Система хранения данных EonStor A12U-G1410
Компания Infortrend является одним из лидеров производства многоплатформенных высокопроизводительных внешних систем хранения данных. Одной из разработок компании Infortrend является внешняя система хранения данных EonStor A12U-G1410, позволяющая устанавливать до 12 жестких дисков с общей теоретической емкостью до 64 Тбайт.
нешняя
система хранения данных EonStor A12U-G1410 изготовлена в корпусе высотой 2 U
и предназначена для установки в стандартную 19-дюймовую стойку. Система имеет
12 отсеков для установки жестких дисков с SATA- или PATA-интерфейсом с фронтальным
доступом и возможностью горячей замены любого диска. В базовой комплектации
предусмотрена установка SATA-дисков, а для установки жестких дисков с PATA-интерфейсом
необходимо дополнительно приобрести специальные переходники SATA-to-PATA (по
одному на каждый диск).
Надежность и удобство обслуживания системы достигается благодаря модульной конструкции, резервированию блоков питания и вентиляторов охлаждения с возможностью их горячей замены, а также доступу к любому внутреннему блоку системы.
Для подключения внешних устройств система оборудована двумя каналами Ultra320 SCSI с разъемами VHDCI SCSI. Поддерживаются все новейшие дополнения стандарта Ultra320 SCSI.
Основным элементом системы является блок IFT-7260S-12U4D, в котором расположены RAID-контроллер и контроллеры интерфейсов (SCSI-320, Ethernet, RS-232C (audio jack)), а также сосредоточено управление. Специальная конструкция разъемов позволяет заменить блок без отключения питания системы.
RAID-контроллер создан на основе процессора PowerPC 750CXe (400 MГц) с аппаратным выполнением операции XOR. Имеется слот для установки до 1 Гбайт буферной памяти типа SDRAM DIMM, 133 МГц с контролем четности ECC (128 Мбайт в штатной поставке), а также предусмотрена возможность установки блока BBU со временем резервирования до 72 ч, что предотвращает потерю данных при внезапном отключении питания и тем самым повышает отказоустойчивость системы. Имеется флэш-память (4 Мбайт) с часами реального времени для хранения настроек и обновляемой прошивки.
Поддержка 64-битной адресации и 16-байтных SCSI-команд позволяет создавать логические массивы размером до 64 Тбайт. При этом поддерживается очередь до 256 SCSI-команд.
Жесткие диски подключаются по выделенным каналам с полосой пропускания каждого канала 1,5 Гбит/с, что соответствует стандарту SATA I. В новой версии системы будет реализована поддержка стандарта SATA II c пропускной способностью каналов до 3,0 Гбит/с.
Возможна организация массивов следующих уровней: NRAID, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 3, RAID 5, RAID 10, RAID 30 и RAID 50. Данные о конфигурации массива помещаются на жесткие диски в специальную резервную зону, которая образуется автоматически при создании массива, что позволяет в случае отказа контроллера быстро восстановить массив без потери данных.
В массиве NRAID (Non-RAID) все физические диски объединяются в один логический без страйпирования блоков, а в массиве JBOD (Just a Bunch of Drives) каждый физический диск отражается как логический. Массивы NRAID, JBOD и RAID 0 не обеспечивают защиты данных.
При организации массивов можно задать запасной диск, находящийся в горячем резерве, — как для конкретного массива (Local Spare Drive), так и для всех массивов на контроллере (Global Spare Drive).
Контроллер позволяет увеличивать емкость существующего RAID-массива путем добавления нового диска или замены старых дисков дисками большей емкости.
Выполняется фоновое восстановление RAID-массива и автоматическое замещение сбойных секторов дисков.
Контроллер имеет два встроенных режима оптимизации работы — Random I/O и Sequential I/O, предназначенные соответственно для работы с блоками данных малых и больших размеров. Заданный режим оптимизации действует для всех массивов на контроллере. Можно задать различный режим записи и размер страйп-блока для каждого создаваемого на контроллере RAID-массива.
Система оборудована различными средствами управления и диагностики.
Доступ к встроенной в прошивку утилите управления возможен через интерфейс RS-232C (audio jack) при помощи любой терминальной программы (с эмуляцией VT100) или через двухстрочный (14Ѕ2 символов) жидкокристаллический алфавитно-цифровой дисплей.
Фирменная утилита управления RAIDWatch (Java-приложение с хорошим графическим интерфейсом) позволяет управлять системой по интерфейсу SCSI с сервера, к которому подключена система, или через Ethernet с любого компьютера локальной сети и через Интернет. Мощный модуль NPC (Notification Process Center) дает возможность отправлять сообщения о состоянии системы через различные средства связи: пейджер, факс, электронную почту. RAIDWatch работает на различных платформах — Windows, Sun Solaris и Linux. Утилита может устанавливаться на системе хранения, при этом она размещается на резервных областях дисков. Резервные области (256 Мбайт на диске) образуются автоматически при создании массивов.
Тестирование
ля
тестирования системы хранения EonStor A12U-G1410, имеющей прошивку версии 3.41B.07,
был собран стенд, состоящий из собственно системы хранения EonStor A12U-G1410,
укомплектованной пятью жесткими SATA-дисками Seagate ST380817AS (FW 3.42), и
двухпроцессорного сервера на базе системной платы Intel SE7501WV2 с процессорами
Intel Xeon 2,66 ГГц. Для подключения системы хранения к серверу использовался
двухканальный SCSI-контроллер LSI Logic 20320-R.
На сервере устанавливалась операционная система Microsoft Windows 2000 Server, а для создания стрессового режима нагрузки применялась утилита IOMeter 2004.07.30, которая является синтетическим тестом, обеспечивающим платформенную независимость результатов, и позволяет прецизионно настраивать тест на измерение производительности жестких дисков при выполнении ими различных задач. Утилита работает с неразбитыми на логические разделы жесткими дисками, поэтому результаты тестирования не зависят от файловой структуры, а влияние операционной системы минимально.
При тестировании возможно создание специфической модели доступа (или паттерна), способной конкретизировать выполнение жестким диском специфических операций. В случае создания конкретной модели доступа можно менять следующие параметры:
- размер запроса на передачу данных;
- процент доступа по данному запросу;
- случайное/последовательное распределение (в %);
- распределение операций чтения/записи (в %);
- количество отдельных операций ввода-вывода, работающих параллельно.
Последняя характеристика позволяет задавать загрузку тестируемого жесткого диска. К примеру, если задается всего одно обращение к диску, то при 100% случайном доступе мы можем измерить среднее время случайного доступа во время работы с той или иной моделью доступа. Однако при работе с реальными приложениями более показательной является ситуация, когда одновременно осуществляется несколько обращений к диску. Так, при дефрагментации диска наблюдаются всплески с количеством одновременных операций ввода-вывода, превышающим 100.
При тестировании дисков мы использовали три различные модели доступа, типичные для серверов: «Файл-сервер» (FileServer), «Web-сервер» (WebServer) и «Сервер баз данных» (Database).
Модель доступа «Файл-сервер» создает такую нагрузку на дисковую подсистему, которая типична для файл-сервера. Характерно, что в этой модели рассматриваются различные по размеру запросы на чтение и запись. Размер запроса варьируется от 512 байт до 64 Кбайт, а доля тех или иных запросов в общей модели доступа задается весовым коэффициентом участия данного запроса. Если, например, имеется всего восемь различных по величине запросов и запросу размером 4 Кбайт присваивается весовой коэффициент участия 60%, то это означает, что 60 запросов из 100 будут иметь размер 4 Кбайт. В модели доступа «Файл-сервер» 80% всех операций ввода-вывода приходится на чтение, причем операции ввода-вывода носят характер 100% случайной выборки, что вполне типично для файл-серверов. Характеристики модели доступа «Файл-сервер» приведены в табл. 1.
Таблица 1. Характеристики модели доступа «Файл-сервер»
Модель доступа «Web-сервер» определяет типичную нагрузку на дисковую подсистему сервера при его эксплуатации в данном режиме. Для этой модели также характерны различные по размеру запросы, но при 100% операциях выборочного чтения. Характеристики модели доступа «Web-сервер» приведены в табл. 2.
Таблица 2. Характеристики модели доступа «Web-сервер»
Модель доступа «Сервер баз данных» характеризуется только одним размером запроса в 8 Кбайт. При этом предполагаются 100% выборочные операции чтения (записи), а доля операций чтения составляет 67%.
Для более полного определения возможности системы хранения EonStor A12U-G1410 при записи и чтении проводились исследования в режиме 100% последовательного доступа при 100% чтении и 100% записи. Характеристики моделей доступа «Последовательное чтение» и «Последовательная запись» даны в табл. 3.
Таблица 3. Характеристики моделей доступа «Последовательное чтение» и «Последовательная запись»
Результаты тестирования приведены на рис. 1-5.
Рис. 1. Производительность в режиме последовательного чтения
Рис. 2. Производительность в режиме последовательной записи
Рис. 3. Производительность в режиме DataBase
Рис. 4. Производительность в режиме FileServer
Рис. 5. Производительность в режиме WebServer
При выполнении последовательных операций изменение количества одновременных обращений оказывало сильное влияние на производительность при переходе от одного к четырем обращениям. При увеличении числа одновременных обращений от 4 до 16 производительность еще немного увеличивается, а при дальнейшем увеличении числа одновременных обращений уже не изменяется. На рис. 1 и 2 приведены графики, полученные при числе одновременных обращений равном 64.
Из графиков видно, что при небольших размерах считываемого блока данных производительность не зависит ни от уровня RAID-массива, ни от количества дисков в массиве. С ростом размера запроса проявляется зависимость производительности RAID-массива от числа дисков в массиве.
При использовании массива RAID 0 производительность практически линейно возрастает при переходе от двух к трем и от трех к четырем дискам. Добавление пятого диска в массив RAID 0 уже не увеличило производительность.
Стоит отметить, что при последовательном чтении производительность массива RAID 5 на пяти дисках почти равна производительности массива RAID 0 на четырех и пяти дисках, а производительность массивов RAID 5 на четырех дисках и RAID 0 на трех дисках полностью совпадает.
При последовательной записи производительность и характер поведения массива RAID 0 не изменяются. Массив RAID 5 значительно уступает в производительности массиву RAID 0, и с увеличением количества используемых дисков его производительность увеличивается лишь незначительно.
При выполнении операций в режиме случайного обращения к диску, в котором выполнялись модели «Файл-сервер», «Web-сервер» и «Сервер баз данных», для обоих типов массивов наблюдается четкая зависимость производительности как от числа дисков в массиве, так и от числа одновременных обращений к дискам.
В моделях обращения к дискам «Сервер баз данных» и «Файл-сервер» производительность массива RAID 0 заметно выше, чем у массива RAID 5. В модели «Web-сервер» массив RAID 5 оказался немного быстрее, чем массив RAID 0 при всех конфигурациях и нагрузках.
В заключение можно отметить удобство настройки EonStor A12U-G1410. Широкие возможности конфигурирования системы делают ее пригодной для использования в различных приложениях.
Редакция выражает признательность компании Compus Graphics (http://compus.ru) за предоставление системы хранения данных EonStor A12U-G1410.
