Das Unified Computing System (UCS) von Cisco wurde mit der Idee entwickelt, das Rechenzentrum zu vereinheitlichen und zu vereinfachen. Kunden sollten in der Lage sein, Server schnell und mit weniger Gesamtinfrastruktur bereitzustellen, und das alles mit einer einheitlichen Verwaltung durch UCS Manger. Der Cisco UCS Mini nimmt das UCS-Blade-Serversystem auf, bringt es in einem 6U-Gehäuse, dem Cisco UCS 5100, unter und optimiert es für Remote- und Zweigstellen. Der Mini bietet Server, Speicher und 10-Gigabit-Netzwerk in einem sehr dichten Formfaktor.
Das Unified Computing System (UCS) von Cisco wurde mit der Idee entwickelt, das Rechenzentrum zu vereinheitlichen und zu vereinfachen. Kunden sollten in der Lage sein, Server schnell und mit weniger Gesamtinfrastruktur bereitzustellen, und das alles mit einer einheitlichen Verwaltung durch UCS Manger. Der Cisco UCS Mini nimmt das UCS-Blade-Serversystem auf, bringt es in einem 6U-Gehäuse, dem Cisco UCS 5100, unter und optimiert es für Remote- und Zweigstellen. Der Mini bietet Server, Speicher und 10-Gigabit-Netzwerk in einem sehr dichten Formfaktor.
Der Mini unterstützt mehrere Blade-Server der Cisco UCS B-Serie, sodass Kunden mit nur einem beginnen und bei Bedarf auf bis zu acht umsteigen können. Die Blade-Server der B-Serie erfüllen spezifische Anforderungen, wobei der B200 M4 das breiteste Spektrum an Workloads mit mehr Leistung und Vielseitigkeit abdeckt, der B200 M3 auf die meisten allgemeinen Workloads ausgerichtet ist, der B420 M3 auf Virtualisierungs- und Datenbank-Workloads ausgerichtet ist und der B22 M3 ist der kostengünstigere Blade-Server. Benutzer können einen Blade-Servertyp, alle acht vom gleichen Typ verwenden oder je nach Bedarf kombinieren. Jeder Mini wird mit Cisco UCS 6324 Fabric Interconnect und Cisco UCS Manager geliefert. Während die Blade-Server der B-Serie unterstützt werden, von denen wir einen für unsere Tests verwendet haben, unterstützt der Mini auch einige der Rack-Server der C-Serie von Cisco.
Während der Mini dabei hilft, UCS vom Rechenzentrum zu den ROBO-Standorten zu bringen, gibt es einen interessanten Anwendungsfall. Sobald die Blade-Server entweder nicht mehr benötigt werden oder im Rechenzentrum ersetzt werden, können Unternehmen denselben Blade nehmen und ihn an ihren ROBO-Standorten im Mini installieren. Dies kann auf lange Sicht zu attraktiveren Gesamtbetriebskosten führen, sodass sich eine Investition auch dann noch auszahlt, wenn ihre unmittelbare Nutzung nicht mehr erforderlich ist.
Für unsere Konfiguration haben wir acht B200 M4 Server Blades verwendet, was uns einen guten Gesamteindruck von der Leistung des Mini verschafft. Die Blades selbst sind ebenfalls konfigurierbar und jedes der von uns verwendeten verfügt über 2 Intel Xeon E6-2660 v3-CPUs, 256 GB (16 x 16 GB DIMMS) Arbeitsspeicher, 1 x 1 TB + 1 x 480 GB High Endurance SSD + 12 G SAS RAID-Controller und 2 x 10 Gbit UCS VIC 1340. Der UVP betrug 120,922 US-Dollar, aber dieser Preis variiert natürlich je nach Kundenkonfiguration.
Cisco UCS Mini-Spezifikationen
- Chassis
- Elektrische Leistungsdaten: 100 – 120 Volt, 200 – 240 Volt
- Mindestversion des UCS Managers: 3.0(1a)
- Empfohlene UCS Manager-Version: 3.0 (2c)
- Viele Anschlussmöglichkeiten
- Standard
- 4 x Small Form Factor Pluggable Plus (SFP+) einheitliche Ports für 1 Gbit/s
- 10 Gbps
- 2/4/8 Gbit/s Fibre Channel
- Optionales QSFP+
- 6324 Fabric Interconnect-Durchsatz: 500 Gbit/s
- Server-Blades
- B200 M4
- Formfaktor: Formfaktor mit halbbreiter Klinge
- Prozessoren: Entweder 1 oder 2 CPUs der Produktfamilie Intel Xeon Prozessor E5-2600 v3
- Chipsatz: Intel C610-Serie
- Speicher: Bis zu 24 Double-Data-Rate 4 (DDR4) Dual-In-Line-Speicher (DIMMs) mit Geschwindigkeiten von 2400 und 2133 MHz
- Mezzanine-Adaptersteckplätze: 2
- Festplatten: Zwei optionale, Hot-Plug-fähige SAS-, SATA-Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Laufwerke (SSDs)
- Maximaler interner Speicher: Bis zu 3.2 TB
- B200 M3
- Prozessoren: Entweder 1 oder 2 CPUs der Produktfamilie Intel Xeon Prozessor E5-2600 v3 oder E5-2600 v2
- Chipsatz: Intel C600-Serie
- Speicher: Insgesamt 24 Steckplätze für registrierte ECC-DIMMs für bis zu 768 GB Gesamtspeicherkapazität (B200 M3 konfiguriert mit 2 CPUs mit 32 GB DIMMs)
- Mezzanine-Adaptersteckplätze: 2
- Festplatten: Zwei optionale, Hot-Plug-fähige SAS-, SATA-Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Laufwerke (SSDs)
- Maximaler interner Speicher: Bis zu 1.2 TB
- B420 M4
- Formfaktor: Formfaktor mit halbbreiter Klinge
- Prozessoren: Bis zu zwei oder vier Intel Xeon-Prozessoren der Produktfamilien E5-4600 und E5-4600 v2
- Chipsatz: Intel C600-Serie
- Speicher: Bis zu 384 GB RAM mit 12 DIMM-Steckplätzen
- Mezzanine-Adaptersteckplätze: 2
- Festplatten: Zwei optionale, Hot-Plug-fähige SAS-, SATA-Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Laufwerke (SSDs)
- B22 M3
- Formfaktor: Formfaktor mit halbbreiter Klinge
- Prozessor: Bis zu zwei Prozessoren der Produktfamilien Intel Xeon E5-2400 und E5-2400 v2
- Chipsatz: Intel C600-Serie
- Speicher: Bis zu 384 GB RAM mit 12 DIMM-Steckplätzen
- Mezzanine-Adaptersteckplätze: 2
- Festplatten: Zwei optionale, Hot-Plug-fähige SAS-, SATA-Festplattenlaufwerke (HDDs) oder Solid-State-Laufwerke (SSDs)
- B200 M4
- Cisco UCS 6324 Fabric Interconnect
- Formfaktor: I/O-Modul für Cisco UCS 5108 Servergehäuse
- Anzahl der externen 1- und 10-Gigabit-Ethernet-, FCoE- oder Fibre Channel Enhanced Small Form-Factor Pluggable (SFP+)-Ports: 4
- Anzahl der 40 Gigabit-Ethernet- oder FCoE Enhanced Quad SFP (QSFP)-Ports: 1
- Server-Ports: 16 x 10GBASE-KR-Lanes
- Durchsatz: 500 Gbit/s
- Latenz: <1us
- Quality-of-Service (QoS)-Hardwarewarteschlangen: 16 (jeweils 8 für Unicast und Multicast).
Design und bauen
Das Cisco UCS Mini-Chassis ist 6 HE groß und bietet ein klares, aschgoldenes Erscheinungsbild. Das äußere Blechgehäuse des Chassis fühlt sich an, als könnte es eine Umweltkatastrophe überstehen. Zu sagen, dass es schwer und robust ist, ist eine Untertreibung. Dies gilt für die meisten dichten Rechen- und Speichergehäuse, bei denen es nur um viele Metallteile geht, die auf kleinem Raum zusammengepfercht sind.
Die acht Server-Blades nehmen den Großteil der Vorderseite des Geräts ein. An der Vorderseite unten befinden sich vier Netzteile. Um die Server-Blades zu entfernen, müssen Sie lediglich die Rändelschrauben lösen und dann den Griff herausziehen, und schon lässt sich das Blade herausziehen. Die Netzteile kommen auf ähnliche Weise heraus, man muss lediglich die Rändelschraube lösen und dann das Netzteil mit dem blauen Griff an der Vorderseite herausziehen.
Insgesamt acht Lüfter dominieren die Rückseite des Geräts. Um die Lüfter zu entfernen, muss man lediglich den Knopf über jedem Lüftergriff herunterdrücken und den Lüfter herausziehen (nebenbei bemerkt: Die Lüfter tragen nicht wesentlich zum Gewicht des Gesamtgeräts bei und tragen auch nicht dazu bei, die Last zu verringern, wenn man es versucht). (Sie müssen das Gerät nicht aufstellen). An der Unterseite des Geräts verläuft das andere Ende der Netzteile. Auf der linken Seite und in der Mitte des Geräts befinden sich die Fabric Interconnects, die ebenfalls leicht entfernt werden können.
Cisco USC-Verwaltungsschnittstelle
Das neueste UCS Mini und die Version 3.1 von UCS Manager machen große Fortschritte in der Benutzeroberfläche des Systems und gehen von einer Java-Umgebung zu einer vollständigen HTML5-Implementierung über (mit Ausnahme des KVM-Launchers). Für diejenigen, die UCSM zuvor verwendet haben und weiterhin die Java-Umgebung verwenden möchten: Es existiert immer noch und Sie können es weiterhin verwenden. Die neue HTML 5-Version hat jedoch große Anstrengungen unternommen, um ein ähnliches Erscheinungsbild wie die Java-Umgebung beizubehalten, und der Übergang ist sehr einfach.
Wenn Sie sich zum ersten Mal beim UCS-System anmelden, werden Sie zu einem Bildschirm weitergeleitet, der im linken Bereich mehrere Registerkarten und im rechten Bereich mehrere Registerkarten enthält. Zunächst landet es auf der Registerkarte „Ausrüstung“ im linken Bereich. Dies gibt einen allgemeinen Überblick über das gesamte System und macht Sie auf alle vermuteten Probleme in der Infrastruktur aufmerksam. Es gibt Registerkarten für Fabric Interconnects, Server, Thermals, stillgelegte Geräte, Firmware-Management, Richtlinien und Fehler. Für ein Bladecenter sieht das alles ziemlich hochwertig aus. Sobald Sie die Infrastruktur durchgegangen sind, gibt es weitere Registerkarten, die sich mit den Feinheiten von UCS befassen.
Die nächste Registerkarte ist die Registerkarte „Server“. Diese Registerkarte ist insofern etwas irreführend, als sie Ihnen keinen wirklichen Überblick über die physischen Server gibt; Diese befinden sich alle auf der Registerkarte „Ausrüstung“. Auf der Registerkarte „Server“ erstellen Sie Dienstprofile, Richtlinien und einige Ressourcenpools. Dienstprofile sind die Softwaredefinition der Einstellungen für einen Server. Die UUID eines Servers, die Anzahl seiner Netzwerkkarten, die VLANs, mit denen er verbunden ist, die Anzahl seiner HBAs, die Firmware-Version, die Startreihenfolge und die KVM-Einstellungen sind Teil dieser Definition. Diese Definition ist vom eigentlichen physischen Blade entkoppelt und wird als eine Reihe von Konfigurationsoptionen dargestellt, die auf jeden Blade im Gehäuse angewendet werden können. Dies ermöglicht eine große Flexibilität beim Austausch eines ausgefallenen Servers – ersetzen Sie einfach den Server und verknüpfen Sie das Dienstprofil erneut, und alle Einstellungen werden sofort auf einer neuen Hardware wiederhergestellt. Dies ermöglicht auch eine einfache Bereitstellung mit der Funktion „Dienstprofilvorlage klonen“. Bei der Bereitstellung mehrerer Systeme mit derselben Konnektivität werden durch das Klonen eines Dienstprofils automatisch mehrere Dienstprofile erstellt, die funktional mit den anderen identisch sind.
Nach der Registerkarte „Server“ folgt die Registerkarte „LAN“. Auf dieser Registerkarte werden Dinge wie VLANs, Portkanäle, QOS, IP-Pools und MAC-Adresspools verwaltet. Durch die Verwaltung von IP- und MAC-Adresspools können Sie Ihre KVM-IP-Adressen, Ihre iSCSI-Initiatoradressen und die MAC-Adressen, die welchen Adaptern zugewiesen werden, vorab definieren. Mit der VLAN-Verwaltung können Sie VLANs erstellen und ändern und diesen VLANs den Besitz zuweisen. Außerdem verfügen wir auf der Registerkarte „LAN“ über Netflow- und Port-Überwachungsfunktionen, die die Paketerfassung und Diagnose des gesamten Datenverkehrs ermöglichen, der für die Paketinspektion benötigt wird.
Die Registerkarte „SAN“ folgt der Registerkarte „LAN“ und enthält alle Informationen, die für die SAN-Konfiguration relevant sind. WWN-Pools, WWPN-Pools, VSAN-Informationen und -Konfiguration, Adapterwarteschlangen und VHBA-Vorlagen sind alles Dinge, die Sie im SAN-Bereich von UCS Manager finden. Mit WWN-Pools und WWPN-Pools können Sie die genauen WWN/WWPNs definieren, die Sie Ihren HBAs zuweisen möchten. Abhängig davon, in welchem Modus UCS betrieben wird, gibt es in diesem Abschnitt zusätzliche Zoning-Optionen, die die UCS-Infrastruktur in einen voll funktionsfähigen SAN-Switch verwandeln, der vollständige FC-Konnektivität in und aus einem SAN-Array ermöglicht.
Die nächste Registerkarte in UCSM ist die Registerkarte „VM“. Diese Registerkarte ermöglicht die Integration in VMware oder Hyper-v für zusätzliche Verwaltung und Sichtbarkeit. Dies gilt insbesondere für die VM-FEX-Integration, bei der ein virtueller Adapter in der UCS-Schnittstelle erstellt und direkt einer VM zugewiesen wird. Hierfür gibt es viele Einsatzmöglichkeiten, die den Rahmen dieser kurzen Übersicht sprengen würden.
Die nächste Registerkarte ist die Registerkarte „Speicher“. Auf dieser Registerkarte werden lokale Speicherrichtlinien für Blades festgelegt. Hier können Sie eine Richtlinie für jede Festplatte festlegen, die gespiegelt oder gestript werden soll, oder festlegen, dass die Festplatten mindestens 200 GB groß sein müssen, um nutzbar zu sein. Diese Profile können ohne externen Eingriff als Teil eines Dienstprofils angewendet und zur Verwendung auf mehreren Blades geklont werden.
Die letzte Registerkarte ist die Registerkarte „Admin“, die zahlreiche Konfigurations- und Überwachungsunterabschnitte umfasst. Auf dieser Registerkarte können Sie beispielsweise Fehler und Ereignisse in Ihrem System anzeigen (Stromversorgungsereignisse, Verbindungsereignisse, Failover, Kapazitätsprobleme, Konfigurationen, Anmeldeversuche usw.). Sie können Benutzer und Rollen konfigurieren (Administrator, Netzwerk, Speicher, schreibgeschützt, Vorgänge usw.). Sie können die RADIUS/TACAC+/LDAP-Integration konfigurieren, um alle Benutzer wieder an ein zentrales Authentifizierungssystem zu binden. In diesem Abschnitt werden auch Call-Home-Funktionen, die Integration in UCS Central, Funktionskataloge und die Lizenzverwaltung für das UCS-System behandelt.
Insgesamt verfügt die UCS Manager-Schnittstelle über Funktionen, die SAN-, LAN-, Bladecenter- und KVM-Funktionen in einer großen einzigen Glasscheibe integrieren. Aufgrund der Tiefe und Breite der Funktionen des Systems kann es entmutigend sein, sich in manchen Bereichen zurechtzufinden. Die gegenseitigen Abhängigkeiten des Systems können Fehlkonfigurationen sehr einfach machen, wenn ein Benutzer nicht aufpasst, was er tut. Bei ordnungsgemäßer Bereitstellung und Integration in ein zentrales Verwaltungssystem wie UCS Central kann die Verwaltung des Systems als Teil eines größeren Unternehmenssystems viel einfacher und rationalisiert werden.
Sysbench-Leistung
Als wir uns die Leistung von UCS Mini ansahen, entschieden wir uns für eine bekannte Entität, die EMC VxRack-Knoten mit ScaleIO, wodurch das All-Flash-Array in einer zweischichtigen SAN-Konfiguration funktioniert. Dieser Test ist jedoch etwas anders. Im VxRack Node-Test haben wir Sysbench zunächst mit vier Rechenknoten getestet und dann auf bis zu acht in einzelnen Servern skaliert, bis wir an die Grenzen der Leistungsfähigkeit des Knotens gestoßen sind. Beim Durchführen des exakt gleichen Testprofils beim UCS Mini wurden von Anfang an alle acht Blades verwendet, was die Zahlen etwas verbessert. Wir haben für diesen Test auch weniger Schritte gemacht, aber die Skalierbarkeit, die die Kombination ermöglicht, ist aus den Ergebnissen ziemlich deutlich ersichtlich, die den Speicher nahezu bis zur vollen Kapazität auslasten.
. Systembankben Die VM ist mit drei vDisks konfiguriert, eine für den Start (~92 GB), eine mit der vorgefertigten Datenbank (~447 GB) und die dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). In früheren Tests haben wir dem Datenbank-Volume 400 GB zugewiesen (253 GB Datenbankgröße). Um zusätzliche VMs auf den VxRack-Knoten zu packen, haben wir diese Zuweisung jedoch verkleinert, um mehr Platz zu schaffen. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 60 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Lastgenerierungssysteme sind die UCS Mini-Blades; Wir arbeiten mit 1 VM, 2 VMs oder 4 VMs pro jedem der 8 Server-Blades.
Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)
- CentOS 6.3 64-Bit
- Speicherbedarf: 1 TB, 800 GB genutzt
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Datenbanktabellen: 100
- Datenbankgröße: 10,000,000
- Datenbankthreads: 32
- RAM-Puffer: 24 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
- 1 Stunde 32 Threads
Unser Sysbench-Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz bei einer Spitzenlast von 32 Threads. Betrachtet man die skalierten Transaktionen pro Sekunde, konnte der Mini mit 9,570 VMs 8 TPS erreichen. Durch die Verdoppelung der VMs auf 16 konnten wir einen Leistungssprung auf 15,418 TPS beobachten. Wenn wir die VMs noch einmal auf 32 verdoppeln, sehen wir einen Leistungsanstieg auf 19,609 TPS.
Betrachtet man die skalierte durchschnittliche Latenz, konnte der Mini mit 26.8 VMs 8 ms erreichen. Als wir die VMs auf 16 verdoppelten, stieg die Latenz nur um 6.4 ms auf 33.2 ms. Durch die erneute Verdoppelung der VMs auf 32 stieg die Latenz nur um 19 ms auf 52.2 ms.
In Bezug auf unser Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentillatenz) hatte der Mini bei 54 VMs eine Latenz von nur 8 ms. Bei doppelt so vielen VMs, 16, stieg die Latenz nur auf 79 ms. Aber als wir die VMs noch einmal auf 32 verdoppelten, stieg die Latenz auf 199 ms.
Fazit
Das Cisco UCS Mini bringt das Unified Computing System von Cisco aus dem Rechenzentrum in ROBO-Standorte. Es ermöglicht die Installation und Kombination von 8 Blade-Servern in einem einzigen, kompakten (aber schweren) 6U-Formfaktor. Alle Server werden über einen einzigen Verwaltungspunkt durch Cisco UCS Manager gesteuert. Und der Mini ermöglicht die Installation älterer Cisco-Blade-Server, die aus dem Rechenzentrum ausgemustert wurden, an ROBO-Standorten, an denen der schnellste und beste Server möglicherweise nicht benötigt wird.
Im Hinblick auf die Leistung haben wir den Sysbench MySQL-Anwendungsbenchmark auf dem Cisco UCS Mini ausgeführt. Für unseren Sysbench-Test haben wir entweder 1, 2 oder 4 VMs auf jedem Server-Blade ausgeführt, sodass insgesamt 8, 16 oder 32 VMs für den Benchmark ausgeführt wurden. Wir haben uns die Transaktionen pro Sekunde, die skalierte Latenz und die skalierte Worst-Case-MySQL-Latenz (99. Perzentil-Latenz) angesehen. Der Mini hatte TPS von bis zu 19,609 mit 32 VMs. Beeindruckender waren die skalierten Latenzergebnisse des Mini, die bei 26.8 VMs nur 8 ms betrugen, und als die Anzahl der VMs auf 32 erhöht wurde, betrug die Latenz nur 52.2 ms, also weniger als das Doppelte bei der vierfachen Anzahl an VMs. Im schlimmsten Fall schnitt der Mini mit 8 oder 16 VMs besser ab, bei 32 VMs stieg die Latenz jedoch deutlich an.
Vorteile
- Passt in ein einziges Gehäuse für vier Server voller oder acht Server halber Breite (verwaltet insgesamt bis zu 15)
- Zentraler Verwaltungspunkt für alle Server
- Ältere Server-Blades können aus dem Rechenzentrum am ROBO-Standort genutzt werden
Nachteile
- Nicht das leichteste zu installierende Gerät
Fazit
Mit dem Cisco UCS Mini verfügt der ROBO-Standort über 8 Server in einem einzigen 6U-Gehäuse, die alle über Cisco UCS Manager verwaltet werden. Mit dem Mini holt Cisco sein Unified Computing System aus dem Rechenzentrum.
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