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Revisão do X-IO Technologies ISE 860 G3: Parte 1

by Laboratório StorageReview Enterprise
escrito por Laboratório StorageReview Enterprise

A X-IO fez seu nome no armazenamento SAN corporativo descobrindo uma maneira de garantir que discos rígidos e, no caso de configurações híbridas, SSDs, nunca precisassem de manutenção na janela de garantia de cinco anos. Para ajudar a atingir esse objetivo, o X-IO usa DataPacs duplos que são inseridos e bloqueados no chassi totalmente redundante, oferecendo um estilo de armazenamento "configure e esqueça". Em março deste ano, o X-IO foi adicionado à família de discos rígidos e arrays híbridos, com uma nova série de todas as configurações flash e uma arquitetura atualizada de terceira geração (G3). O Série ISE 800 G3 de todos os flash arrays inclui três modelos que variam de 6.4 TB a 51.2 TB de capacidade bruta. Cada um traz consigo a promessa de reduzir drasticamente a frequência das chamadas de serviço, juntamente com desempenho de até 400,000 IOPS, largura de banda de 5 GB/s e um dos mecanismos de QoS mais robustos. 


A X-IO fez seu nome no armazenamento SAN corporativo descobrindo uma maneira de garantir que discos rígidos e, no caso de configurações híbridas, SSDs, nunca precisassem de manutenção na janela de garantia de cinco anos. Para ajudar a atingir esse objetivo, o X-IO usa DataPacs duplos que são inseridos e bloqueados no chassi totalmente redundante, oferecendo um estilo de armazenamento "configure e esqueça". Em março deste ano, o X-IO foi adicionado à família de discos rígidos e arrays híbridos, com uma nova série de todas as configurações flash e uma arquitetura atualizada de terceira geração (G3). O Série ISE 800 G3 de todos os flash arrays inclui três modelos que variam de 6.4 TB a 51.2 TB de capacidade bruta. Cada um traz consigo a promessa de reduzir drasticamente a frequência das chamadas de serviço, juntamente com desempenho de até 400,000 IOPS, largura de banda de 5 GB/s e um dos mecanismos de QoS mais robustos. 

O X-IO já existe há tempo suficiente neste ponto para que muitos clientes alcancem a janela de garantia de cinco anos, validando, pelo menos até certo ponto, a mensagem principal de simplicidade no gerenciamento. Com configurações totalmente flash, os desafios são um pouco diferentes. O X-IO mitigou as preocupações com a resistência ao introduzir o conceito de nivelamento de desgaste no nível do array. Isso basicamente gerencia a integridade de cada SSD no nível do sistema, garantindo que as unidades sejam gravadas de maneira relativamente igual. O usuário final não precisa se preocupar com as unidades individuais, pois o sistema gerenciará o desgaste. Na verdade, o X-IO nem mesmo expõe as unidades por meio de sua GUI; os usuários apenas gerenciam os volumes extraídos do pool disponível.

O X-IO é um dos poucos em todo o espaço de array flash a oferecer QoS. Dentro do ISE Manager, os administradores podem especificar capacidades mínimas, máximas e de IOPS de rajada para cada LUN. O processo é de alguns cliques e as regras são aplicadas automaticamente. Isso permite que volumes críticos de negócios tenham desempenho garantido sem ter que se preocupar com um vizinho barulhento. Além disso, a série ISE 800 suporta provisionamento fino e integração com VMware VASA, vSphere Web Client, vCOPs e OpenStack via driver Cinder.

Esta revisão centra-se no ISE 860 G3, com um subconjunto limitado de dados também coletados usando os 820 DataPacs no mesmo chassi. Os arrays ISE 800 Series G3 totalmente em flash já estão sendo vendidos, com um preço de tabela de US$ 124,900 para o ISE 820, US$ 320,500 para o ISE 850 e US$ 575,000 para o ISE 860. 

X-IO Technologies ISE 800 Series G3 Especificações

  • Capacidade
    • ISE820 G3
      • Antes do RAID: 6.4 TB (SSDs de 20x200 GB por DataPac)
      • Capacidade RAID 10: 2.7 TB
      • Capacidade RAID 5: 4.3 TB
    • ISE 850 G3 (10 × 1.6 TB SSDs por DataPac)
      • Antes do RAID: 25.6 TB
      • Capacidade RAID 10: 11.4 TB
      • Capacidade RAID 5: 18.3 TB
    • ISE 860 G3 (SSDs de 20 × 1.6 TB por DataPac)
      • Antes do RAID: 51.2 TB
      • Capacidade RAID 10: 22.9 TB
      • Capacidade RAID 5: 36.6 TB
  • 2.2 GHz, CPU Intel de 6 núcleos, DRAM de 16 GB por controlador
  • Desempenho em plena capacidade
    • Até 400,000 IOPS
    • Largura de banda de até 5 GB/s
    • Os algoritmos de cache inteligente ISE otimizarão os tamanhos de I/O entre 512B e 1MB
  • Conectividade do host
    • Fibre Channel de 8 Gb – 8 portas SFP (suporta conexão SAN e DAS)
    • Porta de gerenciamento de 1 GbE com Wake-on-LAN
  • Recursos
    • Espelhamento Síncrono Ativo-Ativo
    • Provisionamento Fino
    • QoS
    • API de serviços Web ReST
  • Energia
    • 600 Watts típico, 700 W máx.
    • Tensão 100-240 VAC, 47-63 Hz
    • Corrente 6.6A a 110V, 3.6A a 208V
    • Dissipação de calor (máx.) 2400BTU/h
  • Estatísticas Físicas
    • 5.2” (13.2cm) Altura x 17.5” (44.45cm) Largura x 28.5” (72.8cm) Profundidade
    • 72 libras (32.9 kg) sem DataPacs

X-IO Technologies ISE 860 G3 Projeto e construção

Como nas versões anteriores do ISE, o design é destacado pelos DataPacs duplos carregados frontalmente que são inseridos e travados no lugar quando a unidade é ligada. Cada um dos modelos da Série 800 usa o mesmo chassi e controladores; o diferencial é simplesmente a capacidade dos DataPacs e SSDs que residem dentro deles. A parte frontal da unidade também possui dois pacotes de supercapacitores projetados para aguentar o tempo suficiente para liberar gravações em trânsito para armazenamento não volátil no caso de uma perda de energia inesperada. Quando a energia volta a ficar on-line, esses dados são gravados no pool de armazenamento principal. O backplane SAS no 860 foi aprimorado para aproveitar melhor os recursos de E/S da configuração totalmente flash. 

A parte traseira da unidade apresenta fontes de alimentação redundantes, bem como os dois controladores. Cada controlador é alimentado por uma CPU Intel de 2.2 GHz e 6 núcleos com DRAM de 16 GB a bordo. Além de quatro portas Fibre Channel de 8 Gb em cada controlador, há também uma porta de gerenciamento de 1 GbE, porta de console, dois slots USB e uma porta SAS. 

X-IO Technologies ISE 860 G3 Instalação e Configuração

O ISE Manager Suite integra-se com Citrix, Linux, Microsoft e VMware para criar um ambiente que torna a administração do ISE muito simples. Na verdade, o X-IO gosta de dizer que você não precisa ser um administrador de armazenamento treinado para implantar e gerenciar um ISE. Integramos o ISE Manager Suite com nosso VMware vCenter. No lado esquerdo, os administradores podem escolher entre SAN Groups, Performance Adapter e Collect Logs. Por meio dos grupos SAN, há várias outras guias, incluindo Server View, Storage View, Physical View, ActiveWatch View, Performance View, Logs View, CloudStack e X-Volume.

Através da Visualização Física, os usuários podem verificar várias propriedades gerais do array. Descendo do lado esquerdo está uma leitura da integridade do sistema. Os usuários podem verificar os DataPacs. Os aspectos que podem ser verificados incluem se estão ou não operacionais, em que posição estão, seu tipo (flash neste caso) e a qual pool pertencem. 

A visualização física também permite verificar o(s) pool(s) de armazenamento. Mostrando detalhes como quanto flash está disponível, qual DataPac está no pool (ambos neste caso) e a quantidade de capacidade livre e total.

Em Storage View, os usuários podem ver os diferentes pools de armazenamento, seu tamanho, a configuração do RAID, onde o pool está fixado e os máximos e mínimos de desempenho de configuração. 

O Performance View permite que os administradores realmente acompanhem o desempenho em tempo real. O desempenho pode ser rastreado facilmente. Por exemplo, as medições de onde a carga de trabalho do SQL começa podem ser vistas abaixo. À medida que os dados se movem para a DRAM do host, as leituras diminuem, embora grandes rajadas de gravação sejam visíveis para cada gravação de log.

No início do teste Sysbench virtualizado com 16 VMs martelando o array, você pode ver a mistura pesada de leitura e gravação atingindo ambos os controladores.

Uma vez que o teste 16VM Sysbench nivela, você pode ver a matriz atingindo uma condição de estado estável.

Análise de desempenho de aplicativos

A OLTP do Sysbench O benchmark é executado no Percona MySQL, aproveitando o mecanismo de armazenamento InnoDB operando dentro de uma instalação do CentOS. Para alinhar nossos testes de SAN tradicional com equipamentos hiperconvergentes mais recentes, mudamos muitos de nossos benchmarks para um modelo distribuído maior. A principal diferença é que, em vez de executar um único benchmark em um servidor bare-metal, agora executamos várias instâncias desse benchmark em um ambiente virtualizado. Para isso, implantamos 1, 4, 8, 12 e 16 VMs Sysbench no X-IO ISE 860, 1 a 4 por nó, e medimos o desempenho total visto no cluster com todas operando simultaneamente. Este teste foi projetado para mostrar como um array se comporta em cargas de trabalho normais a extremas. No pico do teste, estamos atribuindo tarefas completas aos quatro hosts ESXi nos quais as VMs residem, rastreando o uso de DRAM de cada host.

Dell PowerEdge R730 Virtualized Sysbench Cluster de 4 nós

  • Oito CPUs Intel E5-2690 v3 para 249 GHz em cluster (dois por nó, 2.6 GHz, 12 núcleos, cache de 30 MB) 
  • 1 TB de RAM (256 GB por nó, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB por CPU)
  • Inicialização do cartão SD (Lexar 16 GB)
  • 4 adaptadores Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch para vMotion e rede VM)
  • 4 x Emulex 16GB FC HBA de porta dupla
  • 4 x NIC de porta dupla Emulex 10GbE
  • VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

Cada VM do Sysbench é configurada com três vDisks, um para inicialização (~92GB), um com o banco de dados pré-construído (~447GB) e o terceiro para o banco de dados que testaremos (400GB). Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI.

Nosso teste Sysbench mede TPS médio (transações por segundo), latência média, bem como latência média de 99º percentil em uma carga de pico de 32 threads.

Observando a média de transações por segundo, o XIO ISE 860 registrou 1,762 TPS ao usar uma máquina virtual. Ao aumentar a configuração para 4 VMs, vimos uma grande melhoria no TPS para 4,424, o que representa um aumento de aproximadamente 150%. Também vimos aumentos de desempenho ao passar de 4 VMs para 8 VMs (38%), bem como de 8 VMs para 12 VMs (9%). No entanto, ao aumentar para 16 VMs, observamos uma leve queda no TPS de 7.4%. Mesmo quando o desempenho geral caiu para 16 VMs, o X-IO ISE 860 provou ser uma potência absoluta para manter esse nível de desempenho sob uma carga incrível.

Na latência média, fica evidente que quanto mais máquinas virtuais adicionadas ao XIO ISE 860, maior a latência registrada. Quando mudamos a configuração de 860 VM (1ms) do ISE 18 para 4 VMs (29ms), a latência aumentou 61%. De 4 VMs para 8 VMs, vimos um aumento de 34.5% enquanto registramos um aumento de 38.5% ao passar de 8 VMs para 12 VMs. Por fim, ao usar 16 VMs, medimos 48% na latência. Olhando para trás em nosso gráfico de TPS acima, observe que ao usar 12VMs, ele ofereceu o desempenho mais alto, enquanto 16VMs começaram a diminuir o TPS, bem como aumentar ainda mais a latência.

Em termos de pior cenário de latência do MySQL (99º percentil de latência), o XIO SE 860 viu apenas um ligeiro aumento na latência passando de 1 VM para 4 VMs e novamente de 4 VMs para 8 VMs. Ao adicionar 12 VMs, no entanto, vimos um aumento significativo de 113% na latência, registrando um aumento ainda maior ao passar de 12 VMs para 16 VMs (136%).

StorageReview's Protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados.

Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2, sendo enfatizado pelo Benchmark Factory da Dell para bancos de dados. Embora nosso uso tradicional desse benchmark tenha sido testar grandes bancos de dados de escala 3,000 em armazenamento local ou compartilhado, nesta iteração nos concentramos em distribuir quatro bancos de dados de escala 1,500 uniformemente em nosso X-IO ISE 860 para ilustrar melhor o desempenho agregado dentro um cluster VMware de 4 nós. 

Equipamento LoadGen de fábrica de benchmark OLTP do SQL Server de segunda geração

  • Hosts de cliente virtual Dell PowerEdge R730 VMware ESXi vSphere (2)
    • Quatro CPUs Intel E5-2690 v3 para 124 GHz em cluster (dois por nó, 2.6 GHz, 12 núcleos, cache de 30 MB) 
    • 512 GB de RAM (256 GB por nó, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB por CPU)
    • Inicialização do cartão SD (Lexar 16 GB)
    • 2 adaptadores Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch para vMotion e rede VM)
    • 2 x Emulex 16GB FC HBA de porta dupla
    • 2 x NIC de porta dupla Emulex 10GbE
    • VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 4-CPU

  • Dell PowerEdge R730 Virtualized SQL cluster de 4 nós

    • Oito CPUs Intel E5-2690 v3 para 249 GHz em cluster (dois por nó, 2.6 GHz, 12 núcleos, cache de 30 MB) 
    • 1 TB de RAM (256 GB por nó, 16 GB x 16 DDR4, 128 GB por CPU)
    • Inicialização do cartão SD (Lexar 16 GB)
    • 4 adaptadores Mellanox ConnectX-3 InfiniBand (vSwitch para vMotion e rede VM)
    • 4 x Emulex 16GB FC HBA de porta dupla
    • 4 x NIC de porta dupla Emulex 10GbE
    • VMware ESXi vSphere 6.0 / Enterprise Plus 8-CPU

Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks, um de 100 GB para inicialização e outro de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI.

O X-IO ISE 860 comparado no teste do SQL Server certamente estava bem qualificado para lidar com 15,000 usuários virtuais, já que o XIO ISE 860 ostentava uma média agregada de 12,564.9 TPS.

Ao observar a latência média com a mesma carga de trabalho de usuários virtuais, o X-IO ISE 860 ofereceu uma latência média geral de 13 ms, com uma distribuição de 12 a 14 ms entre as 4 VMs. Essa é outra área em que a consistência do ISE 860 entre os volumes e sua capacidade de resposta de baixa latência o ajudaram a alcançar números líderes.

Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa

Antes de iniciar cada uma das benchmarks sintéticos fio, nosso laboratório precondiciona o sistema em estado estacionário sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread. Em seguida, o armazenamento é testado em intervalos definidos com vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado.

  • Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:
  • Taxa de transferência (IOPS de leitura+gravação agregada)
  • Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
  • Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
  • Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)

Esta análise sintética incorpora dois perfis amplamente utilizados em especificações e benchmarks de fabricantes:

  • 4k – 100% de leitura e 100% de gravação
  • 8k – 70% de leitura/30% de gravação

Fio LoadGen de Terceira Geração

Nosso primeiro benchmark mede o desempenho de transferências aleatórias de 4k compostas por 100% de gravação e 100% de atividade de leitura. Em taxa de transferência, o X-IO ISE 860 registrou 286,694 IOPS lidos e 117,131 gravados usando uma configuração RAID5. No RAID1, mediu 281,253 IOPS lidos com melhores gravações em 174,572 IOPS.

O X-IO ISE 860 experimentou uma latência de leitura média de apenas 0.89ms e uma latência de gravação de 2.18ms em RAID5, enquanto o RAID1 apresentou 0.91ms de leitura e mostrou latência de gravação superior novamente com 1.46ms.

Ao passar para nossos testes de latência máxima, o X-IO ISE 860 em RAID1 registrou 22.7 ms de leitura e 17.2 ms de gravação, enquanto a configuração RAID5 mediu 24.1 ms de leitura e 27.0 ms de gravação.  

 

Em nosso teste de desvio padrão, a configuração RAID1 manteve seus ótimos resultados, com apenas 0.25ms de leitura e 1.06ms de gravação. Embora a configuração RAID5 mostrasse leituras semelhantes, ela tinha uma latência muito maior nas gravações (1.82ms).

Movendo-se para a carga de trabalho aleatória de 8k, 70% de leitura e 30% de gravação, ambas as configurações do X-IO ISE 860 mostram resultados praticamente idênticos em todos os nossos segmentos. A configuração RAID5 só começou a desaparecer em 16T/8Q, onde terminou com aproximadamente 185,000 IOPS. O RAID1 mostrou um terminal de aproximadamente 230,000 IOPS.

Observar a latência média contou uma história semelhante, pois RAID1 e RAID5 mostraram resultados semelhantes mais uma vez, apenas para se separarem em torno de 8T16Q. Nas profundidades do terminal, o RAID5 mostrou aproximadamente 1.4ms em latência média, enquanto o RAID1 mediu 1.2ms.

Os resultados foram muito menos semelhantes ao observar o desempenho de latência de pico. Aqui, o RAID1 começou com 16 ms iniciais em 2T2Q, atingindo 32 ms no terminal. O X-IO ISE 860 em RAID5 mediu 18ms em 2T2Q e 30ms em 16T16Q.

Conforme mostrado abaixo, nossos resultados de desvio padrão foram muito semelhantes aos nossos gráficos de latência média. Ambas as configurações de RAID começaram em 0.1 ms enquanto se separavam gradualmente pela marca 4T4Q. Nos threads do terminal, a configuração RAID5 atingiu 0.73ms enquanto o RAID1 atingiu 0.51ms.

Nossa próxima carga de trabalho muda para um teste sequencial de pequenos blocos de 8K. Nesse cenário, o ISE 860 em RAID5 teve uma pequena vantagem em desempenho de leitura e gravação, medindo 434,562 IOPS de leitura e 231,022 IOPS de gravação, em comparação com RAID1 medindo 431,200 IOPS de leitura e 229,683 IOPS de gravação. Em termos de potencial de pico de E/S, o ISE 860 não decepcionou.

Nossa última carga de trabalho é um teste sequencial de blocos grandes de 128K. Nesse cenário, ambas as configurações de RAID tiveram resultados semelhantes: o RAID5 mostrou 4,513 MBs de leitura e 1,767 MB/s de gravação, enquanto o RAID1 registrou leituras e gravações de 4,503 MB/se 1,913 MB/s, respectivamente. Embora o desempenho sequencial não tenha um grande papel em um mundo virtualizado pesado, onde você acaba vendo tráfego altamente aleatório, ainda assim foi bom ver que o array tinha força para empurrar para cima de 4.5 GB/s. O desempenho de gravação sequencial de blocos grandes foi um pouco baixo, mas considerando o desempenho em nossos testes de aplicativos, isso não terá muito impacto em condições do mundo real.

Parte 1 Considerações Finais

Na parte 2 da revisão, examinaremos várias outras áreas de atuação. Pelo que vimos até agora, há muitos motivos para estar otimista com o restante dos testes, que incluirão testes como VMmark, DataFusion em banco de dados de memória e banco de dados OpenLDAP. Infelizmente, temos pouco para comparar diretamente com o ISE 860. A metodologia de teste Gen2 e o backbone de laboratório (servidores Dell) que implantamos para teste estão apenas mostrando os frutos do sucesso, com o ISE 860 sendo a primeira SAN a aparecer como uma revisão. Mesmo assim, no entanto, olhando para resultados semelhantes e extrapolando alguns, nos diz que a plataforma XIO ISE está pronta para jogar no palco principal com outros pesos pesados ​​totalmente flash, competindo em um nível muito alto para cargas de trabalho críticas de negócios. A Parte 2 revelará ainda mais à medida que pressionamos o sistema até seus limites novamente, exercitando bem mais de 20 blocos no VMmark. Fique atento para a próxima parcela.

Chegando: Revisão do X-IO Technologies ISE 860 G3: Parte 2

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