Maximera vSAN 8 ESA-potentialen med Western Digital Ultrastar DC SN655 NVMe SSD:er

Med VMware vSAN 8 Update 2 GA nu är vSAN-kunder sannolikt redo att ta steget till den nya lagringsarkitekturen.

Denna rapport är sponsrad av Western Digital. Alla åsikter och åsikter som uttrycks i denna rapport är baserade på vår opartiska syn på produkten/de produkter som övervägs.

 

VMware vSAN 8 förebådade en massiv uppdatering för företagets flaggskepp HCI-produkt, vilket förbättrade effektivitet, skalbarhet och prestanda. Sedan den första releasen har vSAN 8 sett två uppdateringar som förbättrar historien. Kritisk i vSAN 8 är Express Storage Architecture (ESA), ett nytt alternativ till Original Storage Architecture (OSA), som förenklar lagringslayouten och många andra förbättringar.

Med vSAN 8 Update 2 tillgänglig, närmar sig många företag ett beslut om vilken vSAN-distribution som ska genomföras. Som sådan ville vi bättre förstå prestandaprofilen för vSAN 8 ESA ihopkopplad med moderna servrar, flash och nätverk.

Vi började med 32x Ultrastar DC SN655 NVMe SSD från Western Digital, fyra Dell PowerEdge R6625-servrar och ett 100GbE-tyg. Men innan vi dyker in i de olika RAID- och enhetskonfigurationsresultaten, låt oss göra en snabb primer på vSAN 8 ESA och varför denna arkitekturförändring är så betydande.

Vad tillför vSAN 8 ESA till bordet?

VMwares vSAN 8, med ESA, markerar ett betydande framsteg inom lagringsteknik. Denna nya arkitektur, skräddarsydd för att utnyttja den fulla potentialen hos modern hårdvara, erbjuder oöverträffad effektivitet, skalbarhet och prestanda. ESA återspeglar utvecklingen av företagslagring från traditionella snurrande media till avancerad NAND-blixt och utnyttjar NVMe-gränssnitt för ökad kapacitet och hastighet till lägre kostnader. Skiftet inom hårdvaruteknik, ökat antal server-CPU-kärnor och avancerade nätverksmöjligheter har varit en drivkraft bakom introduktionen av ESA, vilket säkerställer att det möter dagens affärskrav på högpresterande lagringslösningar.

ESA i vSAN 8 kännetecknas av sina prestandaförbättringar och kapacitetsförbättringar. Den adaptiva skrivvägen i ESA tillgodoser olika I/O-storlekar, vilket optimerar dataskrivningsprocesser, vilket är särskilt fördelaktigt för flashenheter. Detta resulterar i lägre latens och konsekvent prestanda för virtuella maskiner. Dessutom minskar ESA:s nya loggstrukturerade filsystem och IO-sökvägsoptimeringar avsevärt skrivförstärkning och latens. ESA maximerar enhetens kapacitet genom att ta bort behovet av dedikerade cache-enheter, vilket minskar den totala kostnaden per gigabyte. Dessa funktioner understryker ESA:s roll när det gäller att tillhandahålla effektiva lagringslösningar med hög kapacitet till ett överkomligt pris.

En annan viktig aspekt av ESA är dess resurseffektivitet, som ger robust prestanda och utrymmeseffektivitet samtidigt som den förbrukar färre CPU-resurser. Denna effektivitet är avgörande för att hantera stora datamängder kostnadseffektivt. Trots sin höga prestanda har ESA lagringskapacitetskostnader för metadata, filsystem och motståndskraft. Den hanterar dock dessa omkostnader effektivt för att maximera användbar kapacitet. Dessutom erbjuder VMware flexibilitet till sina kunder genom att låta dem välja mellan den ursprungliga lagringsarkitekturen och ESA, för att tillgodose nuvarande och framtida lagringsbehov. Denna flexibilitet, i kombination med ESA:s avancerade funktioner, positionerar VMwares vSAN 8 som en framåtsträvande lösning i lagringstekniklandskapet.

Även med denna betydande förändring förändras inte de grundläggande hyresgästerna i vSAN och primära användningsfall mycket. VMware vSAN fortsätter att fungera som en mångsidig lagringslösning som är tätt integrerad med VMwares vSphere, och hittar en utbredd tillämpning över olika arbetsbelastningar. Den utmärker sig i VDI-miljöer (Virtual Desktop Infrastructure) och levererar skalbar och högpresterande lagring för många virtuella skrivbord. I scenarier som edge- och remote office/branch office-distributioner (ROBO) effektiviserar vSAN infrastruktur och drift. vSAN skalar också upp, vilket ger grunden för programvarudefinierade datacenter.

vSAN 8 Update 2 testplattform

Ultrastar DC SN655 Enterprise PCIe Gen 4.0 NVMe SSD:er med dubbla portar representerar ett betydande framsteg inom solid-state drive-teknik, och erbjuder hög prestanda, ökad kapacitet och robust tillförlitlighet skräddarsydd för krävande företagsmiljöer. Dessa enheter är särskilt väl lämpade för applikationer som kräver höghastighetsdataåtkomst och överföring, vilket gör dem till ett idealiskt val för integration med VMware vSAN-lösningar.

prestanda

Western Digital Ultrastar DC SN655 SSD:er utnyttjar PCIe Gen 4.0-gränssnittet, vilket ger avsevärda förbättringar i bandbredd jämfört med deras Gen 3.0-föregångare. Detta leder till snabbare dataöverföringshastigheter, vilket är avgörande för applikationer som förlitar sig på snabb dataåtkomst och bearbetning. NVMe-funktionen med dubbla portar förbättrar tillförlitligheten och tillgängligheten och säkerställer oavbruten dataåtkomst även under ett portfel. Denna design med dubbla portar är särskilt fördelaktig för verksamhetskritiska applikationer där driftstopp kan ha betydande konsekvenser.

Kapacitet och effektivitet

Med sin avancerade NAND-teknik erbjuder dessa SSD-lagringslösningar med hög densitet. Den ökade lagringskapaciteten är avgörande för företag som hanterar stora mängder data, till exempel inom dataanalys, molnberäkning och virtualiserade miljöer. Ultrastar DC SN655-serien erbjuder också bättre energieffektivitet än tidigare modeller, vilket bidrar till lägre driftskostnader och ett minskat koldioxidavtryck, en viktig faktor för miljömedvetna företag.

Integration med VMware vSAN

VMware vSAN drar stor nytta av att integrera Ultrastar DC SN655 SSD:er. Den höga prestandan och tillförlitligheten hos dessa SSD:er överensstämmer väl med vSAN:s krav på effektiv, spänstig och skalbar lagring. VMware vSAN-miljöer, kända för sina krävande, oförutsägbara prestandakrav, kan utnyttja hastigheten och konsistensen som erbjuds av Ultrastar DC SN655 för att säkerställa smidig drift och hög tillgänglighet.

Att använda Ultrastar DC SN655s med VMware vSAN förenklar också driftsättning och hantering, eftersom dessa enheter är designade för att integreras sömlöst i en mängd olika ekosystem. Denna enkla integration sparar tid och minskar potentiella problem, vilket effektiviserar hanteringen av virtualiserade lagringsresurser.

Dell PowerEdge R6625s har mycket att erbjuda, vilket gör dem idealiska för vår VMware vSAN HCI-användning. Från beräkningssidan är de dual-socket-servrar, som stöder tillräckligt med processorkraft för att hantera alla arbetsbelastningar. I vår konfiguration har vi dubbla AMD EPYC 9554 64-kärniga processorer med 128 GB RAM per nod. R6625 stöder också upp till tio 2.5-tums NVMe SSD:er, vilket ger dem en bra densitetshistoria, även om vår konstruktion fokuserade på fyra och åtta SSD:er per nod.

PowerEdge R6625 stöder många alternativ ur ett nätverksperspektiv, med en OCP 3.0-plats och tre PCIe Gen5-platser. Denna konfiguration tillåter oss att utnyttja 100 GbE och mer, med ytterligare platser kvar tillgängliga för andra enheter. På tal om byte, Dell PowerSwitch S5232F-ON knyter ihop detta kluster. Det är en 1U flerskiktsswitch med 32x 100 GbE QSFP28-portar och 2x 10GbE SFP+-portar.

Värt att notera här är att arbetet vi har gjort i den här rapporten är på vissa komponenter som antingen inte finns på VMware vSAN HCI ännu eller som inte officiellt stöds av Dell idag. Som sagt, vi följde VMwares bästa praxis för vSAN under hela denna testning och lät VMware vSAN-ingenjörer granska data.

vSAN 8 Update 2 Prestanda

I vår metod för att testa VMwares vSAN 8 med ESA fokuserade vi på en fyra och åtta SSD per nodkonfiguration. Med fyra värdar fungerade detta till 16 eller 32 SSD:er totalt.

Vi utnyttjade 100 Gb Ethernet i klustret, vilket teoretiskt gjorde det möjligt för oss att fokusera på NVMe-lagringen för att se var den börjar mätta systemresurserna.

En annan variabel som vi mätte i den här rapporten var effekten av RAID1 och RAID5 på den övergripande lagringsprestandan i vårt vSAN-kluster. Historiskt sett har RAID1 varit en populär lagringspolicy för vSAN-distributioner. Den rekommenderade distributionsinställningen för ESA är "vSAN ESA Default Policy – ​​RAID5”, som erbjuder nästan samma prestanda med mycket större kapacitet. RAID1 har en omedelbar 50-procentig träff, men RAID5 begränsar din paritetsoverhead, vilket ger dig mycket mer användbar kapacitet.

För att mäta prestandan för vårt VMware vSAN-kluster som kör ESXi 8 Update 2, använde vi HCIbench. HCIbench utvecklades för att förenkla testning av HCI-kluster, där du måste distribuera virtuella arbetare, skapa vdisks och orkestrera tester över ett helt kluster samtidigt som du aggregerar alla dessa resultat. I våra tester använde vi följande inställningar för våra fyra ESA-konfigurationer:

HCIBench VM-distribution:

• 16 virtuella datorer
• 8 x 50 GiB datadiskar per virtuell dator
• 16 vCPU:er per virtuell dator
• 8 GB RAM per virtuell dator
• 3600 sekunders testtid per arbetsbelastning
• 8 trådar per disk för sekventiella arbetsbelastningar och 16 trådar för slumpmässiga arbetsbelastningar

Vi delar upp prestandadata i två överlappande sektioner: fyra mot åtta SSD:er per nod och RAID1 vs RAID5. I vår första jämförelse fokuserade vi på den punkt där prestandan börjar mättas när fler diskar läggs till i klustret. Med fyra värdar tittade vi på 16 SSD:er i klustret jämfört med 32 när vi rampade varje nod till åtta SSD:er. Den andra aspekten är hur stor skillnad RAID1 ESA-policyn gör jämfört med den rekommenderade RAID5 ESA-policyn. Fördelarna med att använda RAID5 är ganska uppenbara: användare får en enorm mängd tillgänglig kapacitet tack vare dataskyddspolicyn, ihopkopplad med de täta Western Digital SSD:erna.

Vi märkte några trender som dyker upp när vi tittade på data som samlats in från våra tester. Om du fokuserar på total bandbredd, såg VMware vSAN ESA-klustret en betydande ökning av prestanda genom att flytta från fyra till åtta SSD:er per nod. Vi mätte cirka 10.9 GB/s på sekventiell skrivning från både RAID1- och RAID5-konfigurationer med en 4 SSD-inställning. Vid sekventiell avläsning mätte vi 17.6-17.7 GB/s i RAID1- och RAID5-lägen. När vi skiftade mot slumpmässiga arbetsbelastningar fann vi att RAID5 hade en fördel i 4 SSD-konfigurationen, som mätte 476K IOPS i 4K slumpmässig skrivning, jämfört med 379k IOPS i RAID1. Vid slumpmässig läsning i 4K började båda konfigurationerna komma nära varandra, med RAID1 som mätte 563k IOPS till 524k IOPS i RAID5. I 8K 70/30 var skillnaden mycket närmare, med RAID1 som hade en kant som mätte 319k IOPS kontra 302k IOPS från RAID5.

När vi flyttade till åtta SSD:er per nod såg vi en höjning av prestanda, men det fördubblade inte prestandan jämfört med fyra SSD:er. Det var här de övre prestandagränserna för vSAN och bandbreddsgränsen på 100 GbE över våra noder började dyka upp. Ja, snabbare nätverksanslutningar är tillgängliga, men det går längre bort från HCI och typiska SMB/SME-distributioner.

När det gäller skrivbandbredd hade RAID5 övertaget och mätte 14.3 GB/s mot 12.7 GB/s från RAID1. RAID1 hade ledningen på läsbandbredd med 24.1 GB/s mot RAID5 med 22 GB/s. Med slumpmässiga 4K-skrivöverföringar var RAID1 och RAID5 nära, även om vi mätte 521K IOPS i R1 mot 505K IOPS i R5. När vi tittade på 4K slumpmässig läsprestanda, fann vi oss själva att stöta på en vSAN-klusterprestandagräns där fyra och åtta SSD-inställningar kom in mycket nära varandra. Här, med vår åtta SSD-installation, mätte vi 527k IOPS i RAID1 med 524k IOPS i RAID5. I 8K 70/30 hade RAID1 till slut fördelen, med 324k IOPS kontra 293k IOPS i RAID5.

Det är viktigt att notera att med VMware vSAN ESA är RAID1 kontra RAID5-konfigurationen inte ett beslut i sten. Det är en lagringspolicy som tillämpas på VM vDisk-nivå, vilket innebär att båda kan existera samtidigt. Så säg att du har en databas-VM där varje sista bit av I/O är viktig; ge det en RAID1-policy, där allt annat finns på RAID5. På så sätt optimerar du ditt ytutnyttjande så bra som möjligt.

Avslutande tankar

Western Digital Ultrastar DC SN655 Enterprise PCIe Gen 4.0 NVMe SSD med dubbla portar representerar nästa nivå inom tät lagring av företagsklass samtidigt som den bibehåller den vanliga prisvärdheten som Western Digital är känt för. Den kommer i U.3-formfaktorn men är också U.2-bakåtkompatibel. Detta innebär att administratörer och dataingenjörer kan öka lagringstätheten med en välbekant formfaktor i täta 1U-servrar.

Ökningen av kapacitetstätheten innebär också en mer betydande förbättring av lagringsresursutnyttjandet för användningsfall, som att öka antalet virtualiserade värdar per SSD och konsolidera större applikationsdatauppsättningar över färre enheter. Dessa stora dataanalyser och AI/ML-datauppsättningar drar också nytta av att flytta till högre kapacitet genom att låsa upp låg latens och högre genomströmning av SN655 NVMe SSD – vilket översätts till snabbare tid till insikter och realtidsanalys.

Våra resultat visar att Western Digital Ultrastar DC SN655 NVMe SSD:er är väl lämpade för VMware vSAN 8 ESA-distributioner, särskilt när det gäller SMB, edge, detaljhandel och tusentals andra användningsfall. För företag som vill börja med en liten implementering och växa när kraven ökar, fann vi att bara fyra Western Digital SSD:er per nod erbjöd mycket av prestandan i vår åtta SSD per nodkonfiguration, med gott om utrymme att växa, och vSAN-applikationerna och databehovet växer. Detta hjälper till att utöka IT-budgetarna eftersom organisationer inte behöver överdriva på diskar för att nå prestandamått, och att lägga till SSD:er till vSAN kan inte vara enklare.

Med VMware vSAN 8 Update 2 GA nu är vSAN-kunder sannolikt redo att ta steget till den nya lagringsarkitekturen. Det finns helt klart många fördelar med ESA, men vi är mest nöjda med den enkelhet vSAN erbjuder nu; välj servernoderna och SSD:erna, och kör iväg med samma "peka och klicka" användarvänlighet som vSAN alltid har tillhandahållit. När vi övervägde SSD:er för vSAN 8 fann vi att Ultrastar DC SN655 NVMe SSD presterar oerhört bra och levererar utmärkt prestanda i RAID5, vilket hjälper kunder att maximera sitt lagringsfotavtryck i vSAN utan att offra prestanda. Ännu bättre, diskarna är kostnadseffektiva och ger ännu mer värde för dem som vill maximera sin investering i VMware vSAN 8.

Ultrastar DC SN655 NVMe SSD produktsida

Engagera dig med StorageReview 

Nyhetsbrev | Youtube | Podcast iTunes/Spotify | Instagram | Twitter | TikTok | Rssflöde