark Factory for Databases. Podczas gdy tradycyjnie testowaliśmy ten test w dużych bazach danych o skali 3,000 w pamięci lokalnej lub współdzielonej, w tej iteracji skupiamy się na równomiernym rozłożeniu czterech baz danych o skali 1,500 na kontrolerze QSAN XF2026D (dwie maszyny wirtualne na kontroler).
Konfiguracja testowania serwera SQL Server (na maszynę wirtualną)
- Windows Server 2012 R2
- Zajętość pamięci masowej: 600 GB przydzielonych, 500 GB wykorzystanych
- SQL Server 2014
- Rozmiar bazy danych: skala 1,500
- Obciążenie wirtualnego klienta: 15 000
- Bufor RAM: 48 GB
- Długość testu: 3 godziny
- 2.5 godziny przygotowania wstępnego
- 30-minutowy okres próbny
Sprzęt do generowania obciążenia fabrycznego SQL Server OLTP Benchmark
- Dell EMC PowerEdge R740xd Wirtualizowany klaster SQL 4-węzłowy
- 8 procesorów Intel Xeon Gold 6130 o taktowaniu 269 GHz w klastrze (dwa na węzeł, 2.1 GHz, 16 rdzeni, pamięć podręczna 22 MB)
- 1 TB pamięci RAM (256 GB na węzeł, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB na procesor)
- 4 x Emulex 16 GB dwuportowa karta HBA FC
- 4 x dwuportowa karta sieciowa Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE
- VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8-CPU
Dzięki wynikowi transakcyjnemu SQL Server maszyna XF2026D uzyskała łączny wynik 12 635,5 TPS, a poszczególne maszyny wirtualne uzyskały wynik od 3,158.7 do 3,159 TPS.
W przypadku średniego opóźnienia serwera SQL Server XF2026D uzyskał łączny wynik 5.0 ms.
Wydajność Sysbench
Każda maszyna wirtualna Sysbench jest skonfigurowana z trzema dyskami wirtualnymi: jednym do rozruchu (~92 GB), jednym z predefiniowaną bazą danych (~447 GB) i trzecim dla testowanej bazy danych (270 GB). Z perspektywy zasobów systemowych, każdą maszynę wirtualną skonfigurowaliśmy z 16 procesorami wirtualnymi, 60 GB pamięci DRAM i wykorzystaliśmy kontroler LSI Logic SAS SCSI. Systemami generacji obciążenia są serwery Dell R740xd.
Klaster MySQL 4-węzłowy z wirtualizacją Dell PowerEdge R740xd
- 8 procesorów Intel Xeon Gold 6130 o taktowaniu 269 GHz w klastrze (dwa na węzeł, 2.1 GHz, 16 rdzeni, pamięć podręczna 22 MB)
- 1 TB pamięci RAM (256 GB na węzeł, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB na procesor)
- 4 x Emulex 16 GB dwuportowa karta HBA FC
- 4 x dwuportowa karta sieciowa Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE
- VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8-CPU
Konfiguracja testów Sysbench (na maszynę wirtualną)
- CentOS 6.3 64-bit
- Zajęta przestrzeń dyskowa: 1 TB, wykorzystane 800 GB
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabele bazy danych: 100
- Rozmiar bazy danych: 10 000 000
- Wątki bazy danych: 32
- Bufor RAM: 24 GB
- Długość testu: 3 godziny
- 2 godziny wstępnego kondycjonowania 32 wątków
- 1 godzina 32 wątki
W naszym teście Sysbench przetestowaliśmy kilka zestawów 8, 16 i 32 maszyn wirtualnych. Pod względem wydajności transakcyjnej, XF2026D osiągnął wyniki 12 983,8 TPS dla 8 maszyn wirtualnych, 22 484,4 TPS dla 16 maszyn wirtualnych i 29 893,9 TPS dla 32 maszyn wirtualnych.
Przy średnim opóźnieniu XF2026D wynosiło ono 19.7 ms dla 8 maszyn wirtualnych, 23 ms dla 16 maszyn wirtualnych i 36 ms dla 32 maszyn wirtualnych.
W naszym teście porównawczym najgorszego scenariusza opóźnień XF2026D osiągnął 34.8 ms dla 8 VM, 41.7 ms dla 16 VM i 65.6 ms dla 32 VM.
Analiza obciążenia VDBench
W przypadku testów porównawczych macierzy pamięci masowej, testy aplikacji są najlepsze, a testy syntetyczne plasują się na drugim miejscu. Chociaż nie odzwierciedlają one idealnie rzeczywistych obciążeń, testy syntetyczne pomagają w ustaleniu punktu odniesienia dla urządzeń pamięci masowej, zapewniając powtarzalność, która ułatwia porównywanie konkurencyjnych rozwiązań. Obciążenia te oferują szereg różnych profili testowych, od testów „czterech kątów”, przez testy rozmiaru transferu baz danych, po przechwytywanie śladów z różnych środowisk VDI. Wszystkie te testy wykorzystują generator obciążeń vdBench z silnikiem skryptowym do automatyzacji i przechwytywania wyników w dużym klastrze obliczeniowym. Pozwala nam to powtarzać te same obciążenia dla szerokiej gamy urządzeń pamięci masowej, w tym macierzy flash i pojedynczych urządzeń pamięci masowej. Po stronie macierzy wykorzystujemy klaster serwerów Dell PowerEdge R740xd:
Profile:
- Losowy odczyt 4K: 100% odczytu, 128 wątków, 0-120% ioratu
- 4K losowy zapis: 100% zapisu, 64 wątki, 0-120% ioracji
- 64K Sekwencyjny odczyt: 100% odczytu, 16 wątków, 0-120% ioracji
- 64K Sekwencyjny zapis: 100% zapisu, 8 wątków, 0-120% ioratu
- Syntetyczna baza danych: SQL i Oracle
- Ślady pełnego klonu VDI i klonów powiązanych
W przypadku szczytowej wydajności odczytu 4K, XF2026D rozpoczął od opóźnienia poniżej milisekundy, przez chwilę utrzymywał się na poziomie 1 ms, a następnie przekroczył 1 ms przy około 15 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS). SAN osiągnął szczyt na poziomie 403 790 IOPS z opóźnieniem 6.03 ms.
W przypadku losowych zapisów 4K widzimy poprawę opóźnienia, przy czym XF2026D utrzymuje opóźnienie poniżej milisekundy do około 250 tys. IOPS, a następnie osiąga szczyt na poziomie około 270 tys. IOPS z opóźnieniem 4.4 ms, po czym następuje niewielki spadek.
Po przełączeniu na sekwencyjny tryb 64 KB, XF2026D rozpoczął odczyt z czasem niewiele poniżej 1 ms, po czym przekroczył go, a następnie osiągnął szczytową wartość nieco ponad 125 000 IOPS lub 7.8 GB/s z opóźnieniem wynoszącym około 4.1 ms, po czym nastąpił niewielki spadek.
Przy zapisie 64 KB ponownie zaobserwowaliśmy lepsze opóźnienie, gdyż XF2026D utrzymuje opóźnienie poniżej milisekundy do momentu osiągnięcia 64 KB IOPS lub 4 GB/s, a następnie osiąga wartość szczytową 70 731 IOPS lub 4.4 GB/s przy opóźnieniu 3.6 ms.
Następnie mamy obciążenie SQL, podczas którego XF2026D utrzymywał czas poniżej 1 ms do momentu osiągnięcia około 210 tys. IOPS, a następnie osiągnął szczyt na poziomie 362 807 IOPS z opóźnieniem 2.62 ms.
W SQL 90-10 opóźnienie w urządzeniu XF2026D wynosiło mniej niż milisekunda do osiągnięcia około 200 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS), a szczytowe opóźnienie wyniosło 328 209 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i 2.82 ms.
W przypadku SQL 80-20 parametr XF2026D utrzymywał się poniżej 1 ms do momentu osiągnięcia około 120 tys. IOPS, a szczytowy wynik wynosił 296 772 IOPS, a opóźnienie wyniosło 3.1 ms.
Następna partia testów porównawczych dotyczy obciążeń Oracle, na których XF2026D utrzymywał się poniżej 1 ms do około 125 tys. IOPS, osiągając szczyt na poziomie 293 975 IOPS i opóźnienie 3.91 ms.
W przypadku Oracle 90-10 XF2026D osiągnął 230 tys. IOPS przy opóźnieniu mniejszym niż milisekunda i osiągnął szczytową wartość 327 269 IOPS przy opóźnieniu 1.91 ms.
W teście porównawczym Oracle 80-20 model XF2026D osiągnął opóźnienie poniżej milisekundy do około 130 tys. IOPS, osiągając wartość szczytową 296 549 IOPS przy opóźnieniu 2.1 ms.
Następnie przeszliśmy do testów klonów VDI: pełnego klonu (FC) i klonu połączonego (LC). W przypadku rozruchu VDI FC, XF2026D charakteryzował się opóźnieniem poniżej milisekundy, aż do wartości nieco poniżej 10 tys. IOPS, ze szczytową wartością 247 710 IOPS i opóźnieniem 3.84 ms.
Podczas początkowego logowania VDI FC procesor XF2026D przez pewien czas utrzymywał prędkość 1 ms, osiągając szczytową wartość około 65 tys. IOPS przy opóźnieniu 7.2 ms, po czym nastąpił niewielki spadek wydajności.
Dzięki funkcji VDI FC Monday Login model XF2026D miał lepsze opóźnienie, utrzymujące się poniżej 1 ms do około 48 tys. IOS i osiągające szczyt 72 224 IOPS przy opóźnieniu 4.73 ms.
Przechodząc do trybu Linked Clone (LC), najpierw przyjrzeliśmy się testowi rozruchu. W tym scenariuszu XF2026D osiągał opóźnienia poniżej milisekundy do około 65 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS), osiągając szczyt na poziomie 152 191 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) z opóźnieniem 3.22 ms.
Przy początkowym logowaniu do VCI LC zaobserwowaliśmy wcześniej większe opóźnienie, a XF2026D utrzymywało się ono poniżej 1 ms do około 35 tys. IOPS, ze szczytem 44 461 IOPS przy opóźnieniu 3.76 ms.
Na koniec, podczas naszego poniedziałkowego logowania VDI LC procesor XF2026D wystartował z czasem nieco poniżej 1 ms i utrzymywał się na linii 1 ms aż do osiągnięcia 35 tys. IOPS, po czym osiągnął szczyt na poziomie około 46 tys. IOPS z opóźnieniem 5.4 ms.
Wniosek
QSAN XCubeFAS XF2026D to najnowsza sieć SAN firmy i pierwsza oparta na technologii all-flash. Sieć SAN 2U została zbudowana z myślą o wysokiej dostępności z wbudowaną redundancją i oferuje dostępność na poziomie sześciu dziewiątek. XF2026D wykorzystuje technologię Cache-to-Flash, która w przypadku awarii zasilania przenosi dane z pamięci podręcznej do modułu M.2. Urządzenie jest proste w obsłudze i wdrożeniu, łatwe do integracji z dowolnym środowiskiem oraz przystępne cenowo, niezależnie od wielkości firmy.
W naszej analizie obciążenia aplikacji, XCubeFAS XF2026D osiągnął łączny wynik 12 635,5 TPS przy średnim opóźnieniu 5 ms w programie SQL Server. Jest to wynik zgodny z wynikami dwóch poprzednich testowanych przez nas wersji. W Sysbench XF2026D przewyższył poprzednią wersję, uzyskując wydajność transakcyjną na poziomie 12 983,8 TPS dla 8 maszyn wirtualnych, 22 484,4 TPS dla 16 maszyn wirtualnych i 29 893,9 TPS dla 32 maszyn wirtualnych. Średnie opóźnienie Sysbench XF2026D wyniosło 19.7 ms dla 8 maszyn wirtualnych, 23 ms dla 16 maszyn wirtualnych i 36 ms dla 32 maszyn wirtualnych. W najgorszym przypadku opóźnienie Sysbench pokazało, że nowa sieć SAN działa nieco lepiej: 34.8 ms dla 8 maszyn wirtualnych, 41.7 ms dla 16 maszyn wirtualnych i 65.6 ms dla 32 maszyn wirtualnych.
Nasze obciążenia VDBench wykazały wysoką wydajność sieci SAN. Wyposażona w dyski SAS sieć SAN osiągnęła takie wyniki, jak 403 tys. IOPS przy odczycie 4K, 270 tys. IOPS przy zapisie 4K, 7.8 GB/s przy sekwencyjnym odczycie 64K i 4.4 GB/s przy sekwencyjnym zapisie 64K. W naszym teście SQL sieć SAN osiągnęła 363 tys. IOPS, 328 tys. IOPS w teście 90-10 i 297 tys. IOPS w teście 80-20. Testy Oracle również wykazały wysoką wydajność: 294 tys. IOPS, 327 tys. IOPS w teście 90-10 i 297 tys. IOPS w teście 80-20. Sieć SAN uzyskała solidne wyniki rozruchu klonów VDI: 248 tys. IOPS w trybie pełnym i 152 tys. IOPS w trybie połączonym. Opóźnienie zawsze zaczynało się poniżej 1 ms i osiągało wartości szczytowe od 1.91 ms do 7.2 ms
Amazon