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Recensione dell'X-IO Technologies ISE 860 G3: Parte 1

by Laboratorio aziendale di StorageReview
scritto da Laboratorio aziendale di StorageReview

X-IO si è fatto un nome nell'archiviazione SAN aziendale individuando un modo per garantire che i dischi rigidi e, nel caso di configurazioni ibride, gli SSD, non abbiano mai avuto bisogno di manutenzione entro il periodo di cinque anni garantito. Per raggiungere questo obiettivo, X-IO utilizza DataPac gemelli che vengono inseriti e bloccati nello chassis completamente ridondante, offrendo uno stile di archiviazione "impostalo e dimenticalo". Nel marzo di quest'anno X-IO si è aggiunto alla famiglia di dischi rigidi e array ibridi, con una nuova serie di configurazioni all flash e un'architettura aggiornata di terza generazione (G3). IL Serie ISE800G3 di array All Flash comprende tre modelli che vanno da 6.4 TB a 51.2 TB di capacità grezza. Ciascuno porta con sé la promessa di ridurre drasticamente la frequenza delle chiamate di servizio, insieme a prestazioni fino a 400,000 IOPS, larghezza di banda di 5 GB/s e uno dei motori QoS più robusti. 


X-IO si è fatto un nome nell'archiviazione SAN aziendale individuando un modo per garantire che i dischi rigidi e, nel caso di configurazioni ibride, gli SSD, non abbiano mai avuto bisogno di manutenzione entro il periodo di cinque anni garantito. Per raggiungere questo obiettivo, X-IO utilizza DataPac gemelli che vengono inseriti e bloccati nello chassis completamente ridondante, offrendo uno stile di archiviazione "impostalo e dimenticalo". Nel marzo di quest'anno X-IO si è aggiunto alla famiglia di dischi rigidi e array ibridi, con una nuova serie di configurazioni all flash e un'architettura aggiornata di terza generazione (G3). IL Serie ISE800G3 di array All Flash comprende tre modelli che vanno da 6.4 TB a 51.2 TB di capacità grezza. Ciascuno porta con sé la promessa di ridurre drasticamente la frequenza delle chiamate di servizio, insieme a prestazioni fino a 400,000 IOPS, larghezza di banda di 5 GB/s e uno dei motori QoS più robusti. 

X-IO è in circolazione da abbastanza tempo a questo punto da avere molti clienti che raggiungono la finestra di garanzia di cinque anni, convalidando, almeno in una certa misura, il messaggio chiave della semplicità nella gestione. Con le configurazioni all-flash, tuttavia, le sfide sono leggermente diverse. X-IO ha mitigato le preoccupazioni relative alla resistenza introducendo il concetto di livellamento dell'usura a livello di array. Questo gestisce essenzialmente lo stato di ciascun SSD a livello di sistema, garantendo che le unità vengano scritte in modo relativamente uguale. L'utente finale non deve preoccuparsi delle singole unità, poiché il sistema ne gestirà l'usura. In effetti, X-IO non espone nemmeno le unità tramite la GUI; gli utenti gestiscono semplicemente i volumi ricavati dal pool disponibile.

X-IO è uno dei pochi nello spazio degli array all-flash a offrire QoS. All'interno di ISE Manager, gli amministratori possono specificare le funzionalità IOPS minime, massime e burst per ciascuna LUN. Il processo richiede pochi clic e le regole vengono applicate automaticamente. Ciò consente ai volumi aziendali critici di avere prestazioni garantite senza doversi preoccupare di un vicino rumoroso. Inoltre, la serie ISE 800 supporta il thin provisioning e l'integrazione con VMware VASA, vSphere Web Client, vCOPs e OpenStack tramite driver Cinder.

Questa recensione è incentrata sull'ISE 860 G3, con un sottoinsieme limitato di dati raccolti anche utilizzando gli 820 DataPac nello stesso chassis. Gli array all flash ISE serie 800 G3 sono già disponibili, con un prezzo di listino di $ 124,900 per ISE 820, $ 320,500 per ISE 850 e $ 575,000 per ISE 860. 

Specifiche X-IO Technologies ISE 800 serie G3

  • Ultra-Grande
    • ISE820G3
      • Prima del RAID: 6.4 TB (SSD 20x200 GB per DataPac)
      • Capacità RAID 10: 2.7 TB
      • Capacità RAID 5: 4.3 TB
    • ISE 850 G3 (10 SSD da 1.6 TB per DataPac)
      • Prima del RAID: 25.6 TB
      • Capacità RAID 10: 11.4 TB
      • Capacità RAID 5: 18.3 TB
    • ISE 860 G3 (20 SSD da 1.6 TB per DataPac)
      • Prima del RAID: 51.2 TB
      • Capacità RAID 10: 22.9 TB
      • Capacità RAID 5: 36.6 TB
  • CPU Intel a 2.2 core da 6 GHz, DRAM da 16 GB per controller
  • Prestazioni a pieno regime
    • Fino a 400,000 IOPS
    • Fino a 5 GB/s di larghezza di banda
    • Gli algoritmi di memorizzazione nella cache ISE Intelligent ottimizzeranno le dimensioni di I/O tra 512 B e 1 MB
  • Connettività dell'ospite
    • Fibre Channel da 8 Gb: 8 porte SFP (supporta sia il collegamento SAN che DAS)
    • Porta di gestione da 1 GbE con Wake-on-LAN
  • Caratteristiche
    • Mirroring sincrono attivo-attivo
    • Provisioning sottile
    • QoS
    • API dei servizi Web ReST
  • Potenza
    • 600 Watt tipici, 700 W max
    • Voltaggio 100-240 VCA, 47-63 Hz
    • Corrente 6.6 A a 110 V, 3.6 A a 208 V
    • Dissipazione del calore (max) 2400 BTU/ora
  • Statistiche fisiche
    • 5.2" (13.2 cm) altezza x 17.5" (44.45 cm) larghezza x 28.5" (72.8 cm) profondità
    • 72 libbre (32.9 kg) senza DataPac

X-IO Technologies ISE 860 G3 Progettazione e costruzione

Come le versioni precedenti dell'ISE, il design è evidenziato dai DataPac gemelli a caricamento frontale che vengono inseriti e bloccati in posizione quando l'unità è accesa. Ciascuno dei modelli della serie 800 utilizza lo stesso chassis e controller; l'elemento di differenziazione è semplicemente la capacità dei DataPac e degli SSD che risiedono al loro interno. La parte anteriore dell'unità dispone inoltre di due pacchi di supercondensatori progettati per durare abbastanza a lungo da eliminare le scritture in transito su memoria non volatile in caso di perdita di alimentazione imprevista. Quando l'alimentazione torna online, questi dati vengono scritti nel pool di archiviazione primario. Il backplane SAS nell'860 è stato migliorato per sfruttare meglio le funzionalità IO della configurazione all-flash. 

La parte posteriore dell'unità presenta alimentatori ridondanti e due controller. Ogni controller è alimentato da una CPU Intel a 2.2 core da 6 GHz con DRAM da 16 GB integrata. Oltre a quattro porte Fibre Channel da 8 Gb su ciascun controller, sono presenti anche una porta di gestione da 1 GbE, una porta per console, due slot USB e una porta SAS. 

Installazione e configurazione di X-IO Technologies ISE 860 G3

ISE Manager Suite si integra con Citrix, Linux, Microsoft e VMware per creare un ambiente che rende molto semplice l'amministrazione di ISE. In effetti, X-IO ama dire che non è necessario essere un amministratore di storage qualificato per distribuire e gestire un ISE. Abbiamo integrato ISE Manager Suite con il nostro VMware vCenter. Sul lato sinistro gli amministratori possono scegliere tra Gruppi SAN, Adattatore prestazioni e Raccolta registri. Attraverso i gruppi SAN sono disponibili molte altre schede tra cui Visualizzazione server, Visualizzazione archiviazione, Visualizzazione fisica, Visualizzazione ActiveWatch, Visualizzazione prestazioni, Visualizzazione registri, CloudStack e X-Volume.

Attraverso Physical View gli utenti possono verificare diverse proprietà generali dell'array. Scorrendo lungo il lato sinistro c'è una lettura dello stato di salute del sistema. Gli utenti possono controllare i DataPac. Gli aspetti che si possono verificare sono se sono operativi o meno, in che posizione si trovano, la loro tipologia (flash in questo caso) e a quale pool appartengono. 

Physical View consente inoltre di effettuare il check-in sugli storage pool. Visualizzazione di dettagli quali la quantità di flash disponibile, quale DataPac è nel pool (entrambi in questo caso) e la quantità di capacità libera e totale.

In Storage View gli utenti possono vedere i diversi pool di archiviazione, la loro dimensione, la configurazione RAID, dove è bloccato il pool e impostare i massimi e i minimi delle prestazioni. 

Performance View consente agli amministratori di tenere traccia delle prestazioni in tempo reale. Le prestazioni possono essere monitorate facilmente. Di seguito è possibile visualizzare ad esempio le misurazioni da cui inizia il carico di lavoro SQL. Man mano che i dati si spostano nella DRAM dell'host, le letture diminuiscono, sebbene siano visibili grandi burst di scrittura per ogni scrittura del registro.

All'inizio del test Sysbench virtualizzato con 16 VM che martellano l'array, puoi vedere il pesante mix di lettura e scrittura che colpisce entrambi i controller.

Una volta che il test Sysbench 16VM si stabilizza, puoi vedere l'array raggiungere una condizione di stato stabile.

Analisi delle prestazioni dell'applicazione

Le Sysbench OLTP il benchmark viene eseguito su Percona MySQL sfruttando il motore di archiviazione InnoDB che opera all'interno di un'installazione CentOS. Per allineare i nostri test della SAN tradizionale con i più recenti dispositivi iperconvergenti, abbiamo spostato molti dei nostri benchmark su un modello distribuito più ampio. La differenza principale è che invece di eseguire un singolo benchmark su un server bare metal, ora eseguiamo più istanze di quel benchmark in un ambiente virtualizzato. A tal fine, abbiamo distribuito 1, 4, 8, 12 e 16 VM Sysbench su X-IO ISE 860, 1-4 per nodo, e abbiamo misurato le prestazioni totali osservate sul cluster mentre tutte funzionavano contemporaneamente. Questo test è stato progettato per mostrare la capacità di gestione di un array in condizioni di carichi di lavoro da normali a estremi. Al culmine del test, stiamo sottoponendo a pieno carico i quattro host ESXi su cui risiedono le VM, fissando l'utilizzo della DRAM di ciascun host.

Cluster Sysbench virtualizzato a 730 nodi Dell PowerEdge R4

  • Otto CPU Intel E5-2690 v3 per 249 GHz in cluster (due per nodo, 2.6 GHz, 12 core, 30 MB di cache) 
  • 1 TB di RAM (256 GB per nodo, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB per CPU)
  • Avvio scheda SD (Lexar 16 GB)
  • 4 adattatori Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch per vMotion e rete VM)
  • 4 x HBA FC a doppia porta Emulex da 16 GB
  • 4 x Scheda di rete Emulex 10GbE a doppia porta
  • VMware ESXi vSphere 6.0 /Enterprise Plus 8 CPU

Ogni VM Sysbench è configurata con tre vDisk, uno per l'avvio (~92 GB), uno con il database precostruito (~447 GB) e il terzo per il database che testeremo (400 GB). Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 16 vCPU, 64 GB di DRAM e abbiamo sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic.

Il nostro test Sysbench misura il TPS medio (transazioni al secondo), la latenza media e la latenza media del 99° percentile con un carico di picco di 32 thread.

Osservando le transazioni medie al secondo, XIO ISE 860 ha registrato 1,762 TPS quando si utilizza una macchina virtuale. Aumentando la configurazione a 4 VM, abbiamo riscontrato un enorme miglioramento del TPS a 4,424, ovvero un aumento di circa il 150%. Abbiamo anche riscontrato aumenti delle prestazioni passando da 4 VM a 8 VM (38%) e da 8 VM a 12 VM (9%). Tuttavia, aumentando a 16 VM, abbiamo riscontrato una leggera diminuzione del TPS del 7.4%. Anche se le prestazioni complessive sono scese a 16 VM, l'X-IO ISE 860 si è dimostrato un punto di forza assoluto nel mantenere quel livello di prestazioni sotto un carico incredibile.

Nella latenza media, è evidente che maggiore è il numero di macchine virtuali aggiunte a XIO ISE 860, maggiore sarà la latenza registrata. Quando abbiamo modificato la configurazione da 860 VM (1 ms) dell'ISE 18 a 4 VM (29 ms), la latenza è aumentata del 61%. Da 4 a 8 VM, abbiamo registrato un aumento del 34.5% mentre abbiamo registrato un aumento del 38.5% passando da 8 VM a 12 VM. Infine, utilizzando 16 VM, abbiamo misurato una latenza del 48%. Guardando il nostro grafico TPS qui sopra, notiamo che quando si utilizzano 12VM, si ottengono le prestazioni più elevate, mentre 16VM hanno iniziato a diminuire il TPS e ad aumentare ulteriormente la latenza.

In termini del nostro scenario di latenza MySQL peggiore (latenza del 99° percentile), XIO SE 860 ha registrato solo un leggero aumento della latenza passando da 1 VM a 4 VM e ancora da 4 VM a 8 VM. Quando si aggiungono 12 VM, tuttavia, abbiamo riscontrato un aumento significativo della latenza del 113% mentre registriamo un aumento ancora maggiore quando si passa da 12 VM a 16 VM (136%).

StorageReview Protocollo di test OLTP di Microsoft SQL Server utilizza l'attuale bozza del Benchmark C (TPC-C) del Transaction Processing Performance Council, un benchmark per l'elaborazione delle transazioni online che simula le attività presenti in ambienti applicativi complessi. Il benchmark TPC-C si avvicina di più rispetto ai benchmark sintetici delle prestazioni per valutare i punti di forza e i colli di bottiglia delle prestazioni dell'infrastruttura di storage negli ambienti di database.

Questo test utilizza SQL Server 2014 in esecuzione su VM guest Windows Server 2012 R2, sottoposto a stress da Benchmark Factory for Databases di Dell. Mentre il nostro utilizzo tradizionale di questo benchmark è stato quello di testare grandi database su scala 3,000 su storage locale o condiviso, in questa iterazione ci concentriamo sulla distribuzione uniforme di quattro database su scala 1,500 sul nostro X-IO ISE 860 per illustrare meglio le prestazioni aggregate all'interno un cluster VMware a 4 nodi. 

Attrezzatura LoadGen Factory per benchmark OLTP SQL Server di seconda generazione

  • Host client virtuali Dell PowerEdge R730 VMware ESXi vSphere (2)
    • Quattro CPU Intel E5-2690 v3 per 124 GHz in cluster (due per nodo, 2.6 GHz, 12 core, 30 MB di cache) 
    • 512 GB di RAM (256 GB per nodo, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB per CPU)
    • Avvio scheda SD (Lexar 16 GB)
    • 2 adattatori Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch per vMotion e rete VM)
    • 2 x HBA FC a doppia porta Emulex da 16 GB
    • 2 x Scheda di rete Emulex 10GbE a doppia porta
    • VMware ESXi vSphere 6.0 /Enterprise Plus 4 CPU

  • Cluster SQL virtualizzato a 730 nodi Dell PowerEdge R4

    • Otto CPU Intel E5-2690 v3 per 249 GHz in cluster (due per nodo, 2.6 GHz, 12 core, 30 MB di cache) 
    • 1 TB di RAM (256 GB per nodo, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB per CPU)
    • Avvio scheda SD (Lexar 16 GB)
    • 4 adattatori Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch per vMotion e rete VM)
    • 4 x HBA FC a doppia porta Emulex da 16 GB
    • 4 x Scheda di rete Emulex 10GbE a doppia porta
    • VMware ESXi vSphere 6.0 /Enterprise Plus 8 CPU

Ogni VM SQL Server è configurata con due vDisk, uno da 100 GB per l'avvio e uno da 500 GB per il database e i file di registro. Dal punto di vista delle risorse di sistema, abbiamo configurato ciascuna VM con 16 vCPU, 64 GB di DRAM e abbiamo sfruttato il controller SCSI SAS LSI Logic.

L'X-IO ISE 860 sottoposto a benchmark nel test SQL Server era certamente ben qualificato per gestire 15,000 utenti virtuali, poiché XIO ISE 860 vantava una media aggregata di 12,564.9 TPS.

Analizzando la latenza media con lo stesso carico di lavoro di utenti virtuali, l'X-IO ISE 860 ha offerto una latenza media complessiva di 13 ms, con uno spread di 12-14 ms tra le 4 VM. Questa è un'altra area in cui la coerenza dell'ISE 860 tra i volumi e la sua reattività a bassa latenza lo hanno aiutato a raggiungere numeri di primo piano.

Analisi sintetica del carico di lavoro aziendale

Prima di avviare ciascuno dei benchmark fio sintetici, il nostro laboratorio precondiziona il sistema in uno stato stazionario sotto un carico pesante di 16 thread con una coda in sospeso di 16 per thread. Quindi lo storage viene testato a intervalli prestabiliti con più profili di profondità thread/coda per mostrare le prestazioni in condizioni di utilizzo leggero e intenso.

  • Test di precondizionamento e di stato stazionario primario:
  • Throughput (lettura+scrittura IOPS aggregati)
  • Latenza media (latenza di lettura+scrittura mediata insieme)
  • Latenza massima (latenza di picco in lettura o scrittura)
  • Deviazione standard della latenza (deviazione standard di lettura e scrittura mediata insieme)

Questa analisi sintetica incorpora due profili ampiamente utilizzati nelle specifiche e nei benchmark dei produttori:

  • 4k – 100% lettura e 100% scrittura
  • 8k – 70% lettura/30% scrittura

FIO LoadGen di terza generazione

Il nostro primo benchmark misura le prestazioni dei trasferimenti casuali da 4k composti dal 100% di attività di scrittura e dal 100% di lettura. In termini di throughput, l'X-IO ISE 860 ha registrato 286,694 IOPS in lettura e 117,131 in scrittura utilizzando una configurazione RAID5. In RAID1, ha misurato 281,253 IOPS in lettura con scritture migliori a 174,572 IOPS.

L'X-IO ISE 860 ha registrato una latenza di lettura media di soli 0.89 ms e una latenza di scrittura di 2.18 ms in RAID5 mentre RAID1 vantava 0.91 ms di lettura e ha mostrato nuovamente una latenza di scrittura superiore con 1.46 ms.

Passando ai nostri test di latenza massima, l'X-IO ISE 860 in RAID1 ha registrato 22.7 ms in lettura e 17.2 ms in scrittura mentre la configurazione RAID5 ha misurato 24.1 ms in lettura e 27.0 ms in scrittura.  

 

Nel nostro test di deviazione standard, la configurazione RAID1 ha continuato a ottenere ottimi risultati, con solo 0.25 ms in lettura e 1.06 ms in scrittura. Sebbene la configurazione RAID5 abbia mostrato letture simili, ha avuto una latenza nelle scritture molto più elevata (1.82 ms).

Passando al carico di lavoro casuale da 8K con 70% lettura e 30% scrittura, entrambe le configurazioni dell'X-IO ISE 860 mostrano risultati praticamente identici in tutti i nostri thread. La configurazione RAID5 ha iniziato a svanire solo a 16T/8Q, dove ha raggiunto circa 185,000 IOPS. RAID1 ha mostrato un terminale di circa 230,000 IOPS.

L'esame della latenza media ha raccontato una storia simile, poiché sia ​​RAID1 che RAID5 hanno mostrato risultati simili ancora una volta, solo per dividersi intorno a 8T16Q. Nelle profondità del terminale, RAID5 ha mostrato una latenza media di circa 1.4 ms, mentre RAID1 ha misurato 1.2 ms.

I risultati erano molto meno simili quando si esaminavano le prestazioni di latenza di picco. In questo caso, RAID1 è iniziato con 16 ms iniziali a 2T2Q raggiungendo 32 ms nel terminale. L'X-IO ISE 860 in RAID5 ha misurato 18ms a 2T2Q e 30ms a 16T16Q.

Come mostrato di seguito, i nostri risultati di deviazione standard erano molto simili ai nostri grafici di latenza media. Entrambe le configurazioni RAID sono iniziate a 0.1 ms separandosi gradualmente dal segno 4T4Q. Nei thread del terminale, la configurazione RAID5 ha raggiunto 0.73 ms mentre RAID1 ha raggiunto 0.51 ms.

Il nostro prossimo carico di lavoro si sposterà su un test sequenziale a blocchi piccoli da 8K. In questo scenario l'ISE 860 in RAID5 aveva un piccolo vantaggio sia nelle prestazioni di lettura che di scrittura, misurando 434,562 IOPS in lettura e 231,022 IOPS in scrittura, rispetto a RAID1 che misurava 431,200 IOPS in lettura e 229,683 IOPS in scrittura. In termini di potenziale I/O di picco, l'ISE 860 non ha deluso.

Il nostro ultimo carico di lavoro è un test sequenziale a blocchi di grandi dimensioni da 128. In questo scenario, entrambe le configurazioni RAID hanno ottenuto risultati simili: RAID5 ha mostrato 4,513 MB di lettura e 1,767 MB/s di scrittura mentre RAID1 ha registrato letture e scritture di 4,503 MB/s e 1,913 MB/s, rispettivamente. Sebbene le prestazioni sequenziali non abbiano un ruolo importante in un mondo fortemente virtualizzato in cui si finisce per vedere un traffico altamente randomizzato, è stato comunque bello vedere che l'array aveva un po' di forza per spingere verso l'alto di 4.5 GB/s. Le prestazioni di scrittura sequenziale di blocchi di grandi dimensioni erano un po' basse, ma considerando le prestazioni nei nostri test applicativi, ciò non avrà un grande impatto nelle condizioni del mondo reale.

Parte 1 Considerazioni finali

Nella parte 2 della recensione esamineremo diverse altre aree di prestazione. Da quello che abbiamo visto finora, ci sono molte ragioni per essere ottimisti riguardo al resto dei test, che includeranno test come VMmark, DataFusion in memory database e OpenLDAP database. Sfortunatamente abbiamo poco con cui confrontare direttamente l'ISE 860. La metodologia di test Gen2 e il backbone di laboratorio (server Dell) che abbiamo implementato per i test stanno semplicemente mostrando i frutti del successo, con ISE 860 che è la prima SAN a essere pubblicata come recensione. Anche così, tuttavia, guardando indietro a risultati simili ed estrapolandone alcuni, ci dice che la piattaforma XIO ISE è pronta per esibirsi sul palco principale con altri pesi massimi all-flash, competendo ad altissimo livello per carichi di lavoro business critical. La Parte 2 rivelerà ancora di più mentre spingiamo nuovamente il sistema ai suoi limiti esercitando ben oltre 20 riquadri in VMmark. Restate sintonizzati per la prossima puntata.

In arrivo: Recensione dell'X-IO Technologies ISE 860 G3: Parte 2

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