A plataforma de software ION Data Accelerator da Fusion-io aproveita o armazenamento flash ioMemory e o hardware de servidor aberto para acelerar os aplicativos e o desempenho da SAN por meio do compartilhamento ou clustering de flash PCIe de alta velocidade. O ION Data Accelerator foi projetado para uso com hardware de servidor Tier 1 de vários fornecedores importantes, onde funciona como um dispositivo acelerador de aplicativo que oferece suporte a protocolos de armazenamento em bloco, incluindo 8/16 Gb Fibre Channel, QDR/FDR InfiniBand e 10 Gbit iSCSI.
A plataforma de software ION Data Accelerator da Fusion-io aproveita o armazenamento flash ioMemory e o hardware de servidor aberto para acelerar os aplicativos e o desempenho da SAN por meio do compartilhamento ou clustering de flash PCIe de alta velocidade. O ION Data Accelerator foi projetado para uso com hardware de servidor Tier 1 de vários fornecedores importantes, onde funciona como um dispositivo acelerador de aplicativo que oferece suporte a protocolos de armazenamento em bloco, incluindo 8/16 Gb Fibre Channel, QDR/FDR InfiniBand e 10 Gbit iSCSI.
Os recursos do ION Data Accelerator como um dispositivo acelerador de aplicativos podem ser totalmente utilizados quando usados em conjunto com uma plataforma de servidor como o Supermicro X9DRX+-F, construído para desempenho máximo em todos os slots PCIe disponíveis. Esta revisão se concentrará no desempenho do ION Data Accelerator quando usado com a placa-mãe X9DRX+-F em um SuperChassis 747 juntamente com as placas PCIe ioScale de 3.2 TB da Fusion-io. Para garantir que o desempenho da rede não seja um gargalo, usaremos dois HBAs da série QLogic 16 de 2600 Gb de porta dupla para conectividade SAN.
O ioScale começou como uma solução de aceleração de aplicativos disponível apenas em grandes quantidades para aplicativos corporativos. Mais recentemente, a Fusion-io disponibilizou cartões ioScale em quantidades menores, ao alcance de uma gama muito maior de clientes. As soluções ION Data Accelerator com ioScale representam um contraste com SAN e aceleração de aplicativos via SSD e armazenamento em camadas. Em teoria, uma solução PCIe pode escalar o desempenho com menos investimentos em novos equipamentos e infraestrutura do que as arquiteturas concorrentes baseadas em SSD exigem. Em outras palavras, se a abordagem do acelerador de aplicativos do Fusion-io puder fornecer uma aceleração mais direcionada do que o armazenamento SSD, eles devem continuar a encontrar novos clientes para essa tecnologia, mesmo que haja um preço premium para o ioScale quando visualizado em termos de gigabyte.
O ION Data Accelerator melhora o desempenho da rede de armazenamento não apenas gerenciando as solicitações de E/S mais exigentes e mantendo cópias de dados dinâmicos para evitar a latência dos discos rígidos, mas também liberando as matrizes de armazenamento da necessidade de gerenciar caches ou camadas de alta velocidade . Esses requisitos de taxa de transferência mais leves podem melhorar o desempenho das matrizes de armazenamento em massa subjacentes. O ION Data Accelerator integra-se com a solução de cache ioTurbine do Fusion-io, que fornece aceleração de leitura e gravação.
Requisitos do Sistema Acelerador de Dados ION
- Servidores suportados
- Dell: PowerEdge R720, PowerEdge R420
- HP: ProLiant DL370 G6, ProLiant DL380 G7, ProLiant DL380p Gen8, ProLiant DL580 G7
- IBM: x3650 M4
- Supermicro: Superservidor 1026GT-TRF, Superservidor 1027GR-TRF, Superservidor 6037-TRXF
- Cisco: UCS C240 M3 (o suporte é para nó único)
- Requisitos básicos de hardware
- Controladores de estoque
- O Fibre Channel requer adaptadores de barramento de host (HBAs) da série QLogic 2500.
- InfiniBand requer Mellanox ConnectX-2 ou ConnectX-3 InfiniBand Host Channel Adapters (HCAs).
- O iSCSI requer NICs iSCSI de 10 Gbit da Intel, Emulex, Mellanox ou Broadcom.
- ioMemória
- O ION Data Accelerator suporta apenas ioMemory, incluindo ioDrive, ioDrive Duo, ioDrive2, ioDrive2 Duo e ioScale.
- Todos os produtos ioMemory em cada sistema ION Data Accelerator devem ser idênticos em tipo e capacidade.
- Configuração mínima suportada: um ioDrive (sem capacidade de RAID, a menos que você tenha mais de um ioDrive).
- RAM: o ION Data Accelerator requer uma base de 8 GB mais 5 GB por TB de ioMemory. Por exemplo, se você tiver 4.8 TB de ioMemory, seu sistema deverá ter 8 GB + 4.8 * 5 GB ou 32 GB de RAM.
- Discos rígidos: o Fusion-io recomenda que os servidores tenham discos rígidos espelhados para inicialização e aplicativos.
- NIC de gerenciamento: o NIC LOM básico incluído na plataforma de hardware compatível é suficiente.
- Controladores de estoque
- Requisitos Adicionais do Sistema HA
- Um slot PCIe com uma interconexão Mellanox ConnectX-40 de 3 Gbit disponível para uso.
- Ambas as portas de interconexão devem estar conectadas.
- Cada sistema ION Data Accelerator deve ser configurado de forma idêntica com ioDrives de tipo e capacidades idênticos.
- NTP (protocolo de tempo de rede) deve ser implementado
Gestão de Sistemas
As empresas podem usar o gerenciamento do Fusion ioSphere com o ION Data Accelerator para controle centralizado de uma interface gráfica do usuário e da linha de comando. O ioSphere também pode fornecer monitoramento e gerenciamento para todos os dispositivos ioMemory no data center e agiliza o rastreamento das informações de integridade e expectativa de vida do ioMemory durante uma implantação.
O ION Data Accelerator também pode ser usado em uma configuração de alta disponibilidade com funcionalidade construída em RAID integrado para proteger contra falhas de componentes e também clustering de failover ativo/ativo assimétrico para proteger contra falhas do sistema. O ION Data Accelerator HA pode ser administrado pela GUI ioSphere e uma interface de linha de comando. O ION Data Accelerator HA inclui recursos de replicação baseados no DRBD da Linbit, que replica de forma síncrona cada operação de gravação em um par de nós clusterizados do ION Data Accelerator. Ele também aproveita as ferramentas Corosync e Pacemaker para gerenciamento de recursos de cluster e mensagens durante falhas.
Do ponto de vista da usabilidade, o Fusion-io acertou em muitas coisas, tornando o processo de configuração fácil o suficiente para pequenos departamentos de TI gerenciarem sem ser um especialista em armazenamento ou rede. A configuração que testamos utilizou uma placa-mãe Supermicro X9DRX+-F com 10 slots PCIe 3.0, permitindo-nos preencher o servidor com 8 SSDs PCIe ioScale de 3.2 TB, bem como dois HBAs FC de 16 Gb de porta dupla. Usando a versão ISO padrão 2.1.11, conseguimos transformar um servidor simples em um Acelerador ION em menos de 15 minutos.
Depois que o sistema estiver funcionando, a primeira etapa é criar um pool de armazenamento para começar a extrair LUNs. Os usuários podem escolher entre três modos de armazenamento, incluindo RAID0, RAID10 e acesso direto. Escolhemos RAID10 ou Reliable Performance para nosso ambiente de teste principal, que ainda oferece bastante desempenho, mas pode lidar com uma falha de ioMemory sem perder dados. Com esse pool de armazenamento instalado, a próxima etapa é provisionar LUNs para seu ambiente SAN.
Em nosso ambiente de teste, provisionamos 12 LUNs para VMmark, bem como LUNs adicionais para benchmarks sintéticos. O processo foi muito fácil, bastando o usuário informar a capacidade necessária, o grupo de iniciadores que está concedendo acesso e o tamanho do setor (que pode ser configurado para 512 bytes ou 4K). A interface permite que LUNs sejam criados um ou vários em uma configuração, para implementar rapidamente um ambiente. A próxima etapa é criar grupos de iniciadores para que várias interfaces FC possam acessar um determinado LUN em um ambiente virtualizado ou com vários caminhos. Como pode ser visto abaixo, tínhamos nossos iniciadores VMware em um grupo e nossos iniciadores Windows para teste FIO em outro.
Uma vez que o ambiente esteja configurado e ativo, o ION Accelerator continua a fornecer aos usuários uma riqueza de informações de gerenciamento. Todo o monitoramento de desempenho é armazenado para fins históricos, o que permite aos administradores rastrear o desempenho da rede e do dispositivo até o IOP, bem como rastrear os sinais vitais do sistema, como resistência do flash ou temperaturas. Em um relatório de amostra do teste VMmark, a taxa de transferência durante o período de tempo selecionado, bem como as velocidades médias de transferência e o monitoramento térmico estão disponíveis rapidamente. Esses dados também podem ser reduzidos a dispositivos ioMemory específicos.
Para obter informações mais detalhadas sobre o ioMemory, os usuários podem explorar cartões específicos para ver pontos de montagem, resistência total usada e outras informações detalhadas.
Análise de desempenho de aplicativos
O StorageReview Enterprise Lab emprega um Benchmark de virtualização baseado em VMmark para avaliar os dispositivos de computação e armazenamento comumente usados em ambientes virtualizados. A funcionalidade avançada de gerenciamento e utilização de PCIe do ION Data Accelerator destina-se a melhorar o desempenho de tais ambientes, tornando-o um candidato claro para o benchmark VMware VMmark. Nosso protocolo VMmark utiliza uma variedade de subtestes com base em cargas de trabalho de virtualização comuns e tarefas administrativas com resultados medidos usando uma unidade baseada em bloco correspondente à capacidade do sistema de executar uma variedade de cargas de trabalho virtuais, como clonagem e implantação de VMs, Balanceamento de carga de VM em um datacenter, migração ao vivo de VM (vMotion) e realocação dinâmica de armazenamento de dados (storage vMotion).
Medindo o desempenho do ION Data Accelerator com quatro placas PCIe ioScale de 3.2 TB, a pontuação de aplicativo VMmark 2.5.1 normalizada mais alta foi de 15.40 com 10 blocos e a pontuação geral mais alta foi de 12.66 com 10 blocos. Em um ladrilho, a pontuação de aplicação normalizada foi de 1.7, enquanto a pontuação geral de um ladrilho atingiu 1.58.
Benchmarks sintéticos empresariais
Nosso processo de benchmark sintético de armazenamento corporativo pré-condiciona cada dispositivo em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread e, em seguida, testado em intervalos definidos em vários threads/filas perfis de profundidade para mostrar desempenho sob uso leve e pesado.
Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:
- Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
- Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
- Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
- Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)
Nossa análise do ION Data Accelerator inclui quatro perfis comparáveis aos nossos benchmarks de armazenamento corporativo anteriores e valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4k e 8k 70/30, que é comumente publicado nas especificações e benchmarks do fabricante.
- 4k
- 100% de leitura e 100% de gravação
- 8k
- 100% de leitura e 100% de gravação
- 70% de leitura/30% de gravação
- 128k
- 100% de leitura e 100% de gravação
Medir a taxa de transferência do sistema ION Data Accelerator em nossos testes de 4k revela IOPS de leitura de 301,638 e IOPS de gravação de 324,506 quando configurado em uma matriz RAID0 para desempenho máximo. Reconfigurado como uma matriz RAID10, o sistema manteve um desempenho de leitura de 269,203 IOPS, enquanto o desempenho de gravação chegou a 199,557 IOPS.
A plotagem de latências médias de leitura e gravação de 4k indica atrasos semelhantes para operações de leitura e gravação para a matriz RAID0 em 0.847 ms e 0.786 ms, respectivamente. Em nosso benchmark do array RAID10, a latência média de leitura aumenta ligeiramente para 0.949 ms, enquanto a latência de gravação atinge 1.280 ms.
Os resultados de latência máxima revelam um ponto alto notável na latência de gravação de 4k na configuração RAID10, que sofreu um atraso de 145.75ms em um ponto durante a avaliação.
O desvio padrão da latência de 4k também reflete a maior variabilidade nas latências de gravação que a matriz RAID10 impõe. Quando em RAID0, a configuração do Fusion ION Data Accelerator manteve ambos os desvios padrão próximos de 0.62ms, que aumentaram para 0.709ms para leituras de RAID10 e 1.619ms para operações de gravação.
Depois de pré-condicionar os cartões ioScale para cargas de trabalho de 8k, medimos a taxa de transferência dos dois tipos de array com transferências de 8k e uma carga pesada de 16 threads e uma profundidade de fila de 16, para operações de 100% de leitura e 100% de gravação. O sistema ION alcançou 330,646 IOPS de leitura e 310,740 IOPS de gravação configurado como um array RAID0, que foi reduzido para 171,341 IOPS para leitura e 191,423 para gravação em RAID10.
Para obter uma imagem mais detalhada do desempenho com transferências de 8k, usamos um teste composto por 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação em uma variedade de contagens de threads e filas. A taxa de transferência permaneceu mais competitiva entre os dois tipos de RAID neste benchmark, com o RAID0 oferecendo as maiores vantagens de desempenho com maiores cargas de trabalho em geral e particularmente com filas profundas.
Nosso gráfico de latências médias do benchmark 8k 70/30 revela um desempenho muito semelhante de ambas as configurações de RAID, com o RAID0 superando o RAID10 à medida que as contagens de threads e filas aumentam.
Os resultados de latência máxima durante este teste apresentam um padrão menos consistente, onde o RAID10 mantém uma ligeira vantagem nas extremidades baixa e alta do espectro de carga de trabalho.
Ambas as configurações de RAID conseguiram desempenhos de latência muito consistentes durante o benchmark 8k 70/30. Em grandes profundidades de fila e quando a contagem de threads excede 8, o RAID0 supera o RAID10.
Nosso benchmark sintético final usa um tamanho de transferência muito maior de 128k com testes para operações de leitura de 100% e operações de gravação de 100%. O tamanho de transferência maior quase elimina a vantagem de desempenho de uma matriz RAID0 para o sistema ION, com resultados de desempenho para operações de leitura e gravação dentro de 1% de variação no tipo de matriz.
Conclusão
O Fusion-io oferece alguns dos dispositivos de aceleração de aplicativos mais sofisticados disponíveis e, com suas placas PCIe ioScale agora disponíveis para um segmento muito mais amplo do mercado corporativo, esperamos ver uma utilização mais frequente e diversificada dessa tecnologia. O ION Data Accelerator da Fusion revela uma direção em que o armazenamento PCIe está se movendo: em direção ao agrupamento coordenado e automatizado de recursos de armazenamento de alta velocidade em vários servidores host. Entre o desempenho aprimorado do ION e seu gerenciamento unificado para placas ioScale PCIe em vários servidores, o ION Data Accelerator demonstrou que o PCIe tem um futuro distinto e casos de uso de abordagens baseadas em SSD para aceleração.
Quando se trata de usabilidade e desempenho, o ION Accelerator do Fusion-io tem muito a oferecer. A implantação do software em nosso próprio servidor levou menos de 15 minutos do início ao fim. Provisionar o armazenamento depois de estar online levou apenas alguns minutos, com menus intuitivos e configurações descomplicadas para distribuir o armazenamento aos servidores em espera. Do ponto de vista do desempenho, ficamos mais do que impressionados com nossa conectividade FC de 4 Gb de 16 portas nos testes, que forneceu mais de 5.8 GB/s de leitura e 4 GB/s de gravação sequencial, com pico de E/S aleatória superando 301k IOPS de leitura e 324k IOPS escrever. O desempenho do aplicativo testado no VMmark 2.5.1 também foi fantástico, lidando com 10 blocos com facilidade, mesmo quando reduzimos nossa configuração para quatro SSDs PCIe ioScale em RAID10. Como um “roll your own flash SAN” em hardware comum, o Fusion-io elevou a fasquia com o ION Accelerator.
Vantagens
- Permite que os usuários criem a SAN flash exata de que precisam para armazenamento, interface de rede e servidor
- Fácil de configurar e gerenciar
- Excelente desempenho
- Inclui suporte para configurações HA
Desvantagens
- Lista de suporte de servidor limitada
ponto de partida
O Fusion-io ION Data Accelerator oferece aos administradores de TI uma nova maneira de implantar o flash em um ambiente de armazenamento compartilhado sem muitas das restrições encontradas no mercado principal de SAN. O Fusion-io fornece uma interface GUI simples, suporte para a maioria das marcas de servidores e placas de interface convencionais e opções de configuração de alta disponibilidade, ao mesmo tempo em que gera IO altamente escalável em uma única caixa.
Página do produto Fusion-io ION
