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戴尔易安信SC5020存储阵列测评

by StorageReview Enterprise Lab
Dell EMC SC5020

戴尔易安信SC5020很适合戴尔易安信的中端存储产品定位,并提供多种配置,包括硬盘,固态硬盘和混合硬盘。SC5020被称为中小企业的灵活主力军,它不会为了具有价格竞争力而放弃功能性。实际上,就功能而言,SC5020与我们去年测评的全闪存SC9000实力相当 。它们之间的差异主要在于高端性能规格,因为SC9000在控制器中具有更多的RAM和CPU,因此将具有更高的性能阈值。就其本身而言,SC5020使用3U机箱,带有两个活动/活动配置的热插拔控制器和30个2.5英寸驱动器托架。该系统可以通过附加的驱动器扩展架进行扩展,能支持额外192个驱动器,使SC5020的最大原始容量超过2PB。 


戴尔易安信SC5020很适合戴尔易安信的中端存储产品定位,并提供多种配置,包括硬盘,固态硬盘和混合硬盘。SC5020被称为中小企业的灵活主力军,它不会为了具有价格竞争力而放弃功能性。实际上,就功能而言,SC5020与我们去年测评的全闪存SC9000实力相当 。它们之间的差异主要在于高端性能规格,因为SC9000在控制器中具有更多的RAM和CPU,因此将具有更高的性能阈值。就其本身而言,SC5020使用3U机箱,带有两个活动/活动配置的热插拔控制器和30个2.5英寸驱动器托架。该系统可以通过附加的驱动器扩展架进行扩展,能支持额外192个驱动器,使SC5020的最大原始容量超过2PB。 

为了吸引中端市场,阵列需要具有灵活性、高效性和良好的性能,价格还不能贵的离谱。SC5020将其中的一些理念发挥到极致。从灵活性的角度来看,用户可以拥有0%至100%的闪存存储量,并且可以随需求的变化而改变。SC5020很好地融入了戴尔易安信生态系统,无论是有意转而采用这一生态的用户,还是已经拥有其他几种戴尔易安信产品的客户,都很适合。然而,SC5020最大的卖点是阵列的效率。该阵列使用自动化和分层来降低性能成本,并通过智能数据缩减来降低容量成本。可以在同一驱动器上将RAID设置为多个级别,以帮助匹配当前的活动级别或卷策略。 

在我们今年夏天发布的SCOS 7.3更新测评中,我们已经预览了SC5020的一些性能数据。虽然点更新通常更集中于错误修复和较小的功能改进,但7.3却带来了巨大的性能提升。当然,SCOS还提供了预期的所有企业数据服务,例如重复数据消除/压缩、快照、复制、分布式备用、加密等。还有很多第三方应用程序支持,包括VMware、Microsoft、IBM、OpenStack、Oracle、Symantec、Commvault、Foglight和Docker。在操作优势方面,SC5020支持phone home、在线无中断固件更新和戴尔易安信的CloudIQ分析和监视工具。从管理角度来看,SC5020提供了HTML5工具Unisphere for SC和Unisphere Central(多阵列管理),以及戴尔Storage Manager(多阵列、多站点、跨平台管理)。

在本次测评中,我们回顾了SCOS 7.3更新中的数据,并发布了其余的性能数据。我们测评的系统已完全填充了写入密集型800GB的固态硬盘,总容量超过20TB原始容量。 

戴尔易安信SC5020规格

外形规格 3U
控制器 每个机箱2个热插拔(活动/活动)
CPU Intel Xeon处理器E5-2630 v3,2.4GHz,8核
内存 每个SC5020阵列128GB(每个控制器64GB)
操作系统 戴尔Storage Center (SCOS) 7.2或更高版本
存储
托架 30个2.5英寸 
支持的扩展存储模块  戴尔SC420:24个2.5英寸驱动器托架(12Gb SAS)戴尔SC400:12个3.5英寸驱动器托架(12Gb SAS)
最大驱动器数 222(内部30个,外部192个)
最大原始容量 每个阵列2PB
最大原始容量(NAS) 每个阵列2 PB,单一命名空间可选FS8600 4 PB(需要配备FS8600和多个SC系列阵列)
存储媒介 SAS和NL-SAS驱动器 固态硬盘:写密集型和读密集型驱动器 硬盘:15K, 10K, 7.2K RPM
RAID支持 RAID 0、1、5、6,RAID 10和RAID 10 DM(双镜像)
前端网络协议 FC, iSCSI, SAS
端口 最大32Gb FC端口:每个阵列8个(SFP+) 最大16Gb FC端口:每个阵列8个(SFP+) 最大10Gb/1Gb iSCSI端口:每个阵列最多8个SFP+或BaseT端口 最大12 Gb SAS端口:最多8个12 Gb SAS7端口 管理端口:每个阵列2个(1 Gb BASE-T) 后端扩展协议:12 Gb SAS 最大后端扩展端口:每个阵列4个 每个阵列多达16个扩展存储模块
环境
工作温度 50 – 95°F (10 – 35°C)
非工作温度: -40 – 149°F (-40 – 65°C)
工作湿度范围  最大露点29°C(84.2°F)时为10%至80%
非工作湿度 最大露点为33°C(91°F)时为5%至95%
电源
瓦数 2个热插拔1485W电源;最大功率1485W
散热 最高5067 BTU/小时
电压 200-240 VAC
频率 50/60Hz
安培数 1485/100-14A,1485/240-6.2A
物理
高x宽x深 13.33 x 44.5 x 78.5厘米(5.25 x 17.52 x 30.9英寸)
重量(最高配置) 24.22千克(53.4磅)

设计和构建

戴尔易安信SC5020是一款3U存储阵列,配备了该公司一款著名的时尚挡板。挡板下方是30个2.5英寸热插拔驱动器托架。设备右侧是电源指示灯,状态指示灯和标识按钮。

翻转到设备的后部,可以很容易地看到两侧的两个电源和风扇。两个存储控制器在中间堆叠在一起。每个控制器都包含一个I/O保护插槽(我们用光纤通道卡填充)、四个iSCSI端口、两个小型SAS端口、一个USB 2.0端口、一个管理端口和一个串行端口。

管理

SCOS 7.3的部分更新将Unisphere及其所有优点带到了SC系列中。Unisphere是一个HTML5 UI,比以前使用的戴尔Storage Manager更流畅、更直观。 

登录使用户进入“摘要”页面。顾名思义,此页面为管理员提供了SC5020上正在发生的事情的摘要。左侧是几个选项卡(“存储”,“系统”,“数据移动性”,“监视”和“报告”)以及它们自己的子选项卡。 

“存储”选项卡具有几个子选项卡:“卷”,“服务器”,“配置文件”,“磁盘”和“存储类型”。在“卷”子选项卡下,管理员可以快速查看其现有卷以及有关它们的相关信息,并能够创建新卷或删除现有卷。 

“磁盘”子选项卡列出了已分配与未分配的磁盘以及总容量,底部有一个图形表示。管理员可以通过此子选项卡添加更多磁盘并重新平衡RAID。

通过“存储类型”子选项卡,管理员可以轻松查看层,卷以及压力报告。他们可以设置已分配和冗余的存储。

“系统”选项卡有两个子选项卡:硬件和端口。“硬件”子选项卡可让管理员快速了解系统及其组件,并允许用户通过Storage Center深入查看每个部分。

“监视”选项卡有三个子选项卡:警报、日志和性能。通过“性能”子选项卡,我们可以在前端或后端以MB/s和IOPS轻松查看给定时间范围内的性能。 

性能

在我们所有的性能测试中,我们总共利用了8个通过双16Gb FC交换机结构连接的16Gb FC端口。

应用程序工作负载分析

戴尔易安信SC5020的应用程序负载基准测试包括通过SysBench进行的MySQL OLTP性能和具有模拟TPC-C工作负载的Microsoft SQL Server OLTP性能。在每种情况下,我们都将阵列配置为30个800GB的写密集型固态硬盘,使用配置有第1级RAID10存储配置文件的卷。然后我们创建了四个卷,在两个存储控制器之间平衡分布。在我们的测试环境中,这为SQL和Sysbench工作负载创建了平衡的负载。

SQL Server性能

每个SQL Server虚拟机都配置了两个虚拟磁盘:用于启动的100GB卷和用于数据库及日志文件的500GB卷。从系统资源的角度来看,我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、64GB的DRAM,并利用LSI Logic SAS SCSI控制器。虽然之前测试过的Sysbench工作负载在存储I/O和容量方面都使平台饱和,但SQL测试会寻找延迟性能。

本次测试使用在Windows Server 2012 R2 guest虚拟机上运行的SQL Server 2014,并由Quest的Benchmark Factory for Databases进行测试。虽然我们对这个基准的传统用法是在本地或共享存储上测试大型3000 scale的数据库,但在这个迭代中,我们将重点放在将四个1500 scale的数据库均匀地分布在存储阵列上。

SQL Server测试配置(每个虚拟机)

  • Windows Server 2012 R2
  • 存储空间占用量:分配600GB,使用500GB
  • SQL Server 2014版
    • 数据库大小:1,500 scale
    • 虚拟客户端负载:15,000
    • RAM缓冲区:48GB
  • 测试时长:3小时
    • 2.5小时预处理
    • 30分钟采样周期

SQL Server OLTP基准工厂LoadGen设备

    • 群集中八个269 GHz的Intel Xeon Gold 6130 CPU(每个节点两个,2.1 GHz,16核,22 MB缓存)
    • 1TB RAM(每个节点256GB,16GB x 16 DDR4,每个CPU 128GB)
    • 4个Emulex 16GB双端口FC HBA
    • 4个Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE双端口NIC
    • VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8-CPU

对于SQL Server性能,戴尔易安信SC5020的事务处理性能总分为12630.3 TPS,单个虚拟机性能从3156.6 TPS 到 3158.5 TPS。

对于SQL Server平均延迟,SC5020的总分为7毫秒,单个虚拟机的延迟从6毫秒到8毫秒不等。 

Sysbench性能

每个Sysbench虚拟机配置三个虚拟磁盘:一个用于启动(约92GB),一个带有预构建数据库(约447GB),第三个用于测试数据库(270GB)。从系统资源的角度来看,我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、60GB的DRAM,并利用LSI Logic SAS SCSI控制器。Load gen系统是戴尔R740xd服务器。

戴尔PowerEdge R740xd虚拟化MySQL 8节点群集

  • 群集中16个538GHz的Intel Xeon Gold 6130 CPU(每个节点两个,2.1 GHz,16核,22 MB缓存)
  • 2TB RAM(每个节点256GB,16GB x 16 DDR4,每个CPU 128GB)
  • 8个Emulex 16GB双端口FC HBA
  • 8个Mellanox ConnectX-4 rNDC 25GbE双端口NIC
  • VMware ESXi vSphere 6.5 / Enterprise Plus 8-CPU

Sysbench测试配置(每个虚拟机)

  • CentOS 6.3 64位
  • 存储空间占用量:1TB,使用了800GB
  • Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
    • 数据库表:100
    • 数据库大小:10,000,000
    • 数据库线程:32
    • RAM缓冲区:24GB
  • 测试时长:3小时
    • 2小时预处理32个线程
    • 1小时32线程

对于Sysbench,我们使用多组虚拟机(包括8个、16个和32个虚拟机)测试了戴尔易安信SC5020。使用8个虚拟机时总得分为14742 TPS,使用16个虚拟机时总得分为18384 TPS,使用32个虚拟机的SC5020能够达到26723 TPS。

对于Sysbench平均延迟,我们看到8个虚拟机时的总得分为17.4毫秒,16个虚拟机时的总得分为27.9ms,32个虚拟机时的总得分为38.6ms。

再来看看第99百分位延迟(最坏情况),SC5020达到了33.6毫秒(8个虚拟机)、55毫秒(16个虚拟机)和76.7毫秒(32个虚拟机)。 

VDBench工作负载分析

在对存储阵列进行基准测试时,应用程序测试是最好的,排在第二位的是合成测试。合成测试虽然不能完全代表实际的工作负载,但它确实具有可重复性因素,有助于对存储设备进行基准测试,从而可以轻松地在不同的解决方案之间进行逐项比较。这些工作负载提供了一系列不同的测试配置文件,包括“four corners”测试,常见的数据库传输大小测试,以及来自不同VDI环境的trace。所有这些测试都使用了常见的vdBench工作负载生成器和脚本引擎,可以在大型计算测试集群中自动执行并捕获结果。这使我们能够在各种存储设备上重复相同的工作负载,包括闪存阵列和单个存储设备。在阵列方面,我们使用的是戴尔PowerEdge R740xd服务器集群,这些服务器连接到从戴尔易安信SC5020调配的八个第一级RAID10卷。

配置文件:

  • 4K随机读取:100%读取,128个线程,0-120% iorate
  • 4K随机写入:100%写入,64个线程,0-120% iorate
  • 64K顺序读取:100%读取,16个线程,0-120% iorate
  • 64K顺序写入:100%写入,8个线程,0-120% iorate
  • 合成数据库:SQL和Oracle
  • VDI完整克隆和链接克隆Trace

对于VDBench,我们使用同样的戴尔易安信SC5020,将SCOS 7.2版本与更新后的SCOS 7.3进行比较。对于峰值4K随机读取,7.2版保持了亚毫秒级的延迟一直到275K IOPS左右,而7.3版则在突破1ms之前就达到了400K IOPS以上。SCOS 7.2版本在13.1毫秒的延迟时间下达到了311436 IOPS的峰值。SCOS 7.3版本的峰值约为450K IOPS,延迟约为7ms。 

对于4K随机写入,SCOS 7.2版本保持了低于1ms的延迟一直到大约80K IOPS,并以24.7ms的延迟达到了82862 IOPS的峰值。SCOS 7.3版本保持了亚毫秒级的延迟一直到150K IOPS,并以4.8ms的延迟达到了167K IOPS的峰值。 

SCOS 7.3的顺序4K性能在顺序4K读取性能方面继续显示出强劲的改进,使该设备达到了137万IOPS,而运行7.2的该设备则达到了101万IOPS。

同样,在测试顺序4K性能的写入测试中,我们看到SCOS 7.3的速度超过了500K IOPS,相比旧版SCOS 7.2的326K IOPS有所提高。

切换到顺序64K基准测试,我们看到SCOS 7.3版本在读取方面落后于7.2版本,其中7.3在100K IOPS或6.2GB/s时突破了1ms的延迟,并随后达到了约163K IOPS或10.2GB/s的峰值,延迟为2.6ms。7.2版本在1ms延迟以内达到约117K IOPS或7.6GB/s,并以2.96ms的延迟达到了172247 IOPS或10.8GB/s的峰值。 

对于64K顺序写入测试,7.3版本再次以相当大的幅度领先。SCOS 7.2的起始延迟低于1毫秒,但很快就增加,随后以4.3毫秒的延迟达到了59408 IOPS或3.7GB/s的性能峰值。7.3版本在1ms延迟以内达到了略高于87K IOPS或5.5GB/s的速度,随后以2.6ms的延迟达到了96868 IOPS或6.1GB/s的峰值。

接下来,我们继续看SQL工作负载。戴尔易安信SC5020 SCOS 7.2保持了亚毫秒级延迟性能一直到大约250K IOPS,随后以3.52ms的延迟达到290297 IOPS的峰值。对于SCOS 7.3版本,该阵列以小于1毫秒的延迟达到了近400K IOPS,随后达到了约为422K IOPS的峰值,延迟约为2毫秒。 

对于SQL 90-10,我们看到7.2版本以小于1毫秒的延迟达到了近220K IOPS,随后以3.8毫秒的延迟达到272154 IOPS的峰值。7.3超过了350K IOPS,并以2.4毫秒的延迟达到约396K IOPS的峰值。

对于SQL 80-20测试,7.2版本在约185K IOPS时突破了1ms的延迟,随后达到了242928 IOPS峰值,延迟为4.2ms。SCOS 7.3保持了亚毫秒级延迟一直到327K IOPS左右,随后以2.5ms的延迟达到364K IOPS的峰值。 

转到来看Oracle工作负载,SCOS 7.2保持了亚毫秒级延迟一直到约190K IOPS,随后以5.3ms的延迟达到240795 IOPS的峰值。SCOS 7.3保持了低于1毫秒的延迟一直到约323K IOPS,随后以3.3ms的延迟达到360K IOPS的峰值。 

在Oracle 90-10测试中,7.2版本在约225K IOPS时突破了1ms的延迟,随后达到了263969 IOPS的峰值,延迟为2.4ms。SCOS 7.3保持了亚毫秒级延迟一直到360K IOPS左右,随后以1.6ms的延迟达到396504 IOPS的峰值。

对于Oracle 80-20测试,SCOS 7.2保持了亚毫秒级延迟一直到190K IOPS左右,随后以2.7ms的延迟达到236098 IOPS的峰值。7.3版本在约330K IOPS时突破了1ms的延迟,随后以1.8ms的延迟达到了363286 IOPS的峰值。

接下来,我们切换到VDI完整克隆和链接克隆测试。对于VDI全克隆启动,戴尔易安信SC5020 SCOS 7.2在约210K IOPS时突破了1ms的延迟,随后以3.8ms的延迟达到了269042 IOPS的峰值。7.3版保持了亚毫秒级延迟一直到接近350K IOPS,并以2.7ms的延迟达到377413 IOPS的峰值。 

VDI FC初次登录时,7.2开始时出现了一个大的延迟峰值,然后又回落,随后以6.8毫秒的延迟达到了116758 IOPS的峰值。7.3版保持了亚毫秒级延迟一直到150K IOPS,并以3.9ms的延迟达到206K IOPS的峰值。 

对于VDI FC Monday登录,7.2版本的起始性能更好,保持了低于1毫秒的延迟一直到大约60K IOPS,随后以3.1ms的延迟达到148872 IOPS的峰值。7.3版保持了亚毫秒级延迟一直到150K IOPS,并以2.1ms的延迟达到239271 IOPS的峰值。 

接下来是VDI链接克隆的启动测试,7.2版本在约220K IOPS超过了1ms的延迟,随后达到了266623 IOPS的峰值,延迟为1.9ms。7.3版保持了亚毫秒级延迟一直到270K IOPS,并以1.5ms的延迟达到337175 IOPS的峰值。 

对于VDI LC初始登录,7.2版本保持了低于1毫秒的延迟一直到70K IOPS出头,随后以1.9ms的延迟达到132284 IOPS的峰值。7.3版保持了亚毫秒级延迟一直到120K IOPS,并以1.5ms的延迟达到170197 IOPS的峰值。 

最后,对于VDI LC Monday登录,7.2版本保持了亚毫秒级延迟一直到70K IOPS,并以3.4ms的延迟达到150273 IOPS的峰值。7.3版本保持了低于1毫秒的延迟一直到115K IOPS,随后以2.6ms的延迟达到198092 IOPS的峰值。 

结论

戴尔易安信SC5020是该公司的中端存储阵列之一,可以配置硬盘、固态硬盘和混合硬盘。3U SC5020专为需要更高性能和容量级别的中小型企业设计,最大裸容量为2PB,带有扩展存储模块。该阵列为HA提供了两个主动/主动热插拔控制器。SC5020可以帮助客户通过智能数据缩减以及RAID和存储分层来降低成本并提高效率,从而使其能够响应当前的需求。最近的SCOS 7.3版本升级,将Unisphere引入了阵列,这是一个更直观的UI,具有更多好处。 

对于应用程序工作负载分析,我们运行SQL Server和Sysbench进行了测试。在SQL Server测试中,我们看到了12630.2 TPS的总事务处理得分和7ms的总平均延迟。对于Sysbench,我们测试了多组虚拟机,包括8个、16个和32个虚拟机,测试结果分别为14743TPS,18385TPS和26723TPS。在平均延迟方面,我们在8个、16个和32个虚拟机中分别看到了17.4ms、27.9ms和38.6ms。第99百分位(最坏情况)的延迟在8VM时只有33.6ms,16VM时只有55ms,32VM时只有76.7ms。

从VDBench性能来看,从SCOS 7.2升级到7.3后,所有性能均有提升。在某些情况下,这种提升非常显着。与其重复上面的数字,我们不如看看提升的百分比。对于4K随机,一旦我们升级,我们看到在读取和写入方面的峰值性能分别提高了62%和102%。对于4K顺序工作,我们看到读取提高了35.6%,写入提高了53%。其他一些显著的性能改进包括64K写入(增长62%)、SQL(增长44.8%)、VDI FC初始登录(增长77.5%)和VDI FC Monday登录(增长62%)。

我们对全闪存SC5020阵列呈现出的性能概况感到非常兴奋;这甚至没有算上它同样很优秀的定价配置。戴尔易安信在SCOS的一次point release版本中提供了如此巨大的提升,这简直令人震惊。此外,使用SCOS 7.3,用户可以通过Unisphere获得更现代的外观和感觉,从而使SC存储管理更趋向最新状态。我们知道,Unity是戴尔易安信的一款优秀产品,不过戴尔公司也一直致力于改进其SC存储系列,这确实让人惊喜万分。我们仍然非常尊重戴尔易安信SC存储系列,特别是SC5020。  

Dell EMC SC5020 Product Page

This post is also available in: English (英语)

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