Система хранения QNAP ES1640dc

Представительство QNAP в России предоставила компании «Тринити» для тестирования систему хранения QNAP ES1640dc.

Согласно документации производителя сетевые хранилища корпоративного уровня (ES NAS) предлагают надежную функциональность, исключительную надежность и доступность данных с привычной легкостью управления. Серию ES NAS в нашем случае представляет модель  ES1640dc. Эта модель рекомендована для масштабируемых систем сетевого хранения от средних до крупных. Стандартный стоечный 19-дюймовый корпус поддерживает 16 дисков, позволяет экономить физическое пространство и снизить потребление энергии, которая требуется для систем кондиционирования в ЦОД. Серия ES NAS имеет архитектуру  высокой доступности и эксплуатационной надежности, которая поддерживает два контроллера системы хранения данных, резервирующих друг друга, и два блока питания. Кроме того блоки расширения EJ1600 позволяют увеличить систему хранения максимум до 128 дисков. Эти модули расширения также имеют функции высокой доступности, включая двойные блоки питания и отказоустойчивое соединение с головным модулем ES NAS. Серия ES NAS предоставляет еще ряд новых возможностей. Ключевые характеристики ES1640dc:

• Два активных контроллера, NVRAM-кэширование, на каждом по 2 порта 10 GbE (Intel® X540-BT2);
• Встроенная операционная система QES на базе FreeBSD и ZFS;
• Дедупликация и сжатие данных для размещения более 200  виртуальных рабочих мест;
• Практически без лимитное количество моментальных снимков и функция SnapSync для эффективного восстановления информации;
• Решение NAS и iSCSI/IP-SAN, интегрированное с VMware, Microsoft Hyper-V, KVM и другими средами виртуализации;
• Поддержка драйвера OpenStack iSCSI Cinder и совместимость с HPE Helion;
• Гибкое масштабирование емкости до 1 Пбайт (с 7-ю модулями и HDD 10 TB).

1.       Power on button

2.       System Power LED

3.       Status

4.       LCD status display

5.       HDD Status LEDs

Начальная установка и конфигурирование QNAP ES1640dc была выполнена на четырех дисках HDD SAS 147GB Hitachi HUS153014VLS300, установленных в системные порты 1-4. Один из портов управления был подключен к офисной сети с автоматической выдачей IP адреса и выходом в интернет. После включения QNAP ES1640dc процесс его самодиагностики, инициализации и  выход на готовность к работе составляет 7 мин. Для подключения и удаленного конфигурирования по сети используется утилита QNAP Qfinder Pro. Утилита позволяет вкл./откл./перезапускать системы QNAP, обновлять их микропрограмму, входить на страницу администратора для управления ресурсами и конфигурирования в самой системе хранения.

При первом старте QNAP из внутренней флэш памяти на системные HDD переносится сама операционная система, автоматически подготовив и сконфигурировав эти HDD, при этом занимая на них совершенно незначительную часть. Емкость дисков практически полностью остается в распоряжении администратора для конфигурирования различных сетевых ресурсов на них. После окончания установки OS при наличии обновления через интернет QNAP сразу предлагает обновиться, конечно соглашаемся, процесс занимает еще 15-20 мин. В итоге имеем версию firmware 1.1.3 от 14.06.2017.

Для оценки производительности системы хранения были взяты диски SSD SAS 400GB STEC Z16IZF2E-400UCV в количестве 7 шт., которые были собраны в RAID5 и созданы Share Lun (300GB) и iSCSI Lun (500GB) для тестирования различных задач. QNAP ES1640dc был подключен к серверу Supermicro на базе X9DRi-iF с процессором Intel Xeon E5-2620, памятью DDR3 8GB с операционной системой Windows Server 2012 R2 Standart. В сервере была установлена карта Intel X540-t (2 порта 10 Gbe) и Multi-Path Bus driver.

Один из тестов заключался в копировании папки с дистрибутивом Windows Server 2012 на Share Lun в пять различных папок, на Share Lun была включена дедупликация. В результате мы получили около 16% реально занятого пространства от общего объема скопированных данных.

Другой тест был на подключенном к серверу iSCSI Lun посредством VLAN, организованного на двух портах 10 Gbe, на QNAP были подключены по одному порту контроллеров A и B. Для оценки максимальной производительности iSCSI тома на нем были отключены thin provisioning, synchronous, deduplication, compression. На сервере запускалась утилита IOmeter ver. 1.1.0 64-bit. 

Для оценки потоковой производительности по чтению/записи в тесте были организованы 12 потоков последовательного чтения/записи блоками по 512 Кб, неоднократные тесты показали следующие результаты по чтению max 400 MB/s, по записи max 1200 MB/s. Очевидно, что при операциях записи, сыграл свою важную роль кэш 16 GB в QNAP, выделенный из оперативной памяти контроллеров, и результат оказался равен производительности канала iSCSI. При операциях чтения кэш в QNAP заработает при условии, что в него соберутся блоки наиболее часто используемых данных, в нашем случае мы этого не видим, но и такой результат по производительности кажется недостаточным для массива RAID 5 из семи SSD SAS дисков. В течение теста на нагруженном контроллере производился разрыв канала связи по iSCSI и наблюдался процесс перехода нагрузки на второй контроллер, по времени это заняло не более 1 мин. При восстановлении канала связи нагрузка остается на втором контроллере, и первый контроллер становится резервным. Интересно, что при подхвате контроллером тома другого контроллера производительность снижалась в 1,5 раза.

Для оценки производительности работы базы данных на iSCSI томе в тесте были организованы 12 потоков с глубиной команд 128 операций случайного чтения 75% и записи 25% блоками по 4 Кб. Были получены следующие результаты на «своем» томе контроллер показал усреднено 26755 I/Os, а контроллер на «чужом» томе показал 18548 I/Os. На «чужом» томе означает, что был организован разрыв канала связи по iSCSI, и нагрузка перешла на второй контроллер. Опять видим снижение производительности в 1,5 раза.

Следующим этапом было полное переконфигурирование QNAP ES1640dc. Системными дисками были установлены SSD SAS 400GB STEC Z16IZF2E-400UCV в количестве 4 шт. Заново прошла установка OS QNAP на эти диски, и накатано обновление до версии firmware 1.1.3 от 14.06.2017. Рабочий массив дисков теперь состоял из 4 дисков SAS Hitachi HUS153014VLS300, собранных в RAID5. Тестировался сконфигурированный на нем iSCSI Lun (200GB). Целью тестирования было сравнение производительности базы данных на iSCSI томе (диски HDD SAS) с включенным кэшем, созданным на системном SSD диске и с выключенным кэшем. Тест IOmeter был аналогично  организован - 12 потоков с глубиной команд 128 операций случайного чтения 75% и записи 25% блоками по 4 Кб. Ниже результаты тестов с включенным кэшем на контроллере со «своим» томом и с «чужим» томом.

И результаты тестов с выключенным кэшем на контроллере со «своим» и с «чужим» томом.

Хорошо видна разница в производительности I/Os, ее снижение ~ в 1.8 раза с выключенным SSD кэшем. Интересно, что на томе iSCSI томе с дисками HDD SAS в результатах практически нет разницы, работает контроллер со «своим» или с «чужим» томом. Возможно дело в разнице производительности тома на дисках HDD SAS и тома на дисках SSD SAS.

Наше знакомство с системой хранения QNAP ES1640dc не предполагало всеобъемливающего тестирования, данная система обладает очень большими возможностями по конфигурированию и способам использования под различные задачи. Мы коснулись основных, типичных задач, с которыми сталкиваются наши корпоративные клиенты, и протестировали некоторые «фичи». Надо признать устройство QNAP ES1640dc очень привлекательным, удобным и легким для конфигурирования и производительным тоже.

Автор: Игорь Чернов, инженер по гарантии, "Тринити"