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华为 OceanStor Dorado2100 G2 全闪存阵列评测

by StorageReview 企业实验室

华为OceanStor Dorado2100 G2是一款全闪存SAN,采用双控双活架构,可配置MLC或SLC SSD。 该平台是内部设计的,从机箱到 SSD 和 SSD 控制器从上到下都利用了华为组件。 这种集成水平使华为能够从阵列中获得尽可能多的性能,并且在全闪存阵列 (AFA) 市场中独树一帜。 根据制造商基准测试,Dorado2100 G2 可以达到 600,000 IOPS,延迟低至 500μs,他们还指出其公开的 SPC-1 IOPS 得分超过 400k。 总体性能数字比第一代 Dorado AFA 提高了 3 倍。 这种性能水平使该阵列非常适合高性能数据库需求、VDI 和其他对延迟敏感的任务关键型工作负载。


华为OceanStor Dorado2100 G2是一款全闪存SAN,采用双控双活架构,可配置MLC或SLC SSD。 该平台是内部设计的,从机箱到 SSD 和 SSD 控制器从上到下都利用了华为组件。 这种集成水平使华为能够从阵列中获得尽可能多的性能,并且在全闪存阵列 (AFA) 市场中独树一帜。 根据制造商基准测试,Dorado2100 G2 可以达到 600,000 IOPS,延迟低至 500μs,他们还指出其公开的 SPC-1 IOPS 得分超过 400k。 总体性能数字比第一代 Dorado AFA 提高了 3 倍。 这种性能水平使该阵列非常适合高性能数据库需求、VDI 和其他对延迟敏感的任务关键型工作负载。

Dorado2100 G2 代表了幕后工作的新知识产权组合,但公开了一组强大的通用企业 SAN 功能,包括缓存管理、I/O 调度和智能自动精简配置。 Dorado2100 G2 还通过了 VMware ESXi 5.1/5.0 和 SAP 等关键企业平台的认证。 在网络方面,该阵列支持 8Gbit/s 光纤通道、10Gbit/s iSCSI 和 40Gbit/s IB QDR,以广泛支持各种用例。 

系统利用垂直整合的优势,利用自身的磨损均衡、坏块修复和随机扰码技术,实现了大于百万小时的全局MTBF。 其机箱设计还包含冗余电源、风扇、接口模块、SSD 和集成电池备份单元。 Dorado2100 G2支持RAID 0、5、10,全局热备和故障硬盘数据预拷贝,增强系统保护。

华为 UltraPath 多路径使用主机驱动来分析和路由主机和存储设备之间的访问,以在一个 LUN 有多个路由可用时提高可靠性和性能。 UltraPath 可以配置为在服务器和阵列之间进行故障转移和负载平衡。 此外,Dorado2100 G2 管理和维护机制支持 GUI 和 CLI 模式,并通过声音、短信和/或电子邮件提供方便的警报通知。

华为为我们提供了一个6U的测试平台,包括存储控制器单元和两个扩展架,总共使用75个200GB SLC SSD。

华为 OceanStor Dorado2100 G2 规格

  • 外壳:2U 用于控制器和每个额外的磁盘架
  • 控制器:双控制器,主动/主动
  • 板载 I/O 端口:8 x 8Gbit/s 光纤通道
  • I/O扩展模块最大数量:2
  • I/O 扩展模块选项
    • 4 x 8Gbit/s 光纤通道
    • 4 个 10Gbit/s iSCSI ToE(TCP 卸载引擎)
    • 2 个 40Gbit/s InfiniBand QDR
  • 容量选项
    • SLC:每个机箱 2.5TB 或 5TB
    • eMLC:每个机箱 5TB 或 10TB
    • 最大扩展硬盘框:3
  • 性能
    • 带宽:10GB/s
    • 吞吐量:600,000 IOPS
    • 延迟:500μs
  • 软件功能
    • RAID 级别:0、5、10
    • 最大主机数:512
    • 最大 LUN 数量:2,048
    • 多路径软件:UltraPath
  • 电源规格
    • 电源(交流):100V 至 127V 或 200V 至 240V
    • 典型功耗
    • 2U控制框:580W
    • 2U硬盘框:295W
  • 外形尺寸(高x宽x深)
    • 2U 控制器外壳:86.1mm x 446mm x 582mm (3.39in x 17.56in x 22.91in)
    • 2U硬盘盒:86.1mm x 446mm x 412mm (3.39in x 17.56in x 16.22in)
  • 重量
    • 2U控制框25块HSSD:32.5kg
    • 2U硬盘框25块HSSD:24.5kg
  • 经营环境
    • 5°C 至 40°C,高度低于 1,800m
    • 5°C 至 30°C,海拔高度在 1,800m 至 3,000m 之间
    • 工作环境湿度:5% RH 至 95% RH

建筑与设计

华为 Dorado2100 G2 控制器具有 25 个驱动器托架,最多可以连接到三个扩展架,每个扩展架有 25 个额外的驱动器。 虽然 25 对于某些 RAID 组(例如 RAID10)来说似乎是一个奇数,但每个架子中的第 25 个驱动器是专用的热备用驱动器。 从正面看,Dorado2100 G2 提供简约的设计,可以与其他一级存储供应商竞争。

Dorado2100 G2平台后部采用模块化设计,维护非常方便。 每个主要系统组件,如电源、风扇模块/电池组、控制器或 I/O 模块,都可以在不使用工具的情况下快速更换。 一个有趣的功能是在机箱内包含一个 UPS,以允许在发生电源故障时将系统缓存刷新到磁盘。 锂离子电池位于每个风扇模块内,在系统通电时提供充足的冷却。

Dorado2100 G2 采用双控制器。 每个控制器包括一个接口模块插槽,可以是光纤通道 (8Gbit/s)、iSCSI (10Gbit/s) 或 InfiniBand (40Gbit/s)。 两个控制器必须使用相同类型的接口。 我们的配置利用了 8Gb FC,每个控制器上有 4 个端口。 双迷你 SAS 电缆在控制器和扩展架之间提供连接,并在电缆出现故障时提供路径冗余。

管理

Dorado2100 G2 通过华为的 ISM 软件进行管理,该软件使用 Java 客户端进行管理。 基于树的导航窗格保留在左侧,右侧视口用于当前管理任务或系统概览。 管理实用程序允许用户监控系统健康状况并处理所有活动,直至更改 RAID 类型或映射 LUN。

通过管理软件查看单个组件的健康状况是一项简单的任务,华为提供了阵列的 GUI 界面,将鼠标悬停在某些部分上会弹出一个描述该组件的窗口。 可以更改此视图以显示控制器以及每个扩展架。

Dorado2100 G2 支持厚“传统”LUN 以及具有可扩展容量的精简 LUN。 Thick LUN不能超过系统总容量,Thin LUN可以配置更大的总量。

ISM 支持两种映射模式:1) 启动器映射模式,它在阵列端为光纤通道 SAN 建立映射;2) 主机启动的阵列端口映射模式,支持所有结构类型。

ISM 提供了丰富的信息,包括整个阵列的性能监控功能,细化到更小组件的粒度级别。 在生产环境中优化平台或诊断问题时,这非常有用。

测试背景和比较

我们发布一个 我们实验室环境的清单,一个 实验室网络能力概述,以及有关我们测试协议的其他详细信息,以便管理员和负责设备采购的人员可以公平地衡量我们取得公布结果的条件。 我们的评论都不是由我们正在测试的设备制造商支付或监督的。

我们会将华为 OceanStor Dorado2100 G2 集群与 JetStor 网络存储 1600S, Fusion-io 离子加速器及 Infortrend ESDS S16F-G2652-4.

Fusion-io离子

  • 闪存:12.8TB/25.6TB 可用(8 x 3.2TB ioScale PCIe SSD RAID10/RAID0)
  • 网络互连:4 x 16Gb 光纤通道

华为OceanStor Dorado2100 G2:

  • 闪存:7.2TB/14.2TB/14.4TB 可用(75 x 200GB SLC 华为 SSD RAID10/RAID5/RAID0)
  • 网络互连:8 x 8Gb 光纤通道

Infotrend ESDS S16F-G2652-4:

  • 闪存:3.2TB 可用(16 x 400GB Smart Optimus SSD RAID10)
  • 网络互连:4 x 16Gb 光纤通道

捷视NAS 1600S

  • 闪存:3.2TB 可用(16 x 400GB Smart Optimus Eco SSD RAID10)
  • 网络互连:2 x 10GbE Twinax

每个可比较的阵列也用我们的基准进行了基准测试 联想 ThinkServer RD630 测试平台:

  • 2 x Intel Xeon E5-2690(2.9GHz,20MB 缓存,8 核)
  • 英特尔 C602 芯片组
  • 内存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
  • Windows Server标准2012的
  • 2 个 Emulex LightPulse LPe16202 Gen 5 光纤通道(8GFC、16GFC 或 10GbE FCoE)PCIe 3.0 双端口 CFA

Brocade 6510 16Gb/s FC 交换机

  • 聚合带宽:768 Gb/s 端到端全双工

我们对 Dorado2100 G2 的评测配置使用了 75 个 200GB SLC SSD,我们在 RAID0、RAID5 和 RAID10 中对其进行了测试。

应用性能分析

我们的前两个基准是 VMware VMmark 虚拟化基准测试Microsoft SQL Server OLTP 基准测试 它们都模拟类似于 Dorado2100 G2 及其同类产品旨在服务的应用程序工作负载。

StorageReview VMmark 协议利用一系列基于常见虚拟化工作负载和管理任务的子测试,并使用基于图块的单元测量结果。 磁贴衡量系统执行各种虚拟工作负载的能力,例如 VM 的克隆和部署、跨数据中心的自动 VM 负载平衡、VM 实时迁移 (vMotion) 和动态数据存储重定位 (storage vMotion)。

标准化 Dorado2100 G2 VMmark 2.5.1 应用得分最高为 23.02,18 个 Tiles,而其最高整体 VMmark 得分为 18.84,18 个 Tiles。 在一个区块中,标准化应用得分为 1.71,而一个区块的总得分为 1.59。 需要注意的是,这是迄今为止我们在 VMmark 中测得的最高性能。 我们的测试集群在 I/O 延迟从阵列中恢复之前就失去了动力!

StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议 采用事务处理性能委员会基准 C (TPC-C) 的当前草案,这是一种在线事务处理基准,模拟复杂应用程序环境中的活动。 TPC-C 基准比综合性能基准更接近于衡量数据库环境中存储基础设施的性能优势和瓶颈。 我们的 SQL Server 协议使用 685GB(3,000 规模)的 SQL Server 数据库,并测量 30,000 个虚拟用户负载下的事务性能和延迟。

在此基准测试中,我们利用所有三个阵列上的回写缓存,并使用单个 1TB iSCSI 或 FC 呈现给我们的 SQL Server,以将其数据库置于测试之下。

就每秒事务数而言,Dorado2100 G2 在两种 RAID 配置的 SQL 服务器测试期间接近我们测量值的顶部。 这些结果反映了仅受环境和测试协议限制的称职性能。

SQL Server 基准测试更重要的结果是我们对平均延迟的测量,它更能反映数据库系统用户和管理员体验性能的方式。 在 30,000 个虚拟用户的工作负载和 RAID10 配置下,Dorado2100 G2 将平均延迟保持在 15 毫秒,领先于 Jetstor 1600S。 针对 RAID5 重新配置以提供更高的容量,Dorado 的时钟平均延迟为 53 毫秒。

综合工作负载分析

我们的综合基准测试协议首先将目标存储预处理到稳定状态,并使用将用于测试设备的相同工作负载。 预处理过程使用 16 个线程的重负载,每个线程有 16 个未完成队列。

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)

预处理完成后,每个被比较的设备都会在多个线程/队列深度配置文件中进行测试,以显示轻度和重度使用情况下的性能。 本次审查的综合工作量分析将使用制造商规范和基准中广泛引用的两个配置文件:

  • 4k 配置文件
    • 100% 读取和 100% 写入
  • 8K 配置文件
    • 100% 读取和 100% 写入
    • 70% 读取,30% 写入

在这些综合基准测试中,我们在两种模式下测试了 Dorado2100 G2:WB,表示启用回写缓存,WT,表示直写。 回写通过控制器高速缓存发送数据,从而缩短突发传输的响应时间。 直写将数据直接发送到 SSD,因此在持续工作负载下应该具有更高的性能。

在 4k 综合基准测试中,Dordo2100 G2 在启用回写的同类产品中实现了最大的读取吞吐量。 虽然切换到写入吞吐量略微降低了读取吞吐量,但它大大提高了写入吞吐量。 当配置为启用直写的 RAID2100 阵列时,Dorado2 G4 在 0k 基准测试中实现了最佳整体性能,读取操作的 IOPS 为 381,405 IOPS,写入操作的 IOPS 为 340,614 IOPS。

启用直写也对 Dorado2100 G2 在 4k 综合基准测试中的写入延迟产生了关键影响。 Dorado2100 G2 作为启用回写的 RAID4 阵列的平均 0k 写入延迟为 1.52 毫秒。 使用 RAID0.67 阵列,直写模式的平均延迟时间不到 0 毫秒的一半。

4k 基准测试期间的最大延迟是 Dorado2100 G2 在我们测试的每个配置中都落后于同类产品的指标。 与其他 4k 结果一样,启用直写后写入性能确实有所提高

标准偏差结果有助于识别在综合基准测试期间经历大于平均延迟范围的设备。 在 4k 基准测试中,Dorado2100 G2 在配置为直写模式时实现了同类最佳的标准偏差结果。

在为 8k 工作负载重新调整阵列后,我们测量了 16 个线程的重负载和 16 队列深度的 100% 读取和 100% 写入操作的吞吐量。 对于这些工作负载,回写模式为 Dorado8 G2100 提供了最佳的整体 2k 性能,但阵列配置为 RAID0 时除外。

下一个结果基于一个测试,该测试由 70% 的读取操作和 30% 的写入操作组成,工作负载为 8k,跨一系列线程和队列计数。 Dorado 2100 G2 在具有高线程数和高队列深度的工作负载上表现最好,它通常能够胜过 Fusion-io 配置,而 Fusion-io 配置在其他方面名列前茅。 当配置为直写时,Dorado 2100 G2 在 8k 70/30 基准测试中的整体表现更好。

就平均延迟而言,Dorado2100 G2 在 8k 70/30 基准测试期间的更高工作负载下也表现最佳,并且从直写配置中获益最多。 在此基准测试中,Dorado2100 G2 的最差结果出现在 RAID5 测试期间。

Dorado2100 G2 在 8k 70/30 基准测试中的最高延迟是在系统配置为回写模式并在大队列达到峰值时测得的。 Dorado2100 G2 直写配置的最大延迟要低得多,但仍高于同类阵列。

8k 70/30 基准的标准偏差计算也突出了 Dorado2100 G2 的回写配置在高队列计数下处理此工作负载的问题。 另一方面,直写配置能够实现比同类配置更一致的延迟。 在线程数为 16 和队列深度为 16 时,配置为 RAID2100 和直写的 Dorado2 G0 将其标准偏差保持在 0.32 毫秒。

结语

华为 Oceanstor Dorado2100 G2 是一款超高性能全闪存阵列,旨在充当 I/O 密集型应用程序工作负载的主存储。 Dorado2100 G2 具有 MLC 或 SLC 闪存提供的扩展垂直集成配置,专为具有高度虚拟化基础架构、大型数据库或高性能计算需求的不断增长的数据中心而设计。 华为定位闪存阵列具有广泛的功能集,以及多种互连选项,包括 8Gb FC、10Gb iSCSI 和 40Gb IB。 这使其能够灵活地跨利用不同存储网络结构的不同细分市场开展工作。 在性能方面,该平台旨在取代大型传统 HDD SAN,当您考虑到 2-8U 阵列的设计性能优于 1,500 个 15K HDD SAN 时,可显着节省电能。

在性能方面,Oceanstor Dorado2100 G2 全面发布了出色的结果,在我们的许多阵列基准测试中创造了记录。 在我们的 4k 随机 100% 读取和 100% 写入配置文件中,它在启用回写 (WB) 的同类产品中显示出最大的读取吞吐量,在 RAID411,065 中拥有 0 IOPS。 对于直写 (WT),读取吞吐量差异并不显着; 但是,在某些情况下,它的写入速度增加了两倍以上。 Dorado2100 G2 在启用 WB 的情况下在平均延迟方面也表现出色,尽管与使用 WT 时相比其写入延迟明显更高。 在我们的 8k 顺序(100% 读取和 100% 写入)工作负载中,Dorado2100 G2 在提供的回写模式下表现最佳,尤其是当阵列配置为 RAID10 时,在 480,904T/16Q 下读取 16 IOPS。 在查看由 70% 的读取操作和 30% 的写入操作组成的测试时,在一系列线程和队列计数的 8k 工作负载下,Dorado2100 G2 发布了它的结果(并且以显着的优势位居排行榜榜首)余量)在 RAID0 WT 中配置时。

虽然综合结果显示了一个良好的起点,但我们对其在应用程序测试中的强大性能印象最深刻。 在 SQL Server 测试中,Dorado2100 G2 的平均延迟为 15 毫秒。 在我们的 VMware VMmark 基准测试中,Dorado2100 G2 将我们的 4 节点顶级规格计算集群发挥到了极限,将其峰值负载推高至 18 个区块,同时仍保持 QoS 受控。 它是我们实验室迄今为止记录的最高 VMmark 运行记录,差距很大。 说这些数字令人印象深刻是轻描淡写的说法。

如果说华为要遭受重创,那就是在数据服务方面。 虽然它们确实具有多路径驱动程序和自动精简配置等功能,但这些单元缺少核心功能,如系统范围的快照、复制和数据减少(重复数据删除和压缩),尽管它们的一些较大的 AFA 系统确实包含额外的服务。 数据缩减功能在 AFA 中尤为重要,因为原始与可用的争论在购买决策过程中很重要。 华为通过比许多其他 AFA 更具成本效益来应对这一点,但他们有一些其他人不喜欢的优势,因为垂直集成和专用于这项工作的硬件具有集成电池备份单元等功能。 对于应用程序定义的工作负载,Dorado2100 G2 可以提供很多功能,在拥挤的市场中脱颖而出。 

优点

  • 全面强劲的整体基准测试结果
  • VMmark 基准测试结果为我们的实验室设定了新的性能标准
  • 直观的管理界面 
  • 垂直整合的专用系统设计

缺点

  • 某些工作负载在回写模式下的延迟结果不佳
  • 缺少竞争系统提供的一些数据服务

底线

华为 Dorado2100 G2 是一款多功能且具有竞争力的全闪存阵列,在我们的许多基准测试中拥有一流的性能,同时在日益拥挤的 AFA 市场中仍然具有相对的成本效益。

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