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EMC VNXe1600 评测

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VNXe1600 是一款 2U 存储阵列,支持来自 EMC 的 10G iSCSI 和 16Gb FC,它将 VNX2 控制器和混合存储集成到一个包中,市场价低于 9,000 美元。 这些价格对于完整的 VNX 存储解决方案来说是前所未有的,标志着 EMC 在 SMB 市场的进一步深入。 VNXe3200 的推出首次表明了这一方向,这是面向 SMB 的新型 VNX2 阵列的基础。

VNXe1600 阵列的两个存储处理器模块均采用英特尔® 至强® E5 2.6GHz 双核处理器,与 VNXe3200 一样,VNXe1600 也提供光纤通道和 10GbE 两种连接方式。我们之前有机会实际体验 VNXe3200 时,它是首款也是唯一一款采用 2U 机架式设计并将控制器与存储集成在一起的 VNX 产品。VNXe1600 的推出,凸显了 EMC 致力于将 VNX 产品推向全新市场领域的决心,它将 VNXe3200 精简为一款价格更亲民、面向中端市场客户的产品。

VNXe1600 提供两种不同的 2U 机箱选项:带 25 英寸托架的 2.5 驱动器阵列和带 12 英寸托架的 3.5 驱动器阵列。 两个选项都包含双 VNX 存储处理器 (SP)。 每个 VNXe1600 SP 包括两个 6Gb/sx 4 SAS 端口,用于通过 EMC 磁盘阵列存储模块 (DAE) 进行扩展。 镜像 VNXe1600 阵列机箱配置,可用的 DAE 包括一个带 12 英寸托架的 3.5 驱动器机柜和一个带 25 英寸托架的 2.5 驱动器机柜。 VNXe1600 最多可以管理 200 个磁盘,具体取决于所使用的扩展柜。 DAE 类型可以在一个部署中混合使用。

并排对比:VNX1600 与 VNXe3200
Detail VNXe1600 VNXe3200
底座 3.5" x 12 驱动器 DPE
2.5" x 25 驱动器 DPE
3.5" x 12 驱动器 DPE
2.5" x 25 驱动器 DPE
中央处理器 双核 2.6 GHz Ivy Bridge 四核 2.2 GHz Sandy Bridge
物理内存大小 8GB(1 个 8GB 内存) 24GB(3 个 8GB DIMM)
表圈 标准挡板,无蓝光 EMC 品牌挡板,带蓝光
集成 I/O 2 端口聚合网络适配器 (Qlogic)
-2 x 8Gb 或 16Gb FC,或
-2 个 10GbE iSCSI,或
-2 x TwinAX 电缆
4 端口 10GbE 铜质 RJ45 端口
电子SLIC 4 端口 8Gb FC
4 端口 1GbE iSCSI)
4 端口 10Gb iSCSI)
4 端口 8Gb FC
4 端口 1GbE iSCSI
4 端口 10Gb iSCSI
DAE 2.5″ x 25 个驱动器和/或 3.5″ x 12 个驱动器 2.5″ x 25 个驱动器和/或 3.5″ x 12 个驱动器
最大驱动器插槽 200 150
最大容量(TB) 400TB 500TB
块 | 文件 是 | 不 是 | 是的

与 VNXe3200 相比,VNXe1600 阵列具有更轻的 CPU 和内存规格以及一些可用数据服务的精简。 缩减 VNXe3200 的另一个关键变化是 VNXe1600 仅支持块存储,而不是 VNXe3200 的统一块和文件服务。

与 VNXe3200 一样,VNXe1600 使用 EMC 的 MCx“Multicore Everything”架构,该架构为 VNX2 数据服务提供 CPU 优化,包括针对 FAST Cache 等混合存储性能的多核优化。 MCx 还提供处理器级优化以支持虚拟化工作负载。 在 VNXe1600 上,EMC 的多核缓存、多核 FAST Cache 和多核 RAID 能够利用 MCx。 多核缓存优化每个存储处理器的 DRAM 和内核使用,以提高写入和读取性能。 FAST Cache 是一种大型辅助 SLC SSD 缓存,用于为具有 I/O 峰值的应用程序提供服务。 多核 RAID 管理和维护 RAID 功能。

Detail VNXe1600 VNXe3200
多核 FAST Cache 是(最大 200GB,限于 2 个驱动器配置) 是(最大 400GB)
多核缓存 | 多核RAID 是 | 是的 是 | 是的
快速副总裁 否(仅限单层存储池)
本机块复制 是(需要以太网端口才能使用此功能)
恢复点支持 没有
VMware 集成 在 Unisphere 中添加 vCenter/ESX 主机; VAAI; VSI; 瓦萨 在 Unisphere 中添加 vCenter/ESX 主机; VAAI; VSI; 瓦萨
存储资源 LUN、VMware VMFS NAS 服务器、文件系统、LUN、VMware NFS、VMware VMFS

我们在参观位于马萨诸塞州霍普金顿的EMC数据中心,对VNX5200进行基准测试时了解到,目前近70%的VNX2系统都采用混合闪存配置。VNXe3200的评测文章将更全面地介绍MCx及其作为VNX2核心组件的作用。

EMC VNXe1600 规格

  • 最少/最多驱动器:6 到 200(400TB 最大原始容量)
  • 最大 FAST 缓存:200GB
  • 驱动器机箱选项:25×2.5”闪存/SAS 驱动器 (2U) 或 12×3.5”闪存/SAS/NL SAS 驱动器 (2U)
  • 每个控制器的 CPU/内存:1 x 2.6 GHz Xeon (Ivy Bridge) 双核/8 GB
  • 每个控制器的嵌入式主机端口:每个融合网络适配器 (CNA) 2 个,支持 8/16GB 光纤通道或 10Gb 以太网连接。
  • 每个控制器的最大 Flex IO 模块数:1
  • 突袭选项:RAID 10/5/6
  • 支持的池 LUN:最多 500 个
  • 最大 LUN 大小:16TB
  • 总原始容量:400TB
  • 连接性:通过以太网 iSCSI 和光纤通道端口的 DAS 或 SAN 连接选项
  • Flex IO 模块选项
    • IO 模块 1GbE:每个模块 4 个端口
    • 10GbE 光纤:每个模块 4 个端口
    • 8Gb/s 光纤通道模块:每个模块 4 个端口
  • 支持的磁盘阵列机箱 (DAE):
    • 12 驱动器机箱:3.5” SAS、NL-SAS、闪存 (2U)
    • 25 驱动器机箱:2.5” SAS,闪存 (2U)
    • 后端(磁盘)连接:每个存储处理器包括两个 6 Gb/sx 4 串行连接 SCSI (SAS) 端口,提供与其他磁盘驱动器扩展柜的连接。
    • 最大 SAS 电缆长度(机柜到机柜):6 米
  • 支持的协议:
    • iSCSI、光纤通道
    • 路由信息协议 (RIP) v1-v2
    • 简单网络管理协议(SNMP)
    • 地址解析协议 (ARP)
    • Internet控制消息协议(ICMP)
    • 简单网络时间协议 (SNTP)
    • 轻量级目录访问协议 (LDAP)
  • 服务器操作系统支持:
    • Apple MAC O/S 10.8 或更高版本
    • 思杰XenServer 6.1
    • HP-UX
    • IBM AIX
    • IBM VIOS 2.2、2.3
    • Microsoft Windows 7、Microsoft Windows 8 和 Vista
    • Microsoft Hyper-V
    • Novell Suse 企业 Linux
    • Oracle Linux
    • 红帽企业Linux
    • Solaris 10 x86、Solaris 10 Sparc
    • 支持 Solaris 11 和 11.1,SPARC 和 x86
    • VMware 和 ESXi5.x
  • VNXe1600 基本软件包:标准集成管理和监控 VNXe 系统的所有方面,包括操作环境 3.1.3、所有协议(如上所列)、具有集成支持的 Unisphere 管理、FAST 缓存、块快照、远程保护 - 本机异步块复制和自动精简配置。
  • 可选软件:
    • 虚拟存储集成商 (VSI)
    • 电源路径
  • 客户端连接设施:
    • 阻止 iSCSI 和 FC 访问
    • 虚拟局域网 (IEEE 802.1q)
  • VMWare 集成:
    • VMware vStorage APIs for Array Integration (VAAI) for Block 通过利用更高效的基于阵列的操作来提高性能
    • vStorage APIs for Storage Awareness (VASA) 为 VMware 管理员提供存储感知
  • VNXe 物理尺寸(近似值):
    • VNXe1600 处理器机箱(3.5 英寸驱动器)
      • 尺寸(高/宽/长):3.40 英寸 x 17.5 英寸 x 20.0 英寸/8.64 厘米 x 44.45 厘米 x 50.8 厘米
      • 重量(最大):61.8lb/28.1kg
    • VNXe1600 处理器机箱(2.5 个驱动器)
      • 尺寸(高/宽/长):3.40 英寸 x 17.5 英寸 x 17.0 英寸/8.64 厘米 x 44.45 厘米 x 43.18 厘米
      • 重量(最大):51.7 磅/23.5 千克
    • VNXe1600 扩展柜(12 个 3.5 英寸驱动器)
      • 尺寸(高/宽/长):3.40 英寸 x 17.5 英寸 x 20.0 英寸/8.64 厘米 x 44.45 厘米 x 50.8 厘米
      • 重量(最大):52.0lb/23.6kg
    • VNXe1600 扩展柜(25 个 2.5 英寸驱动器)
      • 尺寸(高/宽/长):3.45 英寸 x 17.5 英寸 x 13 英寸/8.64 厘米 x 44.45 厘米 x 33.02 厘米
      • 重量(最大):48.1lb/21.8kg

建筑与设计

VNXe1600 驱动器使用类型、容量和速度标签来简化视觉识别。 VNXe1600 中的前四个驱动器是系统驱动器。 12 驱动器 3.5” 外形使用单个 LED 显示电源和状态,而 25 驱动器 2.5” 阵列使用单独的 LED 来实现此功能。 VNXe1600 驱动器盒包括金属和塑料组件,并通过带有手柄、闩锁和弹簧组件的托架固定。

VNXe1600 包含两个 VNX2 存储处理器 (SP),这是为阵列提供计算和 I/O 的宏观级组件。 每个 VNXe1600 SP 都包含一个带有 Intel Xeon 双核 2.6-GHz 处理器的 CPU 模块和一个 DDR 插槽,每个 SP 具有 8GB 内存。 这些存储处理器与阵列的电源、风扇一起是冗余的。

VNXe1600 提供动态故障转移和故障回复,旨在允许在运行时进行软件和硬件升级以及组件更换。 存储处理器可以从磁盘处理器机箱 (DPE) 中单独移除。 每个 SP 上面有三个风扇模块; 每个 SP 上的三个风扇中至少有两个必须处于活动状态,否则系统将保存缓存并关闭。

每个磁盘处理器机箱 (DPE) 都有两个电源模块。 一个 3 芯锂离子电池备用单元 (BBU) 位于每个 SP 中,以在电源出现故障或从机箱中移除 SP 时提供足够的电力将 VNXe1600 的 SP 缓存内容刷新到内部 mSATA 存储。 这种对细节的关注是 EMC 的 SMB 设备与目前在该领域竞争的大多数其他平台之间的明显区别点。 32GB mSATA 驱动器位于每个 SP 下方,包含一个分区,用于保存在初始启动时读取的启动映像以及缓存数据的存储空间。 如果一个 mSATA 驱动器损坏,它可以从对等 SP 恢复。

在 VNXe1600 的背面,可以在出厂时为 10GbE 光学 iSCSI 或 8 或 16 Gb/s 光纤通道配置两个集成的聚合网络适配器 (CNA) 端口。 CNA 支持 10G 光学 SFP 和 10G 有源/无源双轴电缆,光纤通道 CNA 模块支持 8 或 16Gb/s SFP。

VNXe1600 还可以部署额外的接口模块以增加连接选项。 但是,VNXe1600 的两个存储处理器必须安装相同种类的 I/O 个性化模块。 VNXe1600 目前提供三个 I/O 个性化模块:

  • 支持 1 Gb/s 的四端口 1Gb/s 铜质以太网 I/O 个性化模块
  • 支持 8/2/4Gb/s 的四端口 8-Gb/s 光纤通道 (FC) I/O 个性化模块
  • 支持 10Gb/s 的四端口 10-Gb/s 光以太网 I/O 个性化模块

阵列的后部包含两个用于扩展的四通道 6Gb/s mini-SAS HD 端口。 VNXe1600 包括一个 LAN 管理端口和一个 LAN 上串行服务端口。 后部还提供一个 mini-USB 端口、一个 NMI 初始端口、LED 指示灯,以及一个电源模块和三个冷却风扇。

管理和操作系统

VNX 系列产品使用 EMC 的 Unisphere 管理软件,我们发现它提供了可访问性和深度的有益组合。 Unisphere 非常精简,可以在单个阵列的规模上进行配置和管理,而且还设计用于管理数据中心和多站点企业规模的多台机器。 访问 EMC 的管理生态是该解决方案的卖点之一,Unisphere 界面简洁,对于熟悉其他存储阵列操作和管理系统的人来说学习曲线简单。

所有 VNXe1600 阵列随附的 VNX 软件包括 VNXe 操作环境、Unisphere Web 管理界面、EMC 的集成在线支持生态系统、块协议:iSCSI (IPv4/6) 或 FC、Unisphere Central(多系统、多站点)、SSD FAST缓存、基于块的快照、远程保护-本机异步块复制和精简配置。 VNXe1600 具有 VNX2 平台的一些最新增强功能,包括扩展的 RAID 选项、动态/自动热备份、驱动器移动性和快照。

此快照技术专为快速复制生产数据而设计,支持在可用存储空间等可配置参数内自动安排和删除快照。 VNXe1600 在 VNX2 快照技术之上构建了对 LUN、LUN 组和 VMware VMFS 数据存储的本机异步复制支持,以提供自动和手动同步。 这些快照使用“写入时重定向”技术,将写入发送到同一池中的新位置,并支持分层快照(“快照快照”)。

VNXe1600 对闪存、SAS 和 NL-SAS 驱动器使用基于池的调配,不支持经典 RAID 组。 对于 VNXe1600,所有存储池都必须由来自同一存储层的驱动器组成:闪存、SAS 或 NL-SAS。 可以创建多个存储池,每个存储池都具有特定的驱动器技术。 VNXe1600 不支持多层池或 EMC 的 FAST VP。

SP 缓存优化 VNXe1600 的存储处理器 DRAM 以提高主机写入和读取性能。 不是将“脏”缓存页面刷新到磁盘,而是将页面复制到磁盘,但在最终从缓存中删除之前仍保留在内存中以供近期重用。

多核 FAST Cache 可被视为从 SSD 构建的二级缓存,并增强 VNXe1600 基于 DRAM 的多核缓存与阵列管理的非闪存存储池之间的 I/O 活动。 请注意,初始 VNXe1600 版本仅支持具有总共两个缓存驱动器的 FAST Cache 配置:EMC 暗示未来版本可能没有此限制。

可免费下载的插件适用于 VMware vCenter 和 Microsoft System Manager,可以从这些管理系统中处理基本元素管理和阵列配置。 EMC Virtual Storage Integrator (VSI) for VMware 也可用于允许管理员将虚拟机映射到存储并从 VMware vCenter 自行配置存储。 适用于 Microsoft 环境的 EMC Storage Integrator for Windows Suite (ESI) 供应应用程序并提供存储拓扑视图脚本库。 ESI 还包括系统中心集成,例如 SCOM、SC O 和 SCVMM。

EMC 的 VASA、VAAI 和 VMware Aware Integration 可用于与 VMware vCenter 和 ESXi 主机集成。 这些集成包括从 VMware 界面进行存储监控和从 Unisphere 创建数据存储。 VMware Site Recovery Manager (SRM) 可用于灾难恢复。

测试背景和比较

我们会公布实验室环境清单实验室网络功能概述以及其他测试方案详情,以便管理员和设备采购负责人能够客观地评估我们获得已公布结果的条件。为了保持独立性,我们所有的评测均不受被测设备制造商的付费或操控。

我们的 VNXe1600 基准测试将使用可能在实际部署中看到的几种配置。 将使用 100GB RAID6 存储池、1000GB RAID6 池、100GB RAID10 池和 1000GB RAID10 池检查性能。 这些池中的每一个都将通过光纤通道访问。

100GB 测试大小专门用于显示 FAST Cache 中的性能,而 1000GB 测试超出了 183GB 可用 FAST Cache 的范围,并显示了后端存储池的能力。

我们使用戴尔 PowerEdge R730测试平台对该阵列进行了基准测试:

  • 双 Intel E5-2690 v3 CPU(2.6GHz,12 核,30MB 缓存)
  • 256GB 内存(16GB x 16 DDR4,每个 CPU 128GB)
  • 1 个 Emulex 16GB 双端口 FC HBA

Brocade 6510 16Gb/s FC 交换机

  • 聚合带宽:768Gb/s 端到端全双工

企业综合工作负载分析

在启动每项fio 综合基准测试之前,我们的实验室会先对设备进行预处理,使其在 16 个线程、每个线程 16 个未处理队列的重负载下达到稳定状态。然后,我们会以设定的时间间隔,采用多种线程/队列深度配置对存储设备进行测试,以展示其在轻负载和重负载下的随机性能。

预处理和初级稳态测试:

  • 吞吐量(读+写 IOPS 聚合)
  • 平均延迟(读+写延迟一起平均)
  • 最大延迟(峰值读取或写入延迟)
  • 延迟标准偏差(读+写标准偏差一起平均)

该综合分析包含四种配置文件,这些配置文件广泛用于制造商规范和基准测试:

  • 4k 随机 – 100% 读取和 100% 写入
  • 8k 顺序 – 100% 读取和 100% 写入
  • 8k 随机 - 70% 读取/30% 写入
  • 128k 顺序 – 100% 读取和 100% 写入

在 4k 传输基准测试中,VNXe1600 的 100GB RAID6 卷的吞吐量最高,读取操作为 55,147IOPS,写入操作为 27,340IOPS。 100GB RAID10 卷在 4k 吞吐量方面紧随其后。 在 1000GB 池中,RAID6 卷在读取吞吐量方面表现出色,而 RAID10 卷在 4k 写入操作方面表现出色。

4k 随机传输的平均延迟结果再次表明 RAID6 和 RAID10 卷在配置 100GB 存储池时具有竞争力。 然而,1000GB RAID6 卷的平均写入延迟结果与其等效的 1000GB RAID10 卷非常不成比例。

1000GB RAID6 卷在 4k 随机基准测试中也经历了迄今为止最大的延迟值。 100GB RAID10 共享实现了读写操作的最低 4k 随机最大延迟。

4k 随机的标准偏差计算表明,100GB RAID10 卷在此基准测试协议期间保持最一致的延迟。 100GB RAID6 卷的读取操作延迟也非常一致,标准偏差为 4.44 毫秒。

将基准转移到在纯读取和纯写入传输中使用 8k 传输,从而在部署到 VNXe1600 的各种配置中获得更具竞争力的性能。 读写性能的最佳表现来自 1000GB RAID6 池,读取传输达到 150,705IOPS,写入传输达到 60,344IOPS。

在完全随机的 8K 70% 读取操作和 30% 写入合成工作负载的情况下,我们主要关注 FAST Cache 中的性能优势与 VNXe1600 在 RAID6 和 RAID10 中的 FAST Cache 性能优于 FC。 100GB RAID6 测量略微超过 100GB RAID10 配置,尽管两者的性能都明显高于我们的 1000GB 测试。 在 FAST Cache 之外,RAID10 提供了比 RAID6 更高的吞吐量,这并不完全令人惊讶。

8k 70/30 基准测试的平均延迟结果还显示,与响应时间最短的 FAST Cache 1000GB RAID6 和 RAID100 测量结果相比,6GB RAID10 池的性能垫底。

在 8k 70/30 基准测试期间记录的最大延迟也反映了 1000GB RAID6 与深队列的斗争。 其他配置的最大延迟更加复杂,其中 VNXe1600 100GB RAID10 的总体结果最好。

8k 70/30 基准的标准偏差计算强调了 1000GB RAID6 池在令人难以置信的负载下的不均匀延迟性能,同时也反映了 100GB RAID6 池与 100GB RAID10 池在延迟方面的平滑一致性。

本次审查的最终基准使用 128k 顺序传输,同时进行 100% 读取和 100% 写入操作。 尽管 1000GB RAID6 池在读取操作方面落后不多,但 3.09GB RAID1000 池能够维持测试中最高的读取传输速度 10GB/s。 另一方面,1000GB RAID10 池在写入性能方面大大超过 1000GB RAID6 池,在测试的配置中名列前茅。

结语

EMC VNXe1600 继续将 VNX 产品系列推向 10 万美元以下的 SMB 市场,具有真正的企业级功能集和价格标签,这将使其对中心辐射部署、异地复制和其他 SMB 应用程序具有吸引力。 可能已经拥有 VNX 基础架构的大型组织会发现 VNXe1600 适用于内部部门和远程办公室。 凭借低起步价,EMC 希望能在大多数入门级企业竞争对手的心中引起恐惧,因为他们通常对这个价格区间感到安全和舒适。 一般来说,双活控制器、8/16Gb FC 连接、复制支持等功能只出现在更上游的系统中。 就包括板载备用电池而言,它可以在发生电源故障时将系统 DRAM 刷新为闪存,这对于许多客户可能会在这个范围内购买的产品来说似乎有点矫枉过正,但这是与 EMC 等供应商相比的不同之处给通常只在价格或 BYOD(自带驱动器)模式上竞争的二级或三级供应商。

就性能而言,EMC VNXe1600 提供了相当大的优势,尽管在其可选的 200GB FastCache 中能够处理工作负载时更是如此。 我们看到了强大的全随机结果,根据后端存储池配置,4K 读取 IOPS 超过 55k,写入 IOPS 超过 30k。 8k 70/30 性能达到超过 35k IOPS 的峰值,表明与 VNXe3200 中的四核 CPU 相比,双核 CPU 控制器仍然具有强大的性能。 顺序性能也很强,在 3Gb FC 上测量超过 1.8GB/s 的读取速度和 16GB/s 的写入速度。

市场上有价格低于 VNXe1600 的混合阵列,但 VNXe 以其对 VNX2 功能和互操作性的访问而著称,小型客户在过去可能觉得价格过高。 VNXe 是 EMC 业务中较小的部分之一,但就在各自价格范围内取得的成就而言,VNXe1600 和 VNXe3200 是非凡的机器。 考虑到功能集、缓存性能和支持基础架构,VNXe1600 在起价低于 10 万美元的阵列中明显处于领先地位。 坦率地说,VNXe1600 的性能非常好,很难为此类别的其他选项提供支持。

优点

  • EMC VNX 级存储,以过去可能被定价过高的客户可以接受的价格
  • 灵活的混合驱动器配置和连接选项,包括 iSCSI 和光纤通道
  • 高度重视数据完整性,包括用于系统缓存的电池供电 mSATA 闪存备份

缺点

  • FAST Cache 目前仅限于两个缓存驱动器

底线

EMC 仅作了一些妥协,以 VNXe2 的集成 2U 外形以前所未有的价格将 EMC 的 VNX1600 系列的强大功能和支持引入新市场。

VNXe1600 产品页面

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