StarWind Software är en branschledande aktör inom programvarudefinierad lagring (SDS) tack vare flexibla distributionsmetoder, övergripande systemprestanda och deras strävan att anamma nya tekniker. Vi såg detta på nära håll i slutet av förra året när vi tittade på deras NVMe-oF Initiator för Windows . Den här gången tittar vi på StarWind SAN & NAS-programvaran, som lägger till stöd för Fibre Channel, och GRAID NVMe-acceleratorkortet, vilket är ganska ambitiöst för en SDS-lösning.
Hela testbädden är artikulerad nedan, men novellen är att vi tog de bästa tillgängliga komponenterna och kombinerade dem för att skapa en robust lagringsplattform med pålitligt nätverk och tillräckligt med klienter för belastning. StarWind kan knyta ihop Memblaze NVMe SSD-enheter tack vare GRAID-acceleratorn och dela lagringen över nätverket via ett Brocade-växlingstyg och Marvell QLogic 32G FC HBA.
Detta är en anmärkningsvärd bedrift för StarWind eftersom de flesta SDS-plattformar inte klarar av denna nivå av ingenjörskonst. Att integrera Fibre Channel är ingen enkel uppgift, varför de flesta SDS-lösningar är baserade på Ethernet. Som sagt, många organisationer vill ha tillförlitligheten och latensfördelarna som en FC-infrastruktur erbjuder. StarWind SAN & NAS över Fibre Channel kommer snart att finnas tillgängliga för att hjälpa dessa organisationer att dra nytta av SDS-arkitekturen.
StarWind SAN & NAS
StarWind SAN & NAS är designad för att återanvända befintlig hårdvara som kör industristandard hypervisor till högpresterande lagring. Lösningen är en helt certifierad delad lagring för VMware vSphere Hypervisor ESXi och Microsoft Hyper-V Server.
StarWind SAN & NAS stöder hårdvaru- och mjukvarubaserade lagringsredundanskonfigurationer. Lösningen kan förvandla en befintlig server med intern lagring till en redundant lagringsuppsättning som presenteras som NAS eller SAN, vilket exponerar standardprotokoll som iSCSI, SMB och NFS. Flera hanterings- och konfigurationsalternativ inkluderar ett webbaserat användargränssnitt, textbaserat användargränssnitt, vCenter-plugin och ett kommandoradsgränssnitt för klusteromfattande operationer.
Levereras som en färdig Linux-baserad virtuell maskin (VM) distribuerad på din hypervisor, Microsoft Hyper-V eller VMware vSphere, lösningen delar samma mjukvarudefinierade lagringsfunktioner (SDS) som StarWind VSAN, med ZFS. StarWind SAN & NAS är lätt att installera med installationsguiden och det webbaserade användargränssnittet för lagringshantering (UI) och ökar avkastningen på investeringen (ROI) genom att återanvända åldrande servrar.
StarWind SAN & NAS funktioner inkluderar:
Fil- och blocklagring: Stöder alla branschstandardiserade block- och filprotokoll, som SMB3, NFSv3, NFSv4, NFSv4.1 och iSCSI (inklusive VVols på iSCSI, NVMe-over-Fabrics och iSER).
Redundansalternativ: Välj önskad redundanskonfiguration för de lokala diskarna mellan ZFS, hårdvaru-RAID eller Linux MD/RAID.
Arkitektur: Nätverksansluten lagring och lagringsnätverk från StarWind är byggt på Linux, ZFS och StarWind Virtual SAN och kan enkelt driftsättas som en virtuell maskin ovanpå valfri hypervisor, VMware ESXi eller Microsoft Hyper-V.
Certifierad och redo att fungera: Enkel att installera och certifierad för att fungera med vSphere eller Hyper-V.
Partners
StarWind har en imponerande lista över partners som använder flera under detta test. Alla StarWind-produkter är testade med den publicerade hårdvaran och mjukvaran. Partnerleverantörer testar produkter oberoende av varandra för att säkerställa kvalitet och kompatibilitet för att leverera lösningar som fungerar. Vi har lyft fram de leverantörer som ingår i denna specifika uppsättning tester.
Dell Technologies
StarWind Software är en Dell Technology Alliance Partner och verifierad att distribuera Dell-servrar som en del av sin nyckelfärdiga virtualiseringslösning, StarWind HyperConverged Appliance. I detta testscenario distribuerade StarWind Dells PowerEdge R750 för servern och PowerEdge R740xd som klient.
Dell EMC PowerEdge R750 drivs av den skalbara Intel Xeon-processorn av tredje generationen för att förbättra applikationsprestanda och acceleration. Servern är en 2U-rackserver med dubbla socklar som stöder 8 minneskanaler per processor och upp till 32 DDR4 DIMM-minnen med en hastighet på 3200 MT/s. För att uppnå betydande förbättringar av dataflödet stöder PowerEdge R750 dessutom PCIe Gen 4 och upp till 24 NVMe-enheter med förbättrade luftkylningsfunktioner och valfri direkt vätskekylning för att stödja ökande ström- och temperaturkrav.
PowerEdge R740xd är en 2U-plattform med två socklar som är väl lämpad för programvarudefinierad lagring, tjänsteleverantörer eller virtuell skrivbordsinfrastruktur. Systemet R740xd stöder upp till 24 NVMe-enheter med möjlighet att blanda valfri enhetstyp för att skapa den optimala konfigurationen av NVMe, SSD och hårddisk för antingen prestanda, kapacitet eller båda. R740xd är den plattform man väljer för programvarudefinierad lagring och är grunden för VSAN eller PowerEdge XC.
GRAID-teknik
GRAID SupremeRAID är designad för en modern mjukvarukompositerbar miljö. GRAID Technology levererar ett framtidssäkert RAID-kort som skyddar inte bara direktansluten flashlagring utan även de som är anslutna via NVMe via Fabrics.
SupremeRAID SR-1010 är det första NVMe- och NVMe-oF RAID-kortet som frigör SSD-prestanda med full potential. SupremeRAID-kortet bearbetar I/O direkt, vilket avlastar processorn från denna uppgift. Eftersom kortet är en GPU finns det enorm beräkningskraft på kortet, vilket inte finns på vanliga RAID-kort.
SupremeRAID SR-1010 är funktionsrik och erbjuder komprimering, kryptering och tunn provisionering. Installationen är lika enkel som plug & play och kräver ingen kablage eller omarbetning av moderkortets layout.
Memblaze
Memblaze är en ledande leverantör av NVMe SSD-produkter i företagsklass. Memblaze grundades 2011 och är ett av de tidigaste företagen att utveckla SSD-produkter i företagsklass globalt. PBlaze-seriens SSD i företagsklass som lanserats av Memblaze har använts i stor utsträckning i databaser, virtualisering, molnberäkning, big data, artificiell intelligens och andra områden, och tillhandahåller stabila och pålitliga höghastighetslagringslösningar för kunder inom branscher som internet, molntjänster , finans och telekommunikation.
Memblaze PBlaze6 6920-seriens SSD-diskar erbjuder konsekvent prestanda upp till 1600K slumpmässiga läs-IOPS, upp till 7 GB/s sekventiell läsbandbredd, upp till 6.8 GB/s sekventiell skrivbandbredd och upp till 11 μs i skrivlatens. Hårddisken finns i ett brett utbud av kapaciteter, där hårddisken med lägre uthållighet finns i kapaciteter på 3.84 TB, 7.68 TB och 15.36 TB. Versionen med högre uthållighet finns i kapaciteter på 3.2 TB, 6.4 TB och 12.8 TB.
Marvell QLogic
QLogic är en global leverantör av högpresterande nätverk som levererar adaptrar, switchar och ASIC:er för data-, lagrings- och servernätverk. Företaget erbjuder en mångsidig portfölj av nätverksprodukter, inklusive konvergerade nätverksadaptrar för FCoE, Ethernet-adaptrar, fiberkanaladaptrar och switchar och iSCSI-adaptrar.
QLogic 2772-adaptrarna stöder åtkomst med låg latens till utskalning av NVMe med fullt stöd för FC-NVMe-protokollet. De kan samtidigt stödja FC-NVMe och FCP-SCSI lagringstrafik på samma fysiska port, vilket gör det möjligt för kunder att migrera till NVMe i sin egen takt. Adaptrarna ger det bästa av två världar genom att erbjuda upp till 2 miljoner IOPS och linjehastighet 32GFC-prestanda samtidigt som de levererar åtkomst med låg latens till NVMe- och SCSI-lagring över ett Fibre Channel-nätverk.
Kolla in vår djupdykning i QLogics FC-NVMe- historia.
SAN & NAS Testbädd Detalj
Testbädden för detta arbete består av lagringsnoden StarWind SAN & NAS med Memblaze PBlaze6 6926 12.8TB SSD-diskar med acceleratorkortet GRAID SupremeRAID SR-1010 . Strukturen bestod av Brocade G620 32G Fibre Channel-switching och Marvell QLogic 2772 32G FC HBA:er. Lastgenerering skedde via fyra klientnoder. Lagringsnoden är baserad på en Dell PowerEdge R750-server, och klientnoderna är Dell PowerEdge R740-servrar. Detaljerna listas i tabellerna nedan.
| Lagringsnod | |
|---|---|
| server | Dell PowerEdge R750 |
| CPU | Intel® Xeon® Platinum 8380 CPU @ 2.30 GHz |
| sockets | 2 |
| Kärnor / Trådar | 80/160 |
| DRAM | 1,024GB |
| lagring | 8x Memblaze PBlaze6 6926 12.8TB |
| Accelerator kort | GRAID SupremeRAID SR-1010 |
| HBA | 4x Marvell QLogic 2772 Series Enhanced 32GFC fiberkanaladaptrar |
| StarWind SAN & NAS-programvara | Version 1.0.2 (Build 2175 – FC) |
| Klientnod | |
|---|---|
| server | Dell PowerEdge R740xd |
| CPU | Intel® Xeon® Gold 6130 CPU @ 2.10 GHz |
| sockets | 2 |
| Kärnor / Trådar | 32/64 |
| DRAM | 256GB |
| lagring | 1x Marvell® QLogic® 2772 Series Enhanced 32GFC Fiber Channel Adapter |
| OS | Windows Server 2019 Standard Edition |
StarWind SAN & NAS prestandatestresultat
Med ett brett utbud av rörliga delar var fokus för prestandatestningen uppdelad i lokala och fjärrtester över Fibre Channel. Det första målet var att visa kapaciteten och prestandan hos den underliggande Memblaze NVMe-lagringen och fördelarna med GRAIDs HW RAID kontra SW RAID.
Det andra steget var att jämföra prestandan för varje över 32 Gb FC med Marvell QLogic HBA, återigen med GRAID HW RAID kontra SW RAID. Riktmärket fastställdes med hjälp av verktyget Flexible I/O (fio). Fio är ett plattformsoberoende verktyg som används för benchmark- och stress-/hårdvaruverifiering och anses vara en industristandard för att testa lokal och delad lagring.
Testmönster:
- 4k Slumpmässig 100% Läs/100% Skriv
- 4k slumpmässig blandad läs/skriv 70/30
- 1MB Sekventiell 100% Läs/100% Skriv
Testets varaktighet:
- Enstaka testlängd = 600 sekunder
- Innan du börjar skriva benchmark har lagringen först värmts upp i 2 timmar
Teststadier
- Bekräftar prestanda för en enda NVMe-enhet för att få referensnummer
- Testa prestanda för MDRAID och GRAID RAID5-matriser lokalt
- Kör benchmark på distans från klientnoder
Under den första förberedelsen för arraytestningen kontrollerades de individuella Memblaze PBlaze6 D6926 12.8TB SSD:erna för baslinjeprestandasiffror för att jämföra mot specifikationsbladsvärdena och för att verifiera hur lång tid det tog för varje SSD att nå steady-state prestanda. I detta teststeg kunde vi mäta slumpmässig prestanda i 4K för 1.5M IOPS-läsning och 537k IOPS-skrivning med enheten som tog cirka 2 timmar för att nå stabilt tillstånd. Genom att öka blockstorleken till 64K med en slumpmässig arbetsbelastning, mätte varje SSD 6.5 GB/s läsning och 2.6 GB/s skriv. Slutligen, med en överföringsstorlek på 1 MB och en sekventiell överföring, mätte varje SSD 6.6 GB/s läsning och 5.4 GB/s skriv.
Lokal prestanda mättes över åtta Memblaze D6926 12.8TB SSD:er, vilket resulterade i stark 4K slumpmässig läsprestanda med en enorm fördel gentemot GRAID:s HW RAID. Medan SW RAID hade ett litet försprång vid lägre kö- och trådantal, låg det på 4M IOPS, jämfört med GRAIDs 10.8M IOPs. GRAID:s CPU-användning av den underliggande värden under denna arbetsbelastning var dramatiskt mindre än SW RAID. Vid lågt antal köer/trådar mätte CPU-användningen 3 % till 7 % och nådde en topp på 25 % mot 40 %.
4K slumpmässiga skrivtestet resulterade i en liten kant mot SW RAID vid ett lågt antal köer och trådar, där GRAID HW RAID snabbt överträffade det när arbetsbelastningen skalas upp. Prestanda för SW RAID skalad från 376K IOPS till 501k IOPS-skrivning, med GRAID HW RAID-skalning från 260k IOPS till 975k IOPS. Det bör också noteras att GRAID:s prestanda kan öka till 1.5M IOPS-skrivning med en full Gen4x16-plats för GPU:n. Baserat på hur vi hade vår Dell PowerEdge R750 konfigurerad, var GPU:n placerad i en Gen4x8-kortplats som höll tillbaka den något. Under detta test skalades CPU-användningen för SW RAID från 8 % till 21 %, medan HW RAID ökade något från 1 % till 3 %.
I en 70 % läs/skrivmix, med en 4K-överföringsstorlek, ledde GRAID-konfigurationen när arbetsbelastningen skalades upp. Den uppmätta SW RAID-prestandan skalade från 765k IOPS till 1.2M IOPS, jämfört med HW RAID som mätte 429k IOPS upp till 3.14M IOPS. CPU-användningen var dramatiskt lägre för HW RAID. SW RAID mätte mellan 5 % till 49 %, medan GRAID mätte från 1 % till 8 %.
För att mäta bandbredd för stora block ökades blockstorleken till 1 MB. GRAID var den tydliga utmärkelsen över hela arbetsbelastningen, från 18.2 GB/s till 47 GB/s, jämfört med SW RAID, som började vid 10 GB/s och skalade upp till 12.1 GB/s. CPU-användningen under hela detta test varierade mellan 3 % och 10 % med SW RAID och 0 % till 1 % med HW RAID.
Det sista lokala riktmärket fokuserade på sekventiell skrivprestanda för stora block, där SW RAID hade en liten fördel vid 4T/4Q innan det snabbt överträffades av GRAID. Här mätte SW RAID 6.9 GB/s till 7.1 GB/s, medan GRAID rampade från 6.4 GB/s till 11.4 GB/s. CPU-användningen med SW RAID skalade från 9 % till 17 %, medan HW RAID mätte 1 % till 3 %.
Med den lokala prestandabaslinjen hämtad från både en enda SSD och åtta SSD:er i SW RAID5 och HW RAID5 med GRAID, var nästa steg FCP-testning över 32Gb FC. Det viktigaste med de lokala prestandatesterna var hur mycket GRAID HW RAID förbättrade den övergripande prestandan när arbetsbelastningen ökade och höll nere CPU-användningen.
FCP-testerna inkluderade fyra Dell R740xd-klientnoder som kör Windows, var och en kopplad tillbaka till två 32 Gb FC-switchar. Varje klientsystem använde samma 32 Gb Marvell QLogic HBA som lagringssidan, vilket gav oss en total teoretisk bandbredd på 8 x 32 Gb FC-portar eller 25.6 GB/s.
Med de fyra Dell PowerEdge R740xd-laddningarna kopplade till StarWind NAS- och SAN-servern börjar vi med att titta på sammanlagd 4K slumpmässig läsprestanda över tråden, med SW RAID-skalning från 1.66M IOPS till 3.5M IOPS och GRAID från 1.1M IOPS till 4.6. M IOPS.
Går över till 4K slumpmässig skrivning, SW RAID skalas från 204k IOPS till 385K IOPS. HW RAID i backend erbjöd betydande vinster, med GRAID-skalning från 304k IOPs till 498k IOPS på sin topp.
Med en blandning av läs- och skrivtrafik i en slumpmässig 4k 70/30 blandad arbetsbelastning, tjänade HW RAID-konfigurationen mer I/O än enbart SW RAID. SW RAID skalad från 538k IOPS till 998k IOPS, med HW RAID-skalning från 647k IOPS till 1.1M IOPS.
För att återgå till stora blocköverföringar för att mäta toppbandbredd från StarWind NAS & SAN-arrayen till de fyra klienterna, mättade vi effektivt 8x 32Gb FC-portarna. SW RAID skalade från 9.7 GB/s till 11.7 GB/s, medan HW RAID lyckades pressa ut 8.5 GB/s i den nedre delen och 25.2 GB/s på topp. Vi träffade vårt nummer med det teoretiska maxvärdet på 25.6 GB/s över åtta 32 Gb-portar.
I det sista testet som mätte 1M sekventiell skrivbandbredd hade SW RAID en liten kant vid lägre tråd- och könivåer, och nådde paritet vid 4T/8Q. HW RAID överträffade dock snabbt SW RAID, skalade från 6 GB/s till 7.1 GB/s, och HW RAID mätte mellan 2.99 GB/s till 10.5 GB/s.
Avslutande tankar
En hårdvarulösning skulle förväntas överträffa en mjukvarulösning i ett typiskt RAID-scenario. Men när man implementerar en mjukvarudefinierad lagringslösning ökar potentialen för att få blandade resultat. Siffrorna ljuger inte i det här fallet, och StarWind SAN & NAS överträffade våra förväntningar.
StarWind-lösningen är, som nämnts ovan, ambitiös. Den innehåller FCP, NMVe SSD, GRAID-hårdvara och mjukvara för att dra ihop allt. Genom att dra full nytta av beräkningskraften i GRAID SupremeRAID-kortet, prestandan hos NVMe SSD:erna och den låga latensen och tillförlitligheten hos Fibre Channel, markerar denna konfiguration alla rutorna. Att få dessa prestandasiffror från ett traditionellt hårdvaru-RAID-kort skulle vara omöjligt utan att installera flera kort på servrarna.
StarWind SAN & NAS drar full nytta av GPU-processorkraften i GRAID-kortet. I vart och ett av testscenarierna kunde StarWind-lösningen uppfylla förväntningarna. Med GRAID avlastning av I/O-bearbetning till GPU:n reducerades CPU-användningen avsevärt jämfört med att köra mjukvaru-RAID-lösningar. CPU-användningen på lagringsnoden var 2-10 gånger lägre än när man använder SW RAID som frigör CPU-resurserna för andra uppgifter. Även med StarWind-lösningen uppnådde SW RAID-testerna praktiskt taget den fulla prestanda som en typisk RAID-array skulle ge men med en högre latenskostnad.
I grund och botten presenterades den mest imponerande prestanda för delad lagring av en redundant GRAID-lagringsuppsättning full av PBlaze6 6920 Series NVMe SSD:er med StarWind SAN & NAS på toppen och kör över Fibre Channel till klientnoder, med Marvell Qlogic 2772 Fibre Channel-adaptrar. GRAID är den enda tekniken som garanterar förmodligen den högsta prestanda mjukvarudefinierad delad lagring kan få från och med nu. GRAID-bygget har fått cirka 50 % av den lokala RAID-arrayens prestanda med ungefär samma latens som den lokala lagringen.
StarWind SAN & NAS gör det möjligt att uppnå full GRAID-prestandapotential. NVMe-oF och RDMA kommer att inkluderas i efterföljande builds.
Klicka på länkarna för att hitta mer information om prestandan för GRAID SupremeRAID , NVMe-oF och StarWind NVMe-oF-initiatorer.
Amazon