IT 커뮤니티에서 우리는 쇼호(가장 빠르고/또는 가장 강력한 장치 또는 시스템)에 집착하는 경우가 많습니다. 그들이 보여주는 크고 작은 숫자를 좋아하기 때문입니다. 그러나 현실은 대부분의 사용자가 쇼호스의 과시적인 힘을 필요로 하지 않는다는 것입니다. 그들은 필요 일꾼, 저렴한 가격으로 매일 실제 워크로드를 처리할 수 있는 시스템입니다. 우리는 DataON의 HCI(Hyperconverged Infrastructure) 제품을 조사하는 데 상당한 시간을 할애했으며 심지어 Intel® Optane™ SSD를 탑재한 DataON HCI-224 편집자의 선택 작년 수상. 이 기사에서는 또 다른 HCI-224 5노드 클러스터를 살펴보겠습니다. 그러나 이것은 고유한 스토리지 조합을 특징으로 합니다. Intel Optane SSD는 QLC 4326D NAND가 있는 프런트 엔드 Intel® SSD D15.36-P3 XNUMXTB로 용량, 성능 및 비용을 최적화하는 시스템을 생성합니다.
IT 커뮤니티에서 우리는 쇼호(가장 빠르고/또는 가장 강력한 장치 또는 시스템)에 집착하는 경우가 많습니다. 그들이 보여주는 크고 작은 숫자를 좋아하기 때문입니다. 그러나 현실은 대부분의 사용자가 쇼호스의 과시적인 힘을 필요로 하지 않는다는 것입니다. 그들은 필요 일꾼, 저렴한 가격으로 매일 실제 워크로드를 처리할 수 있는 시스템입니다. 우리는 DataON의 HCI(Hyperconverged Infrastructure) 제품을 조사하는 데 상당한 시간을 할애했으며 심지어 Intel® Optane™ SSD를 탑재한 DataON HCI-224 편집자의 선택 작년 수상. 이 기사에서는 또 다른 HCI-224 5노드 클러스터를 살펴보겠습니다. 그러나 이것은 고유한 스토리지 조합을 특징으로 합니다. Intel Optane SSD는 QLC 4326D NAND가 있는 프런트 엔드 Intel® SSD D15.36-P3 XNUMXTB로 용량, 성능 및 비용을 최적화하는 시스템을 생성합니다.
그러나이 클러스터에 들어가기 전에 먼저 DataON이 스토리지 용량 계층으로 QLC를 선택한 이유에 대해 논의하고 마이크로소프트 애저 스택 HCI, DataON 및 XNUMX노드 HCI 클러스터.
인텔® SSD D5-P4326 시리즈
이 HCI 클러스터의 용량 스토리지에 QLC 기반 인텔 SSD D5-P4326을 사용하는 것은 견고하고 안정적이며 비용 효율적인 성능을 제공하므로 논리적인 선택입니다. 우리는 확실히 더 빠른 SSD를 보았지만 SSD D5-P4326은 드라이브당 15.36TB의 엄청난 용량으로 성능과 비용 간의 적절한 균형을 찾습니다. 이 조합은 기본 아키텍처 때문입니다. 인텔® QLC 3D NAND 기술을 사용하여 인텔은 이 장치의 비용을 줄이면서 용량을 늘릴 수 있습니다.
인텔은 QLC 기반 드라이브를 만든 최초의 스토리지 공급업체 중 하나였습니다. QLC 또는 쿼드 레벨 셀 기술은 단일 셀에 3비트의 데이터를 저장하는 반면 TLC, MLC 및 SLC와 같은 이전 기술은 셀당 XNUMX, XNUMX 또는 XNUMX비트만 저장합니다. QLC 고밀도 스토리지로 인해 GB당 스토리지 비용을 낮출 수 있습니다. 또한 인텔의 XNUMXD NAND 기술을 통해 이러한 셀을 칩에 수평으로 쌓아 저장 밀도를 더욱 높일 수 있습니다. 
그러나 타협이 있습니다. Intel SSD D5-P4326 SSD를 효과적으로 활용하려면 QLC 기반 드라이브에 들어가기 전에 쓰기 워크로드를 버퍼링해야 합니다. QLC SSD는 용량이 최적화되고 읽기가 많은 워크로드에 이상적입니다. 따라서 HCI 클러스터와 같은 플랫폼은 QLC SSD 앞에 적절한 캐시 장치를 사용해야 균일한 성능을 제공할 수 있습니다. DataON HCI-224의 경우, 4800개의 Intel Optane SSD DC P750X NVMe 2.5GB XNUMX” 드라이브가 데이터를 QLC 계층으로 이동하기 전에 쓰기를 흡수하기 위해 노드당 사용됩니다. 이 접근 방식은 과도한 쓰기로 인해 QLC 계층의 성능이 저하되는 것을 방지합니다. 최종 결과는 고객이 원활한 경험을 얻고 Intel Optane 기반 성능과 QLC 기반 용량이 이상적으로 조화를 이루는 것입니다.
마이크로소프트 애저 스택 HCI
간단히 말해 Microsoft Azure Stack HCI는 Microsoft Azure Cloud Services의 온프레미스 구현입니다. 기본적으로 Microsoft는 고객이 백업 및 재해 복구와 같은 Azure 관리 서비스에 직접 액세스하여 가상화된 애플리케이션을 온프레미스에서 실행할 수 있도록 기존 HCI 기술을 Azure Stack 제품군에 도입했습니다.
Azure Stack HCI를 Azure 또는 Azure Stack Hub와 혼동해서는 안 됩니다. Azure는 퍼블릭 클라우드 서비스인 반면 Azure Stack Hub 및 Azure Stack HCI는 온프레미스 솔루션입니다. 또한 Azure Stack Hub는 Azure 서비스와 함께 Azure OS를 실행하며 IaaS 및 PaaS 솔루션입니다. 반면에 Azure Stack HCI는 Azure 서비스와 함께 Windows Server OS를 실행하고 이전과 동일한 방식으로 가상화된 워크로드를 실행할 수 있으며 추가 서비스를 위해 Azure 클라우드에 연결할 수 있는 추가 이점이 있습니다. 이는 엄청난 차이이며 IT 관리자가 Azure에서 사용하는 것과 동일한 도구 및 관리 스택을 Azure Stack HCI에서 사용할 수 있습니다.
Azure Stack HCI는 하이퍼바이저에 Hyper-V를, 스토리지에 Storage Spaces Direct를, 네트워킹에 Microsoft SDN(소프트웨어 정의 네트워킹), 관리에 WAC(Windows Admin Center)를 사용합니다. Azure Stack HCI는 표준 x86 서버 및 기타 상용 구성 요소에서 실행됩니다.
WAC는 Windows 10 및 Windows Server의 온프레미스 및 Azure 클라우드 기반 인스턴스를 모두 관리할 수 있는 로컬로 배포된 브라우저 기반 관리 플랫폼입니다. WAC는 Windows 시스템에 설치되며 PowerShell 스크립트를 사용합니다. 또한 WinRM(Windows 원격 관리)을 통해 Microsoft WMF(Windows Management Framework)를 사용하여 HCI 클러스터 및 Azure 가상 머신을 비롯한 Windows 시스템을 모니터링하고 관리합니다.
WAC의 기본 대시보드는 모니터링 중인 시스템의 CPU, 메모리, 네트워킹 및 디스크 활동에 대한 개요를 제공합니다. 화면 왼쪽에 있는 WAC에는 인증서, 장치, 이벤트, 파일, 로컬 사용자 및 그룹, 방화벽, 프로세스, 레지스트리, 역할 및 기능, 서비스 및 저장소를 비롯한 여러 시스템 관리 및 검색 도구도 포함되어 있습니다.
DataON은 WAC의 개방형 프레임워크를 활용하고 관리 유틸리티 소프트웨어 도구(MUST) 확장을 WAC로 포팅한 최초의 회사 중 하나였습니다. DataON은 Windows 서버 기반 HCI, 네트워킹 및 스토리지에 대한 인프라 가시성, 모니터링 및 관리를 제공해야 합니다.
데이터온 HCI
Azure Stack HCI는 상용 하드웨어 구성 요소를 사용하지만 최적의 결과를 제공하려면 이러한 항목이 함께 작동하도록 엔지니어링되어야 합니다. 어떤 면에서는 주력 시스템보다 고성능 시스템을 설계하는 것이 더 쉽습니다. 고성능 시스템을 사용하면 동종 최고의 구성 요소를 선택하고 비용을 무시할 수 있습니다. 그러나 일꾼의 경우 구성 요소의 비용/성능을 평가한 다음 성능을 최적화하도록 조정해야 합니다. 가치 지향적인 시스템을 제공하는 데는 그만큼의 엔지니어링 노력이 필요하며, 이 시스템은 엔지니어링은 우리가 DataON에 계속 깊은 인상을 받는 곳입니다..
DataON은 Microsoft 및 Intel과 강력한 파트너십을 맺고 있으며 Azure Stack HCI용 시스템을 엔지니어링할 때 이러한 관계를 활용했습니다. DataON의 HCI Intel Select 솔루션은 미리 구성되어 자체 랙에 배송되어 즉시 배포할 수 있습니다. 이 제공 방법은 데이터 센터에서 유용할 뿐만 아니라 기존 IT 인프라와 인력이 제한적이거나 존재하지 않는 에지에 배포된 시스템에도 유익한 것으로 입증되었습니다.
2노드 HCI 클러스터
우리는 최근에 Microsoft Azure Stack HCI 2 노드 클러스터에 대한 문서 (2NC). 아래는 해당 기사의 요약입니다. 우리는 2NC가 많은 사용 사례에서 조직에 필요한 복원력을 제공할 수 있고 2NC가 기존의 2노드 또는 2노드 클러스터보다 덜 복잡하고 비용이 많이 든다는 사실을 발견했습니다. DataON은 2017NC 통합의 가치를 인식하고 수용한 최초의 공급업체 중 하나였습니다. 그러나 XNUMXNC는 XNUMX년 XNUMX월에 DataON이 처음 상용화된 두 가지를 발표한 것처럼 DataON에 새로운 것이 아닙니다. 케플러-47 HCI Windows Server 2016 Storage Spaces Direct 시스템용(현재 Azure Stack HCI).
DataON의 2NC 구현은 드라이브 장애와 서버 장애를 동시에 지원합니다. RAID 5 + 1을 사용하여 패리티 복원력을 수행하고 이를 다른 서버로 미러링함으로써 이를 수행합니다. Microsoft는 이 기능을 "중첩된 복원력"이라고 부르며 이 기능을 Windows Server 2019의 저장소 공간 다이렉트에 추가했습니다. 다시 말하지만 2NC는 모든 사람에게 적합한 기술 선택은 아니지만 많은 조직에 안정적이고 비용 효율적인 솔루션을 제공할 수 있습니다.
빌드 및 디자인
여기에서 작업 중인 Azure Stack HCI 클러스터는 DataON HCI-224 올플래시 NVMe 플랫폼에 구축되었습니다. 이 서버는 전면에 2-NVMe 베이가 있는 24U 크기로 PCIe 기반 구성 요소를 위해 후면에 충분한 확장을 제공합니다. 무광 블랙 드라이브 캐디와 달리 레이블이 높아서 교체가 필요한 경우 특정 드라이브를 쉽게 찾을 수 있습니다. 모든 것이 라벨이 붙었는데, 그렇게 드문 일도 아니지만 라벨링의 범위는 특별했습니다. 배포에는 각 노드에 레이블(1 및 2)과 여러 다른 항목이 있어 데이터 센터에서 DataON 시스템을 쉽게 배포하고 관리할 수 있습니다.
이 테스트의 노드에는 이중 2가 포함되었습니다.nd Gen Intel® Xeon® Scalable Gold 6248 2.5GHz, 20코어, 28MB 캐시 프로세서와 32개의 Samsung 4GB DDR2933 256MHz ECC 등록 RDIMM(노드당 총 4510GB) 및 듀얼 Intel S480 2GB SATA M.XNUMX 부트 드라이브.
스토리지의 경우 각 노드에는 4800개의 Intel Optane SSD DC P750X NVMe 2.5GB 5인치 드라이브(캐싱에 사용) 및 4326개의 Intel SSD D15.36-P2.5 XNUMXTB XNUMX인치 QLC 드라이브(용량 스토리지 계층)가 함께 제공됩니다.
노드는 4M Mellanox LinkX ETH 28GbE, 40Gb/s, QSFP 패시브 구리 케이블을 사용하여 Mellanox ConnectX-56 EN 듀얼 포트 QSFP3 40/40GbE 카드를 통해 서로 연결되었습니다.
분명히 DataON은 성능과 비용의 균형을 맞추기 위해 이 시스템의 구성 및 구성 요소 선택과 관련하여 상당한 시간과 생각을 들였습니다. 우리는 Intel SSD D5-P4326 SSD가 스토리지 계층으로 어떻게 작동하는지 매우 궁금했습니다. Intel Optane SSD와 Intel QLC 3D NAND SSD를 결합함으로써 D5-P4326 SSD는 느리지만 큰 하드 드라이브의 영역이었던 고성능 계층과 비용 효율적인 플래시 스토리지를 제공해야 합니다.
StorageReview 랩에서는 아래 다이어그램과 같이 XNUMX개의 스토리지 노드와 스위치를 배포했습니다.
지원
이와 같은 작은 클러스터가 에지 사용 사례에서 어떻게 수행될 수 있는지 알아보기 위해 몇 가지 Microsoft SQL Server 테스트를 설정했습니다. DataON이 Intel Optane 기술과 Intel QLC SSD를 적절하게 사용할 수 있도록 전체 클러스터 성능을 검사하는 것이 목표였습니다. 두 번째로 우리는 이 솔루션이 계획된 업데이트 또는 더 심각한 오류 발생 시 노드 손실을 처리하는 방법을 파악하기 위해 단일 노드의 기능을 조사하고 싶었습니다.
우리의 테스트 계획은 우리가 배포한 SQL Server VM의 로드 생성기로 TPC-C 프로필을 사용하는 Quest의 Benchmark Factory를 활용했습니다. 우리는 10개의 VM(노드당 XNUMX개)을 구성하여 클러스터에 대한 CPU와 디스크 활동의 적절한 균형을 제공했습니다. 워크로드 생성기는 이 환경 외부의 시스템에서 호스팅되었으며 XNUMXGbE 네트워킹을 통해 이 클러스터에 연결되었습니다.
SQL Server 테스트 구성(VM당)
- 윈도우 서버 2019
- 스토리지 공간: 800GB 할당, 620GB 사용
- vCPU 8개
- 60GB RAM(실패 모드 구성 시 55GB)
- SQL 서버 2019
- 데이터베이스 크기: 1,500 규모
- 가상 클라이언트 로드: 15,000
- RAM 버퍼: 48GB
- 시험 시간: 3시간
- 15분 전처리
- 45분 샘플 기간
테스트에서 우리는 Benchmark Factory에서 트랜잭션 성능 수준이 일정하게 유지되는 대기 시간 성능에 중점을 두었습니다.
총 4개의 VM(노드당 2개)의 부하로 총 트랜잭션 부하 2.5TPS로 평균 대기 시간 12,649ms를 측정했습니다.
부하를 6VM으로 늘리면 평균 대기 시간은 4TPS의 총 트랜잭션 부하와 함께 18,967ms로 약간 증가했습니다.
8VM(노드당 4개)의 최대 부하에서 대기 시간은 평균 6.5ms로 최고였으며 총 트랜잭션 부하는 25,277이었습니다.
이러한 테스트를 통해 우리는 Optane SSD를 이 조합에 사용함으로써 얻을 수 있는 이점을 분명히 확인했습니다. 고속 용량 계층으로서 응답성 읽기를 위해 QLC SSD를 확보하면서 쓰기의 정면을 차지했습니다. 이 HCI 클러스터에 도달하는 XNUMX개의 SQL Server VM으로 워크로드를 두 배로 늘렸지만 대기 시간은 약간만 증가했으며 이 구성이 때때로 폭발할 수 있는 워크로드에 적합함을 보여주었습니다.
완벽하게 운영되는 환경에서의 성능도 중요하지만 클러스터의 노드가 오프라인 상태가 되거나 시스템 유지 관리를 위해 워크로드를 마이그레이션해야 하는 경우 워크로드가 작동하는 방식도 고려해야 합니다. 이 시나리오를 테스트하기 위해 8VM의 전체 로드를 유지하고 단일 노드로 마이그레이션했습니다. 이 설정에서 우리는 4.5ms의 평균 대기 시간을 측정했으며 이는 온라인에서 두 노드보다 낫습니다. 그 중 일부는 단일 노드 작업에서 스토리지 오버헤드를 제거한 것입니다.
결론
이 프로젝트를 위해 시스템에서 일련의 SQL 테스트를 실행하여 에지 및 SMB 사용 사례에서 일반적으로 발견되는 성능 워크로드를 설명했습니다. 우리의 목표는 이 DataON 클러스터의 Microsoft Azure Stack HCI가 하드웨어를 얼마나 효과적으로 활용하여 원하는 결과를 가져올 수 있는지 이해하는 것이었습니다. 특히 이것은 성능과 가치의 드문 조합을 제공하는 솔루션을 제공하는 것을 의미합니다.
테스트를 통해 DataON의 구성 요소 선택이 성능이 매우 뛰어난 비용 효율적인 Azure Stack HCI SDS 솔루션을 만드는 데 실제로 성공했음을 확인할 수 있습니다. 이는 부분적으로 용량 스토리지에 Intel SSD D5-P4326을 사용하기로 선택했기 때문이며, 이는 계층화를 위해 Intel Optane SSD를 효율적으로 활용합니다.
QLC SSD는 플래시 스토리지와 함께 제공되는 TCO 이점을 제공하면서 클러스터에 대규모의 고밀도 용량을 제공하므로 이는 중요한 개념입니다. QLC 드라이브는 15.36인치 드라이브 베이당 2.5TB의 용량을 지원합니다. RAID 8에서 2개의 0TB HDD를 사용하여 용량을 맞추거나 3.5인치 섀시로 전환하여 더 크지만 더 느린 HDD를 활용해야 합니다. 어느 쪽이든 Intel QLC 드라이브에서 하드 드라이브로의 성능 저하가 상당합니다. 애플리케이션 응답성과 관련하여 기하급수적인 차이입니다.
모든 읽기 및 쓰기가 Optane SSD(이 구성에서 가장 성능이 좋은 미디어이기 때문에)에서 오기를 바라는 만큼 때때로 누락이 있을 수 있습니다. 이 경우 QLC SSD 성능이 하드 드라이브를 압도하여 플래시와 하드 드라이브를 결합하는 토폴로지에서 흔히 발생하는 성능 불규칙성으로부터 HCI 클러스터를 보호합니다. 실제로 우리는 여기에서 이러한 균형 잡힌 성능을 보았기 때문에 앞으로 회사는 일반적으로 HDD/플래시 설계를 재고하고 QLC/Optane 설계에 더 의존해야 HCI에서 가장 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
2노드 클러스터와 관련된 다른 주요 관심사는 저하된 상태에서의 성능입니다. 우리는 노드에 장애를 일으켜 이를 테스트했고 모든 SQL 워크로드를 단일 노드에 제공했습니다. 이 경우 SQL은 2노드에서보다 반응이 빠르고 성능이 약간 더 좋았는데, 대부분 노드 간 통신의 오버헤드가 감소했기 때문입니다. 물론 이렇게 성능이 저하된 상태에서 오랫동안 실행하는 것은 권장되지 않지만 성능을 희생하지 않고 수행할 수 있다는 것을 알고 안심합니다.
전반적으로 D224-P5 QLC SSD가 포함된 HCI-4326 HCI 클러스터는 배포가 간단하고 사용하기 쉬우며 광범위한 워크로드에 충분히 강력했습니다. 가격도 다양한 사용자가 사용할 수 있습니다. 또한 이 시스템은 Microsoft Windows Server 2019 인증을 받았으며 Intel Select Solution으로 검증되었습니다.
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