Хибридни дискови за Enterprise системи за складирање. Искуство со користење на Seagate EXOS

Пред неколку месеци, Radix имаше можност да работи со најновите Seagate EXOS дискови, дизајнирани за задачи од класата на претпријатија. Нивната карактеристична карактеристика е уредот со хибриден погон - ги комбинира технологиите на конвенционалните хард дискови (за главно складирање) и дисковите со цврста состојба (за кеширање на топли податоци).

Веќе имавме позитивно искуство со користење на хибридни погони од Seagate како дел од нашите системи - пред неколку години имплементиравме решение за приватен центар за податоци заедно со партнер од Јужна Кореја. Потоа во тестовите се користеше реперот Oracle Orion, а добиените резултати не беа инфериорни во однос на низите All-Flash.

Во оваа статија ќе погледнеме како се дизајнирани Seagate EXOS погоните со технологија TurboBoost, ќе ги оцениме нивните способности за задачи во корпоративниот сегмент и ќе ги тестираме перформансите при мешани оптоварувања.

Задачи на корпоративниот сегмент

Постои повеќе или помалку стабилен опсег на задачи што може да се назначат како задачи за складирање податоци во корпоративниот (или претпријатие) сегмент. Тие традиционално вклучуваат: функционирање на CRM апликациите и ERP системите, работењето на серверите за пошта и датотеки, операциите за резервна копија и виртуелизација. Од гледна точка на системот за складирање, имплементацијата на таквите функции се карактеризира со мешан проток на оптоварување, со јасна доминација на случајни барања.

Дополнително, областите со интензивни ресурси, како што се повеќедимензионалната аналитика OLAP (Онлајн аналитичко процесирање) и обработката на трансакции во реално време (OLTP, Обработка на онлајн трансакции) активно се развиваат во сегментот на претпријатијата. Нивната особеност е што тие повеќе се потпираат на операциите за читање отколку на операциите за запишување. Обемот на работа што тие го создаваат - интензивни преноси на податоци со мали димензии на блокови - бара високи перформанси од системот.

Улогата на сите овие функции брзо се зголемува. Тие престануваат да бидат помошни блокови во процесите на создавање вредност и се префрлаат во делот на клучните компоненти на производот. За многу форми на бизнис, ова станува важна компонента за градење конкурентна предност и одржливост на пазарот. За возврат, ова значително ги зголемува барањата за ИТ инфраструктурата на компаниите: техничката опрема мора да обезбеди максимална пропусност и минимално време на одговор. За да ги обезбедите потребните перформанси во такви ситуации, изберете All-Flash системи или хибридни системи за складирање со Кеширање на SSD или заморно.

Покрај тоа, постои уште еден фактор карактеристичен за сегментот на претпријатијата - строги барања за економска ефикасност. Сосема е очигледно дека не сите корпоративни структури можат да си дозволат купување и одржување на All-Flash низи, па затоа многу компании мора малку да се откажат од перформансите, но да купат многу поекономични решенија. Овие услови силно го поместуваат фокусот на пазарот кон хибридни решенија.

Хибриден принцип или TurboBoost технологија

Принципот на користење на хибридни технологии сега е добро познат на широката публика. Тој зборува за можноста за користење на различни технологии за да се добијат дополнителни придобивки во конечниот резултат. Хибридните системи за складирање ги комбинираат силните страни на дисковите со цврста состојба и класичните хард дискови. Како резултат на тоа, добиваме оптимизирано решение, каде што секоја компонента работи со своја задача: HDD се користи за складирање на главната количина на податоци, а SSD се користи за привремено складирање на „жешки податоци“.

Според Агенции на IDC, во регионот ЕМЕА околу 45.3% од пазарот е составен од хибридни системи за складирање. Оваа популарност е одредена од фактот дека, и покрај компаративните перформанси, цената на таквите системи е значително пониска од онаа на решенијата базирани на SSD, а цената за секој IOps заостанува за неколку реда на големина.

Истиот хибриден принцип може да се имплементира директно на погонското ниво. Seagate беше првиот што ја спроведе оваа идеја во форма на медиуми SSHD (Solid State Hybrid Drive). Ваквите дискови добија релативна популарност на потрошувачкиот пазар, но не се толку чести во сегментот b2b.

Сегашната генерација на оваа технологија во Seagate оди под комерцијалното име TurboBoost. За корпоративниот сегмент, компанијата користи технологија TurboBoost во линијата на погони Seagate EXOS, кои имаат зголемена доверливост и оптимална комбинација на перформанси и ефикасност. Систем за складирање склопен врз основа на такви дискови, во однос на неговите конечни карактеристики, ќе одговара на хибридна конфигурација, додека кеширањето на „жешките“ податоци се случува на ниво на погон и се врши со користење на можностите на фирмверот.

Seagate EXOS-дисковите користат 16 GB вградена eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) NAND меморија за локална кеш на SSD, која има значително поголем ресурс за препишување од MLC-сегментот на потрошувачите.

Заедничка алатка

Откако добивме на располагање 8 дискови Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB, решивме да ги тестираме нивните перформанси како дел од нашиот систем базиран на RAIDIX 4.7.

Однадвор, таков погон изгледа како стандарден HDD: метално куќиште од 2,5 инчи со брендирана етикета и стандардни дупки за прицврстувачите.

Погонот е опремен со SAS3 интерфејс од 12 Gb/s, што му овозможува ефикасно да работи со два контролери на системот за складирање. Исто така, вреди да се напомене дека овој интерфејс има поголема длабочина на редот од SATA3.

Забележете дека од гледна точка на управување, таков диск во системот за складирање се чини дека е единствен медиум во кој просторот за складирање не е поделен на области на HDD и SSD. Ова ја елиминира потребата од софтверски SSD кеш и ја поедноставува системската конфигурација.

Како апликативно сценарио за готово решение, беше разгледана работа со оптоварување од типични корпоративни апликации.

Главната очекувана придобивка од креираниот систем за складирање е ефикасноста на работењето на мешани оптоварувања со доминација на операциите за читање. Системите за складирање дефинирани со софтвер RAIDIX обезбедуваат високи перформанси за последователни работни оптоварувања, додека дисковите Seagate со технологијата TurboBoost помагаат да се оптимизираат перформансите за случајни оптоварувања.

За избраното сценарио, изгледа вака: ефикасноста на работата со случајни оптоварувања од базите на податоци и други апликативни задачи ќе ја гарантираат елементите на SSD, а спецификите на софтверот ќе овозможат одржување на голема брзина на обработка на секвенцијални оптоварувања од обновувањето на базата или вчитување на податоци.

Во исто време, целиот систем изгледа привлечно во однос на цената и перформансите: евтините (во однос на All-Flash) хибридните погони добро се комбинираат со флексибилноста и исплатливоста на софтверски дефинираните системи за складирање, изградени на стандарден серверски хардвер.

Тестирање на перформанси

Тестирањето беше спроведено со помош на алатката fio v3.1.

Низа од минутни фио тестови од 32 нишки со длабочина на редот од 1.
Мешан обем на работа: 70% читаат и 30% пишуваат.
Големина на блок од 4k до 1MB.
Вчитај на зона од 130 GB.

Серверска платформа
AIC HA201-TP (1 парче)

Процесорот
Intel Xeon E5-2620v2 (2 парчиња)

RAM меморија
128GB

SAS адаптер
LSI SAS3008

Уреди за складирање
Seagate EXOS 10E24000 (8 парчиња.)

Ниво на низа
RAID 6

Резултати од тестот

Систем базиран на RAIDIX 4.7 со 8 погони Seagate EXOS 10e2400 покажува вкупни перформанси до 220 IOps за читање/пишување со блок од 000k.

Заклучок

Дисковите со технологијата TurboBoost отвораат нови можности за корисниците и производителите на системи за складирање. Користењето на локален SSD кеш значително ги зголемува перформансите на системот со мало зголемување на трошоците за купување дискови.

Тестовите на погоните на Seagate извршени во Систем за складирање управуван од RAIDIX покажа самоуверено високо ниво на перформанси на шема на мешано оптоварување (70/30), симулирајќи ги приближните барања на применетите задачи во корпоративниот сегмент. Во исто време, перформансите беа постигнати 150 пати повисоки од граничните вредности на HDD-дисковите. Овде вреди да се напомене дека трошоците за купување системи за складирање за оваа конфигурација се околу 60% од цената на споредливото решение All-Flash.

Клучни индикатори

• Годишната стапка на неуспех на дискот е помала од 0.44%
• 40% поевтини од решенијата All-Flash
• 150 пати побрзо од HDD
• До 220 IOps на 000 дискови

Извор: www.habr.com