QNAP ES1640dc NAS 評測

by StorageReview 企業實驗室 on 2017 年 1 月 19 日

企業 ◇ 中型 NAS

QNAP ES1640dc 是一款雙控制器 NAS，定位為該公司所謂的“真正的企業級”雲計算數據存儲。為了提升競爭力，QNAP 正在走向高可用性，為該設備利用更好的硬件、軟件以及重複數據刪除和數據壓縮。 ES1640dc 內的每個節點都配備了 Intel Xeon 6 核 E5-2420 v2 處理器、32GB DDR3 RAM、用於 NVRAM 緩存的 mSATA SSD，並預裝了支持 FreeBSD 的 QNAP QES 操作系統。新的 QES 操作系統支持 ZFS，這可以帶來更好的數據保護和更高的存儲容量。 ES1640dc 提供 16 個具有 SAS 3.5Gb/s 功能的 12 英寸驅動器托架，支持最新的高性能 SAS SSD 和大容量 HDD。

新的 ES1640dc 以高可用性為中心。如上所述，新裝置具有帶故障轉移功能的雙主動控制器，因此如果一個控制器丟失，另一個控制器會立即接管，從而實現零停機時間。存儲也可以以這樣的方式配置，也可以在主動/主動配置中運行，其中兩個控制器都可以用來託管自己分配的存儲。控制器的現場可更換特性使其能夠在不關閉 NAS 的情況下快速更換。遵循高可用性主題，QNAP ES1640dc 還提供電池供電的 NVRAM 緩存，可在發生電源故障時將數據寫入 mSATA SSD。 NVRAM 緩存還在兩個控制器之間進行鏡像，以避免在一個節點離線時丟失數據。

QNAP 採用了其所有單位使用的 NAS 操作系統 QTS，並針對這個新的企業系統對其進行了更改。新操作系統 QES 將保持與 QTS 相同的架構，從而縮短學習曲線。 QES 建立在 FreeBSD 之上，提供對 ZFS 的支持以更好地保護數據。與 ZFS 一起出現的是重複數據刪除和在線數據壓縮，QNAP 表示這將最大限度地發揮 VDI 存儲潛力。 QES 更能滿足企業的需求，我們將在下面的管理部分進行更深入的研究。

QNAP ES1640dc NAS 現已上市，市場價約為 9,699 美元。對於本次審查，我們將研究 ES1640dc v1。現在有一個 v2，但在審查時還沒有。 v2 支持 SAS 12Gb/s 驅動器，每個控制器有多達 4 個 10GbE SFP+ 端口，擴展槽預裝了 Mini-SAS 和 1 個 LAN-10G2T-X550。

QNAP ES1640dc NAS規格：

外形尺寸：3U
CPU：Intel Xeon 6核處理器E5-2420 v2（15M緩存，2.20GHz）
內存：32GB/64GB (DDR3) 用於主內存 DIMM 和每個控制器 16GB 寫入緩存 DIMM
緩存：mSATA SSD專用於NVRAM、SATA信號
驅動器托架：16
最大容量：160TB (10TB x 16)
兼容的驅動器類型：
- 3.5” SAS 6Gb/秒硬盤
- 2.5” SAS 6Gb/秒硬盤
- 2.5” SAS 6Gb/秒固態硬盤
外部端口：
- 2 x USB 3.0 / 2.0 端口
- 1 x 10/100/1000 Mbps LAN 端口/控制器
- 2 x RJ45 (LAN-10G2T-X550)/控制器
PCIe 插槽
- PCIe 插槽 x8 (Gen2 x8)：為 40GbE 或 10GbE 網卡預留
- PCIe 插槽 x4 (Gen2 x4)：為雙路徑 Mini-SAS 預留
電力
- 消費：
  - 睡眠模式：314.86W
  - 操作：501.40W
- 電源：770W
- 風扇：熱插拔風扇模塊（60x60x38mm；16000RPM/12v/2.8A x 3）
尺寸
- 深度：618mm
- 寬度：446.2mm
- 身高：132mm
- 重量：26.75kg / 58.97lb

設計和建造

QNAP ES1640dc 是一款前裝式 3U 單元。它最多可容納 16 個 3.5 英寸驅動器，這些托架佔據了設備正面的大部分空間。左側是電源和狀態按鈕。每個驅動器托盤都有一個指示燈，用於指示設備開機時的狀態。

在具有高可用性的主題中，ES1640dc 的設計考慮了現場可更換作為現場可更換單元或 FRU。兩個控件位於設備底部，無需打開機箱即可拆卸和更換。兩個控制器的左側是一個可拆卸的 BBU。兩者之上是一個可拆卸的 PSU。風扇模塊也很容易拆卸和更換，但是，機箱的頂部必須為此而脫落。

管理

QNAP 傳統上在其所有設備上提供相同的操作系統，無論用戶使用何種硬件進行交互，都保持相同的外觀和感覺。雖然新的 QES 操作系統分叉到一個新的後端操作系統，但它仍然具有與運行 QTS 的現有系統相同的外觀。該界面非常易於使用，但缺乏其他大型企業提供的一些改進，這些公司正在向 20k 以下的細分市場推進。

儘管新舊操作系統之間存在一些總體相似之處，但也存在一些顯著差異。除了具有不同的操作系統內核（舊的是 Linux，新的是 FreeBSD）之外，新操作系統使用 ZFS 作為其文件系統而不是 Ext4。 QES 沒有 App Station、Virtualization Station、Container Station 或 Intel Quick Assist。但是，新操作系統將其快照和單個 LUN 快照的上限從 1,024 增加到 65,536。放棄 Virtualization Station 表明 QNAP 對更可能青睞 VMware 或 Hyper-V 等虛擬機管理程序的大型企業的重視程度。對於遠程備份和 DR，QES 使用 SnapSync 而不是 QTS 使用的 Snapshot Replica。

應用程序工作負載分析

為了解企業級儲存設備的效能特徵，必須對實際生產環境中的基礎架構和應用程式工作負載進行建模。因此，我們對 QNAP ES1640dc 的基準測試包括Microsoft SQL Server OLTP 效能、透過 SysBench 測試的 MySQL OLTP 效能以及VMmark 效能。對於我們的資料庫應用程式工作負載，每個硬碟將運行 4 個或更多配置相同的虛擬機器。

QNAP ES1640dc 配置測試：

16 x 960GB Toshiba PX04S SAS3 SSD（2 個 RAID10 池，每個控制器一個）
2 x Intel X520 SFP（每個控制器一個）
2 個 3.1TB 即時分配 LUN（每個控制器一個，禁用壓縮和重複數據刪除）
Mellanox SX1036 作為 ToR 交換機，用於同一結構上的存儲和計算

StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用交易處理效能委員會 (TPC) 基準測試 C (TPC-C) 的最新草案。 TPC-C 是一款線上事務處理基準測試，能夠模擬複雜應用環境中的各種活動。與合成效能基準測試相比，TPC-C 基準測試更能準確評估資料庫環境中儲存基礎架構的效能優勢和瓶頸。在本次評測中，我們使用的每個 SQL Server 虛擬機器執行個體都包含一個 333GB（1,500 規模）的 SQL Server 資料庫，並在 15,000 個虛擬使用者的負載下測量其交易效能和延遲。

SQL Server 性能

每個 SQL Server VM 都配置有兩個虛擬磁盤：100GB 卷用於啟動，500GB 卷用於數據庫和日誌文件。從系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了 16 個 vCPU、64GB DRAM 並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。雖然我們之前測試的 Sysbench 工作負載在存儲 I/O 和容量方面使平台飽和，但 SQL 測試正在尋找延遲性能。

此測試使用在 Windows Server 2014 R2012 來賓虛擬機上運行的 SQL Server 2，由戴爾的數據庫基準工廠進行壓力測試。雖然我們對該基準測試的傳統用法是在本地或共享存儲上測試 3,000 規模的大型數據庫，但在本次迭代中，我們專注於在 ES1,500dc 上均勻分佈四個 1640 規模的數據庫（每個控制器兩個虛擬機）。

SQL Server 測試配置（每個虛擬機）

在Windows Server 2012 R2
存儲空間：分配 600GB，使用 500GB
SQL Server 2014的
- 數據庫大小：1,500 規模
- 虛擬客戶端負載：15,000
- 內存緩衝區：48GB
測試時長：3 小時
- 2.5 小時預處理
- 30分鐘採樣期

SQL Server OLTP Benchmark Factory LoadGen 設備

Dell PowerEdge R730 虛擬化 SQL 4 節點集群
- 集群中 5 個 2690GHz 的 Intel E3-249 v2.6 CPU（每個節點兩個，12GHz，30 核，XNUMXMB 緩存）
- 1TB RAM（每個節點 256GB，16GB x 16 DDR4，每個 CPU 128GB）
- 4 個 Mellanox ConnectX-3 InfiniBand 適配器（用於 vMotion 和 VM 網絡的 vSwitch）
- 4件¯x Emulex 16GB 雙端口 FC HBA
- 4件¯x Emulex 10GbE 雙端口網卡
- VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

在查看 SQL Server 輸出時，我們正在測試四個相同的 VM，它們給我們的 TPS 分數從 3,045.2 到 3,050.8 不等，總計為 12,192.9 TPS。

查看平均延遲，四個虛擬機的範圍從 153 毫秒到 158 毫秒不等，平均為 155 毫秒。雖然跨兩個控制器的所有四個虛擬機的延遲是一致的，但平均延遲高於我們測試過的其他全閃存企業解決方案；儘管比運行在線數據減少的解決方案更快。

系統性能

每個Sysbench虛擬機器都配置了三個虛擬磁碟：一個用於啟動（約 92GB），一個用於預先建置的資料庫（約 447GB），第三個用於待測資料庫（270GB）。在先前的測試中，我們為資料庫磁碟區分配了 400GB 的空間（資料庫大小為 253GB）；但是，為了在 ES1640dc 上部署更多虛擬機，我們縮小了分配的空間以騰出更多空間。從系統資源角度來看，我們為每個虛擬機器配置了 16 個虛擬 CPU、60GB DRAM，並使用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。負載產生系統由四台Dell R730 伺服器組成，虛擬機器均勻分佈在叢集中。

Dell PowerEdge R730 虛擬化 MySQL 4 節點集群

集群中 5 個 2690GHz 的 Intel E3-249 v2.6 CPU（每個節點兩個，12GHz，30 核，XNUMXMB 緩存）
1TB RAM（每個節點 256GB，16GB x 16 DDR4，每個 CPU 128GB）
4 個 Mellanox ConnectX-3 InfiniBand 適配器（用於 vMotion 和 VM 網絡的 vSwitch）
4件¯x Emulex 16GB 雙端口 FC HBA
4件¯x Emulex 10GbE 雙端口網卡
VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

Sysbench 測試配置（每個虛擬機）

中央操作系統 6.3 64 位
存儲空間：1TB，已使用 800GB
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 數據庫表：100
- 數據庫大小：10,000,000
- 數據庫線程：32
- 內存緩衝區：24GB
測試時長：3 小時
- 2 小時預處理 32 個線程
- 1 小時 32 個線程

在 4 個虛擬機上，我們看到總的 TPS 得分為 3,496。將其加倍至 8 個虛擬機，我們看到總分攀升至 4,320 TPS。雖然這個性能範圍不是我們最近測得的最快的，但它與 ED1640dc 競爭的價格段相比非常好。

對於平均延遲，我們再次查看了 4 個和 8 個虛擬機。 4VM 設置為我們提供了 36.9ms 的平均延遲，將其加倍到 8VM 只會將延遲提高到平均 59.5ms。

ES1640dc 在 99VM 級別的最壞情況下的 MySQL 延遲場景（第 4 個百分位延遲）略高於我們最近看到的其他全閃存系統，但不會過高。

VMmark 性能分析

與我們所有的應用性能分析一樣，我們力求展示產品在實際生產環境中的性能表現與廠商宣稱的性能表現之間的差異。我們深知評估儲存作為大型系統元件的重要性，尤其關注儲存與關鍵企業應用互動時的回應速度。在本次測試中，我們在多伺服器環境下使用VMware 的 VMmark 虛擬化基準測試工具。

VMmark 的設計本身就是一個高度資源密集型基準測試，它廣泛地混合了基於 VM 的應用程序工作負載，強調存儲、網絡和計算活動。在測試虛擬化性能時，幾乎沒有更好的基準測試了，因為 VMmark 考慮了很多方面，包括存儲 I/O、CPU，甚至 VMware 環境中的網絡性能。

在我們的 VMmark 1640 基準測試中，QNAP ES2.5.2dc 對於面向 SMB 的 NAS 表現相當不錯，達到了 20 塊。考慮到幾年前許多 100k 企業平台都難以達到 10-tile，配備以讀取為中心的閃存的 11k NAS 達到 20-tile 令人印象深刻。

結語

QNAP 著眼於 SMB/SME 市場，推出了 ES1640dc NAS。 NAS 為 16 盤位（添加擴展單元前最大容量為 160TB），配備雙控制器、電池供電、刷新至 NVRAM 控制器緩存，以及重複數據刪除和壓縮功能。該 NAS 的兩個主要焦點是通過其主動/主動控制器實現的高可用性，以及其新的企業操作系統 QES，它帶來了豐富的企業功能，如數據縮減、快照和端到端數據完整性。

在性能方面，我們通過對 SQL Server、SysBench 和 VMmark 的應用程序工作負載分析對 ES1640dc 進行了測試。在我們的 SQL Server TPC-C 基準測試中，ES1640dc 的總得分為 12,192.9 TPS，平均總延遲為 155 毫秒。在我們的 SysBench TPC-C 基準測試中，NAS 在 4,320 個虛擬機的情況下達到了 8 TPS 的總和，總平均延遲為 59.5 毫秒。在使用 VMmark 測試性能的虛擬化豐富的環境中，QNAP 能夠運行 20 塊負載，考慮到系統的價格點，這是非常令人印象深刻的。總體而言，對於 11k 起點，QNAP ES1640dc 在預算緊張但對豐富功能集的需求也很高的入門級企業市場中有很多優勢。

優點