Windows är bra för många saker, det finns en anledning till att det är det största operativsystemet i världen. Som sagt, det är inte perfekt, särskilt när det gäller att anamma nya lagringsstandarder. Som sådan finns det en enorm möjlighet för företagsamma företag att utveckla lösningar för Windows-butiker. Eftersom NVMe SSD fortsätter att dominera företaget och blir standarden för SSD-serverlagring, finns det en ökad efterfrågan på att kunna dela den lagringen. Tyvärr är det ett problem i Windows, tills nyligen vill säga. Tidigare i år kommersialiserade StarWind en NVMe-oF-initiator för Windows.
Windows är bra för många saker, det finns en anledning till att det är det största operativsystemet i världen. Som sagt, det är inte perfekt, särskilt när det gäller att anamma nya lagringsstandarder. Som sådan finns det en enorm möjlighet för företagsamma företag att utveckla lösningar för Windows-butiker. Eftersom NVMe SSD fortsätter att dominera företaget och blir standarden för SSD-serverlagring, finns det en ökad efterfrågan på att kunna dela den lagringen. Tyvärr är det ett problem i Windows, tills nyligen vill säga. Tidigare i år kommersialiserade StarWind en NVMe-oF-initiator för Windows.
Fram till kommersialiseringen hade StarWind erbjudit sin NVMe-oF Initiator för Windows som ett gratisverktyg för utveckling och PoC-användningsfall. De fortfarande erbjuda gratisversionen för dem som vill spela, men GA-fraktversionen är vad vi tittar på idag. Faktum är att om du tittar på någon NVMe-oF Initiator för Windows, konsumerar du förmodligen StarWind IP. De OEM lösningen till en mängd olika partners som behöver bygga ut sina erbjudanden.
NVMe-oF Initiator för Windows-konfiguration
StarWind NVMe-oF Initiator för Windows är en enkel installation på vilken Windows-värd som helst. Det finns inget behov av specialiserad hårdvara eller ytterligare Windows-komponenter. Programvaran är Windows-certifierad (Server 2019 och Windows 10) och testad för kompatibilitet med de stora NVMe-oF-lagringsleverantörerna. I vårt scenario har vi en mycket enkel konfiguration av en lagringsvärd och fyra klienter.
Var och en av de fyra klienterna är Dell PowerEdge R740 servrar. De kör vardera två Intel Xeon Gold 6130-processorer på 2.1 GHz med 256 GB DRAM. För anslutning använder vi NVIDIA ConnectX-5 EN 100GbE NIC (MCX516A-CCAT). Servrarna är installerade med Windows Server 2019 Standard Edition, med StarWind NVMe-oF Initiator för Windows version 1.9.0.455. För Linux-testningen använde vi CentOS 8.4.2105 (kärna – 4.18.0-305.10.2) med nvme-cli 1.12. Servrarna är direktanslutna till lagringsvärden.
Lagringsvärden är en Intel OEM-server (M50CYP2SB2U) utrustad med två Intel Xeon 8380-processorer på 2.3 GHz med 512 GB DRAM. Vi använde återigen NVIDIA ConnectX-5 EN 100GbE NIC (MCX516A-CDAT), den här gången hade vi fyra i värden. I det här fallet använder vi CentOS 8.4.2105 (kärna – 5.13.7-1.el8.elrepo) och SPDK v21.07.
Inom värden använder vi åtta intel P5510 Gen4 NVMe SSD. SSD:erna är uppdelade i två omgångar om fyra för NUMA-anpassning med CPU:erna. De är konfigurerade i RAID0 för maximal prestanda.
NVMe-oF Initiator för Windows Performance
För det här testet körde vi följande riktmärken via FIO med både Linux- och Windows-initiatorer.
- Slumpmässig läsning 4K – 16 trådar, 32 ködjup
- Random Write 4K – 8 trådar, 4 ködjup
- Slumpmässig läsning 64K – 4 trådar, 32 ködjup
- Random Write 64K – 4 trådar, 1 ködjup
- Sekventiell läsning 1M – 2 trådar, 8 ködjup
- Sekventiell skrivning 1M – 1 tråd, 8 ködjup
En enstaka testlängd är 3600 sekunder (1 timme). Före benchmarking av skrivoperationerna har lagringen först värmts upp i 3600 sekunder (1 timme). Alla tester har utförts tre gånger och medelvärdet användes som slutresultat.
I vår första grupp som tittade på prestanda för Linux NVMeoF-initiatorprestanda över 4 klienter, mätte vi 5.54M IOPS vid en bandbredd på 21.6GB/s vid 0.369ms latens i 4K slumpmässig läsning. 4K slumpmässig skrivprestanda mätte 1.58M IOPS vid en bandbredd på 6.2GB/s med en latens på 0.08ms.
När vi flyttade till stora blocköverföringar mätte vi både 64K slumpmässigt och slutligen ett 1M sekventiellt test med fokus på bandbredd över tyget. I 64K slumpmässig läsning mätte vi 46.6 GB/s vid 0.69 ms latens och 7.2 GB/s vid 0.14 ms latens i skrivning. 1M sekventiell kom in på 42.9 GB/s avläsning med 1.48 ms latens och 25.4 GB/s vid 1.26 ms fördröjning för skrivning.
Därefter bytte vi till Windows där vi utnyttjade StarWind NVMeoF-initiatorn över samma fyra klienter. Här mätte vi 4.17M IOPS i 4K slumpmässig läsning eller 16.3GB/s vid 0.35ms latens. 4K slumpmässig skrivning kom in vid 1.54M IOPS eller 6GB/s med 0.07ms latens.
Vi flyttade sedan till en större 64K-överföringsstorlek med samma direktåtkomstprofil. Här mätte vi 46.6 GB/s läsning vid 0.68 ms latens och 7.2 GB/s skrivtid vid 0.13 ms latens. Genom att byta till vår senaste arbetsbelastningsprofil av en överföringsstorlek på 1 M med ett sekventiellt åtkomstmönster, mätte vi 42.9 GB/s läsning med 1.38 ms latens och 25.2 GB/s skrivtid med 1.14 ms latens.
Genom att jämföra siffrorna direkt, kom både Windows- och Linux-prestanda i linje mycket nära varandra med undantag för slumpmässig läsning i 4K. I alla andra test var prestandagapet mindre än 3 %. Den största skillnaden kommer egentligen ner till CPU-overheaden som läggs till när den flödar genom Windows-lagringsstacken. Detta ger en skillnad på 2.7 till 3.7 gånger, där ökad I/O i sig bidrar till CPU-användningen mest.
Att flytta från 16 % CPU-användning i Linux till 44 % i Windows är ett ganska stort hopp, men en som går från 3.5 % till 9 % skulle inte märkas i samma grad. För applikationer som behöver köras i Windows eller att IT-butiken är mer Windows-fokuserad i allmänhet, var StarWinds huvudmål att ge NVMeoF-kapacitet och prestanda som de helt klart kunde uppnå.
Slutsats
Målet med denna analys är inte att bestämma det bästa sättet eller snabbaste sättet att rulla din egen NVMe-oF-lösning. De flesta lagringsdistributioner följer applikationen, jämfört med applikationen som följer lagringen. Som sagt, det finns ett antal anledningar till varför en organisation kanske vill använda Windows. Det kan vara specifika applikationer, befintlig infrastruktur, kostnadsskäl eller något annat antal problem som gör Windows till den föredragna plattformen. Åtminstone nu, med StarWinds NVMe-oF Initiator för Windows, har vi ett alternativ när det gäller att dela NVMe SSD:er och få dem så nära applikationssystem som möjligt.
Om vi ignorerar klientoperativsystemet för ett ögonblick, kommer den huvudsakliga begränsningen i våra tester egentligen ner på nätverkslänkar mellan systemen. I vårt fall, genom att utnyttja 100 Gb NIC, mättade vi nätverket och toppade på 46.6 GB/s i både Linux- och Windows-miljöer. Till och med 4K-testet för slumpmässig läsning av topp i Windows pressade 16.3 GB/s, vilket skulle fungera till mer än sex 25 GbE-länkar för slumpmässig I/O. Nätverk spelar till slut en viktigare roll för NVMe-oF eftersom NVMe-prestandan hur du än delar den kan absorbera mycket trafik.
Men i slutet av dagen var vårt mål att utvärdera hur väl StarWind-initiatorn fungerar. Det fungerar riktigt bra. Med tanke på alternativet är "Ingen NVMe-oF för dig!" i Windows har vi gärna alla alternativ. Ja, det finns en CPU-träff för privilegiet, men även om andelen delta från Linux till Windows är skrämmande, utanför 4K slumpmässiga läsningar är den upplevda effekten minimal. Om du inte är säker på om detta är rätt passform låter StarWind dig prova det gratis. Det är så enkelt att installera att det finns all anledning att ge det en snurra och se hur väl NVMe-oF kan fungera för dina applikationer i Windows.
Engagera dig med StorageReview
Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | Facebook | Rssflöde
