Datrium bietet „offene Konvergenz“, was sie als die nächste Generation konvergenter Infrastruktur bezeichnen. Es mag so viele Meinungsverschiedenheiten über Konvergenz geben, wie es Anbieter im Bereich der Unternehmens-IT gibt, und Datrium seinerseits scheut sich nicht, seine Vision davon zu vertreten, wie Infrastruktur aussehen kann. Nach Ansicht von Datrium werden Rechenleistung, Primärspeicher, Sekundärspeicher und Cloud in einer äußerst belastbaren Konfiguration zusammengeführt, die skalierbar und einfach zu verwalten ist, ohne dass für jede Speicherklasse ein Silo erforderlich ist. Da die meisten Datenanrufe darüber hinaus Rechenknoten mit integriertem Flash-Cache treffen, kann Datrium in fast allen Fällen eine enorme Leistung liefern, ohne dass die Datenknoten aufgerufen werden müssen. Dies entspricht 200 GB/s und 16 GB/s bei einer maximalen Lese- und Schreibbandbreite von 32 KB und 18 Mio. IOPS beim 4K-Zufallslesen.
Datrium bietet „offene Konvergenz“, was sie als die nächste Generation konvergenter Infrastruktur bezeichnen. Es mag so viele Meinungsverschiedenheiten über Konvergenz geben, wie es Anbieter im Bereich der Unternehmens-IT gibt, und Datrium seinerseits scheut sich nicht, seine Vision davon zu vertreten, wie Infrastruktur aussehen kann. Nach Ansicht von Datrium werden Rechenleistung, Primärspeicher, Sekundärspeicher und Cloud in einer äußerst belastbaren Konfiguration zusammengeführt, die skalierbar und einfach zu verwalten ist, ohne dass für jede Speicherklasse ein Silo erforderlich ist. Da die meisten Datenanrufe darüber hinaus Rechenknoten mit integriertem Flash-Cache treffen, kann Datrium in fast allen Fällen eine enorme Leistung liefern, ohne dass die Datenknoten aufgerufen werden müssen. Dies entspricht 200 GB/s und 16 GB/s bei einer maximalen Lese- und Schreibbandbreite von 32 KB und 18 Mio. IOPS beim 4K-Zufallslesen.
Im Wesentlichen besteht Datrium aus Rechenknoten und Speicherknoten, aus denen das DVX-System besteht. Rechenknoten können von Datrium bereitgestellt werden, oder Kunden können ihre eigene bestehende Serverinfrastruktur nutzen. Rechenknoten übernehmen die E/A-Verarbeitung und halten einen Cache lokal im Flash. Flash kann nahezu alles sein, von kostengünstigeren SATA-Laufwerken mit hoher Kapazität bis hin zu leistungsstarkem NVMe. Die Entscheidung für Flash hängt vollständig von der Arbeitslast ab und kann an die Kundenbedürfnisse angepasst werden. Da sich persistente Daten auf den Datenknoten befinden, sind Rechenknoten zustandslos und können ohne Risiko von Datenverlust oder -beschädigung offline geschaltet werden, wodurch die n-1-Verfügbarkeit gewährleistet bleibt. Datrium unterstützt eine Vielzahl von Umgebungen, darunter vSphere 5.5-6.5, Red Hat 7.3, CentOS 7 1611 und Bare-Metal-Docker 1.2.
Datenknoten verwalten dauerhafte Kopien der Daten und sind entweder in Festplatten- oder Flash-Konfigurationen verfügbar. In Datrium DVX werden Daten immer komprimiert, global dedupliziert und mit doppelter Fehlertoleranz löschcodiert. Datrium bietet außerdem Verschlüsselung, Snapshots und Replikation innerhalb von DVX. Die Datenknoten sind für die gesamte Verarbeitung auf die Rechenknoten angewiesen, wodurch das Speichersystem für die Bereitstellung von E/A über zwei Hot-Swap-fähige Controller frei bleibt. Zu den Datenknoten gehören gespiegelter, batteriegepufferter NVRAM für schnelle Schreibvorgänge und Hochgeschwindigkeits-Ethernet-Netzwerke mit Lastausgleich und Pfad-Failover. Zu den neuesten Knoten von Datrium gehört DVX mit Flash End-to-End. Dies bedeutet, dass in den Rechenknoten Flash vorhanden ist, zusammen mit All-Flash-DVX-Datenknoten. Der F12X2-Datenknoten verfügt über 16 TB nutzbaren Speicher (12 x 1.92 TB SSDs), mit bis zu 32–96 TB effektiver Kapazität mit 2–6-facher Datenreduzierung und Unterstützung für 25 GbE-Netzwerke. Der neueste Rechenknoten, CN2100, bietet neue Skylake-CPUs, NVMe-Unterstützung und bis zu 25 GbE-Netzwerke.
Diese Überprüfung ist insofern einzigartig, als wir remote Zugriff auf eine Datrium-Testumgebung hatten, die mit 32 Dell PowerEdge C6320-Rechenknoten und 10 Datrium DVX-All-Flash-Datenknoten konfiguriert war.
- 32 x Dell PowerEdge C6320 Server
- VMware ESXi 6.0 Update3 installiert
- Dual-Xeon-CPU E5-2697 v4-CPUs
- 128GB Speicher
- 4 x 1.92 TB Samsung PM863a SSD als Datencache
- 2 x 10 Gbit/s NIC (Verwaltung/Daten)
- Netzwerkkonfiguration
- 10 F12X2 Datenknoten auf dem Core-Switch
- 32 Rechenknoten auf 8 TOR-Switches
- Jeder TOR-Switch verfügt über einen 160-Gbit/s-Uplink zum Core-Switch
Management
Die Verwaltung des DVX erfolgt mit einer HTML5-basierten Benutzeroberfläche über den Browser oder als VMware vCenter-Plugin. Die gesamte Prämisse der DVX-Benutzeroberfläche basiert auf Einfachheit und macht eine Speicherverwaltung auf herkömmliche Weise überflüssig. Von der Speicherbereitstellung bis zur Replikationsverwaltung erfolgt alles über dieselbe Benutzeroberfläche.
Auf einen Blick können Benutzer Leistungsinformationen zu Cluster-VM-IOPS, Durchsatz, Netzwerkübertragungsgeschwindigkeiten sowie der durchschnittlichen Lese-/Schreiblatenz von Datrium zusammen mit Host-Flash-Trefferraten finden. Angesichts der abgestuften Struktur der Datrium DVX-Plattform ist die Überprüfung der Leistungsniveaus zwischen den Hosts und den zugrunde liegenden Datenknoten hilfreich bei der Messung der Gesamtleistung. Zusätzlich zu den Leistungsmetriken wird die gesamte nutzbare Kapazität bereitgestellt, die den gesamten Datenbedarf zusammen mit dem Snapshot-Speicherplatz anzeigt, sowie aktuelle Metriken zur Datenreduzierung.
Ein interessanter Punkt, der in den obigen Screenshots zu beachten ist, ist der Netzwerkverkehr (wobei einer 4K-Zufallsschreibaktivität und der andere Leseaktivität zeigt). Da Datrium DVX Host-seitigen Flash für Leseaktivitäten nutzt und Schreibaktivitäten auf die Datenknoten überträgt, können Sie dies anhand der Netzwerkgeschwindigkeiten erkennen. In unserem 4K-Zufallstest wurde eine Netzwerkaktivität von 7.3 GB/s gemessen, wohingegen in unserem Lesetest, bei dem Daten aus dem Flash des internen Hosts abgerufen wurden, kein Netzwerkverkehr vorhanden war.
Leistungsbenchmarks
Um die Leistung eines so großen Clusters zu messen, haben wir uns für HCIBench von VMware entschieden, da es sich einfach bereitstellen lässt und Leistungsdaten über Hunderte von vdbench-VMs hinweg aggregieren kann. Bei einem großen Cluster konnten wir mit diesem Tool die Arbeitslast, die üblicherweise zur Messung des Unternehmensspeichers verwendet wird, schnell steigern und mit Daten arbeiten, die ein benutzerdefiniertes Wiederholungsmuster aufweisen. Für Plattformen, die Datenreduktionsdienste anbieten, gibt es Benutzern die Möglichkeit, die Leistung in realitätsnäheren Situationen zu zeigen. In diesem Fall haben wir für jede unserer Workloads eine Komprimierungseinstellung von 2:1 verwendet. Es ist zu beachten, dass bei allen Benchmarks Komprimierung, Deduplizierung und Inline-Erasure-Coding ausgeführt wurden. Mit anderen Worten: Alle Benchmarks wurden unter realen Betriebsbedingungen durchgeführt.
In unserem HCIbench 4K betrachten wir den maximalen zufälligen Durchsatz mit einem vollständig zufälligen 4K-Workload-Profil. Das Datrium DVX konnte 9.5725 GB/s beim Lesen und 2.524 GB/s beim Schreiben erreichen.
Als nächstes betrachten wir den Spitzen-I/O im gleichen 4K-Profil. Hier zeigte das Datrium DVX erneut eine beeindruckende Leistung mit über 2.45 Millionen IOPS beim Lesen und 646,162 IOPS beim Schreiben.
Die nächste Metrik befasst sich mit der durchschnittlichen Latenz des vollständig zufälligen 4K-Workload-Profils. Obwohl die Latenz nicht ganz unter einer Millisekunde lag, konnte der DVX dennoch beeindruckende 1.05 ms beim Lesen und 3.96 ms beim Schreiben erreichen.
Unser nächster Test untersucht ein größeres 8K-Zufallsdatenprofil mit einer Mischung aus 70 % Lese- und 30 % Schreibaktivität. Der Durchsatz des DVX betrug hier 9,229.5 GB/s. Betrachtet man die I/O-Spitzenwerte, konnte der DVX über 1.18 Millionen IOPS erreichen. Die 8K 70/30-Latenz betrug nur 2.17 ms.
Die letzte Arbeitslast wechselt zu einem Spitzenbandbreitenfokus, der aus einem sequentiellen Lese- und Schreibprofil von 32 KB besteht. Hier konnte der DVX satte 42.16 GB/s beim Lesen und 13.26 GB/s beim Schreiben erreichen.
Betrachtet man den I/O-Spitzenwert bei gleicher Arbeitslast, liefert der DVX weiterhin beeindruckende Zahlen mit über 1.349 Millionen Lese- und 424,282 IOPS-Schreib-IOPS.
Trotz der hohen Werte, die der DVX im 32K-Test erzielte, wurde das Ganze mit einer relativ niedrigen Latenz von 1.9 ms beim Lesen und 6.02 ms beim Schreiben abgerundet.
Da es sich um eine konvergente Plattform handelt, ist die CPU-Auslastung ein wichtiger zu berücksichtigender Faktor, da ein Teil des Speicher-Overheads von denselben Systemen stammt, die auch für den Betrieb der Workloads selbst genutzt werden. Bei der Überwachung der Plattform während jeder Arbeitslast haben wir uns die Gesamtleistung des Clusters (beide Seiten der Gleichung) angesehen, einschließlich der über den Cluster verteilten HCIbench-Worker, die vdbench nutzen, sowie des Overheads der Speicher-VMs selbst.
Während der starken sequenziellen Schreibaktivität (bei der ein Großteil der Arbeit direkt auf die Flash-Knoten verlagert wird) sahen wir, dass weniger als 40 % der gesamten Systemressourcen genutzt wurden. Bei starker Leseaktivität, beispielsweise bei der 4K-Random-Read-Workload, stieg diese Kennzahl auf knapp über 60 %. Selbst wenn also das System sowohl die Arbeitslast bedient als auch die VMs die Arbeitslast verbrauchen, blieben 60 % der CPU-Ressourcen für andere Anwendungen und Arbeitslasten übrig, im schlimmsten Fall sank dieser Wert auf 40 %. Wenn also der Insane-Modus läuft (40 % maximale Host-Auslastung gegenüber 20 % normalerweise), hatte die Datrium-Plattform im schlimmsten Fall mit vollständigen Inline-Datendiensten immer noch reichlich Systemressourcen übrig.
Fazit
Die Datrium DVX-Familie wurde aktualisiert, um die neueste Generation von Speicher- und Rechenressourcen zu unterstützen. In diesem Fall haben wir einen Blick auf die End-to-End-Flash-Konfiguration geworfen, die einen Flash-Cache in den Rechenknoten sowie All-Flash-Datenknoten für persistenten Speicher umfasst. Die „offene Konvergenz“-Plattform von Datrium umfasst auch die Datendienste, die im Allgemeinen bei ausgereifteren Produkten zu finden sind; Mit Datrium DVX werden Daten immer komprimiert, global dedupliziert und mit doppelter Fehlertoleranz gelöscht. Kunden können sich für die Verwendung der Rechenknoten von Datrium entscheiden, aber wie in diesem Test ist dies nicht erforderlich (unsere Tests nutzten 32 Dell PowerEdge-Knoten). Diese Rechenknoten übernehmen die E/A-Verarbeitung und den Cache mit minimalem Overhead von bis zu 20 %. Für Instanzen, die mehr Speicherleistung erfordern, kann DVX jedoch in den Insane-Modus versetzt werden, in dem DVX bis zu 40 % der Rechenressourcen nutzen kann.
Was die Leistung betrifft, haben wir uns für HCIbench-Benchmarks entschieden, da diese am besten widerspiegeln, wozu das Datrium DVX in einer größeren Umgebung wirklich in der Lage ist. Der All-Flash-DVX erzielte auf Anhieb sehr beeindruckende Zahlen. In 4K-Benchmarks erreichte der DVX einen Durchsatz von über 9.57 GB/s und 2.45 Millionen IOPS beim Lesen sowie über 2.52 GB/s und 646 IOPS beim Schreiben. Der DVX erreichte diese Zahlen mit einer Latenz von nur 1.05 ms beim Lesen und 3.96 ms beim Schreiben. Beim Umstieg auf 8K 70 % Lesen 30 % Schreiben überzeugte der DVX erneut mit einem Durchsatz von über 9.2 GB/s, über 1.18 Millionen IOPS, alles bei einer Latenz von 2.17 ms. Bei unserem sequenziellen 32K-Test erreichte der DVX erstaunliche 42.16 GB/s Lesegeschwindigkeit und über 1.349 Millionen IOPS bei einer Latenz von 1.9 ms.
Offensichtlich ist Datriums Ansatz zur Konvergenz einzigartig. Es macht durchaus Sinn, die „übrig gebliebene“ CPU der Rechenknoten mit lokalisiertem Flash zu nutzen und gleichzeitig Flash als dauerhaften Speicher zu behalten, um alle TCO-Vorteile zu nutzen. Ein wesentlicher Faktor dafür, dass dies funktioniert, ist die Speichereffizienz des DVX-Systems, die entscheidend ist, um den Flash in den Datenknoten optimal zu nutzen. Für diejenigen, die noch mehr Leistung benötigen, ist es ganz einfach, NVMe-Speicher in den Rechenknoten einzubauen, obwohl wir mit einer kostengünstigeren Option eindeutig sehr gut abgeschnitten haben. Allerdings bedeutet die Leistung ohne Ausfallsicherheit nicht viel. Mit DVX sind Rechenknoten zustandslos und unterstützen ein N-1-Serverfehlertoleranzmodell. Das bedeutet, dass wir in unserer Testkonfiguration 31 der 32 Server verlieren könnten und alle Daten weiterhin verfügbar bleiben. Selbst wenn alle Server ausfallen würden, geht bei DVX keine Daten verloren, da die maßgebliche Kopie der Daten auf den Datenknoten und nicht in den Rechenknoten gespeichert und geschützt wird.
Letztendlich gibt es in der Unternehmens-IT derzeit kaum etwas Spannenderes als eine konvergente Infrastruktur. Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, diese Vision umzusetzen, hat Datrium seinen Pitch für DVX zusammengestellt, der umfassende Datenverwaltungsdienste gepaart mit einem hervorragenden Leistungsprofil umfasst. Allerdings haben nur wenige im Konvergenzbereich sowohl die Leistung als auch die Funktionen erreicht, was Datriums DVX zu einem gut ausgestatteten Angebot macht, das sich deutlich von der Masse abhebt.
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