Тестирование SCSI RAID-контроллеров
В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование шести SCSI RAID-контроллеров в совокупности с дисками Seagate Cheetah ST336753LW — Adaptec ASR-2120S, Adaptec ASR-2200S, ICP-Vortex GDT8514RZ, ICP-Vortex GDT8524RZ, Intel SRCU42X, LSI MegaRAID SCSI 320-2.
Введение
есткие
диски со SCSI-интерфейсом традиционно используются в сегменте рынка серверов
и профессиональных высокопроизводительных рабочих станций. Обусловлено это прежде
всего их высокой производительностью и надежностью. Хотя в плане производительности
нельзя не отметить, что последние модели SATA-дисков вполне успешно с ними конкурируют.
Поэтому в серверах начального уровня и в профессиональных (например, графических)
рабочих станциях все чаще используют именно SATA-диски, что позволяет значительно
снизить стоимость решения.
Преимущество SCSI-дисков заключается и в том, что они позволяют посредством SCSI RAID-контроллеров создавать легко масштабируемые RAID-массивы. Конечно, возможность создавать RAID-массивы есть и у SATA-дисков, однако вследствие того, что они в первую очередь ориентированы на персональные компьютеры, пока еще сохраняются ограничения, связанные с количеством SATA-дисков, подключаемых к RAID-контроллерам, поскольку SATA-интерфейс подразумевает возможность подключения к каждому SATA-каналу только одного SATA-диска. Именно по этой причине в подавляющем большинстве файловых серверов используются RAID-массивы на основе SCSI-дисков. В связи с этим нам кажется наиболее актуальным тестирование SCSI RAID-контроллеров на предмет их использования для построения RAID-массивов в файл-серверах.
Сразу же оговоримся, что производительность дисковой подсистемы сервера зависит не только от используемого RAID-контроллера и набора SCSI-дисков, но и от их удачного сочетания друг с другом. Таким образом, тестирование RAID-контроллеров на предмет их сравнения друг с другом без привязки к набору используемых жестких дисков абсолютно бессмысленно. В принципе, нельзя утверждать, что один RAID-контроллер превосходит по производительности другой, не оговаривая при этом, сочетание с каким набором дисков подразумевается в этом случае. Поэтому еще раз подчеркнем, что при сравнении дисковых подсистем следует говорить именно о сочетании определенного RAID-контролера с конкретным набором дисков.
Помимо всего прочего производительность дисковой подсистемы зависит и от выбранного уровня RAID-массива. К примеру, один RAID-контроллер может показать высокую производительность при создании RAID-массива уровня 5, но в то же время плохо справиться с массивом уровня 10.
Теоретически максимальной производительности дисковой подсистемы можно добиться при конфигурировании массива уровня 0, но данный уровень не обеспечивает надежности хранения данных и потому не используется в файл-серверах. Действительно, нужно быть большим оптимистом, чтобы установить в файл-сервере массив уровня 0 и при этом спать спокойно. Учитывая неактуальность использования массивов уровня 0 в файл-серверах, в нашем тестировании данный уровень не использовался.
 |
|
Методика тестирования
ля
тестирования SCSI RAID-контроллеров обычно используются синтетические тестовые
пакеты типа IOmeter, которые позволяют сконцентрироваться непосредственно на
детальном рассмотрении производительности дисковой подсистемы. Кроме того, не
менее важным является анализ поведения дисковой подсистемы в реальных условиях.
Реальные условия для файл-сервера — это работа в локальной сети, поэтому методика
нашего тестирования основывалась на том, чтобы создать нагрузку на дисковую
подсистем сервера при работе в реальной локальной сети. Естественно, что при
таком подходе результаты тестирования зависят не только от дисковой подсистемы
сервера, но и от производительности всех остальных его подсистем, а также от
производительности самой локальной сети. Однако если менять только RAID-контроллер
и не трогать все остальные компоненты тестового стенда, то логично будет связать
наблюдаемые различия в результатах именно с влиянием самого RAID-контроллера.
Для создания нагрузки на файл-сервер в локальной сети использовался стенд, состоящий из сервера, компьютера-контроллера, 48 рабочих станций клиентов сети и 48-портового коммутатора с двухпортовым гигабитным модулем.
Все клиенты сети подключались к коммутатору по интерфейсу 10/100Base-TX, а сервер и компьютер-контролер — к гигабитным портам коммутатора. На всех клиентах сети и на компьютере-контроллере была установлена операционная система Microsoft Windows 2000 Professional SP4, а на сервере — Microsoft Windows 2003 Server.
Для эмуляции работы файл-сервера и создания реального сетевого трафика использовался пакет NetBench 7.0.3
Этот пакет применяется для определения общей производительности серверов при использовании их в качестве файловых серверов.
На каждом из компьютеров, подключенных к локальной сети, устанавливается клиентское ПО, позволяющее имитировать работу клиента. Во время теста клиент посылает серверу различные запросы файлового ввода-вывода, измеряет время реакции сервера на эти запросы и рассчитывает создаваемый им сетевой трафик. Компьютер-контроллер синхронизирует работу всех клиентов, собирает у них информацию о ходе теста и рассчитывает суммарный сетевой трафик между сервером и сетью. На самом сервере не устанавливаются и не запускаются никакие программы, что в полной мере соответствует идеологии файл-сервера.
Программа теоретически поддерживает до 1000 клиентов, но для тестирования мы использовали 48. Столь малое количество клиентов объясняется тем, что каждый клиент, работая в стрессовом режиме, эмулирует работу нескольких десятков реальных клиентов.
В ходе каждого отдельного теста активированные клиенты создают на сервере свои рабочие каталоги с данными размером около 20 Мбайт каждый. Именно с этими данными каждый клиент работает, производя копирование и другие файловые операции в направлениях «клиент-сервер» и «сервер-клиент», что позволяет создать эффективный двунаправленный сетевой трафик. Всего в тесте предусматривается 18 различных файловых запросов ввода-вывода: Open File, Read, Write, Lock, Unlock, Get File Attributes, Set File Attributes, Get Disk Free Space, Close, Get File Time, Set File Time, Find Open, Find Next, Find Close, Rename File, Delete File, Create New File, Flush File Buffers.
По мере проведения теста постепенно увеличивается число клиентов, проявляющих сетевую активность, что позволяет определять зависимость сетевого трафика, измеряемого в мегабитах в секунду, от числа клиентов.
Отметим, что при тестировании для создания рабочих каталогов применялся логический диск RAID-массива, а не диск с установленной операционной системой.
В качестве файл-сервера использовался сервер DESTEN S 2480A от компании Desten Computers, собранный на базе системной платы K8D Master-F (MS-9131) производства MSI с двумя процессорами AMD Opteron 248 и 2 Гбайт оперативной памяти (четыре модуля по 512 Мбайт). Системная плата K8D Master-F (MS-9131) построена на наборе базовой логики AMD-8000 и предназначена для работы с процессорами типа AMD Opteron с разъемом типа Socket 940. На плате имеются контроллер ввода-вывода AMD-8111 и PCI-X-туннель AMD-8131. Связь между основными компонентами платы осуществляется по шине HyperTransport со скоростью пропускания до 6,4 Гбайт/с. На плате установлено пять PCI-слотов, подключенных к трем независимым PCI-шинам. На первой шине PCI-X (64 бит/100 МГц), которая выделена для работы с платами расширения, установлено два PCI-слота, и к ней не подключены интегрированные устройства. Ко второй шине PCI-X (64 бит/100 МГц), где имеется один слот, подключен интегрированный двухпортовый гигабитный контроллер Gigabit Ethernet Broadcom BCM5704. На PCI (32 бит/33 МГц) — два слота, и к этой шине подключен интегрированный видеоконтроллер ATI Rage XL с 8 Мбайт видеопамяти.
Плата имеет шесть разъемов для установки модулей памяти и поддерживает до 12 Гбайт регистровой двухканальной DDR333/266/200 SDRAM-памяти с коррекцией ошибок ECC.
В сервере был установлен дополнительный гигабитный адаптер Intel Pro/1000 MT, и все тесты выполнялись с его использованием.
Операционная система устанавливалась на отдельный жесткий диск Seagate Cheetah ST 336753LW, подключенный к SCSI-RAID-контроллеру Intel SRCU42X.
Тестируемый RAID-контроллер устанавливался в слот PCI-X (64 бит/100 МГц), а четыре диска, подключаемые к каналам RAID-контроллера попарно, устанавливались в две HotSwap-корзины (для одноканальных RAID-контроллеров), которые подключались к разным каналам RAID-контроллера. В случае одноканального RAID-контроллера все четыре диска устанавливались в одну корзину. При тестировании RAID-контроллеров использовались четыре SCSI-диска Seagate Cheetah ST336753LC.
Каждый RAID-контролер тестировался в двух режимах: в режиме создания массива уровня 5 и массива уровня 10. Кроме того, на всех контроллерах устанавливались режим отложенной записи (Right Back) и максимальный для контроллера размер страйп-блока (при конфигурировании массива уровня 10).
Подробные технические характеристики тестируемых RAID-контроллеров приведены в таблице.
Технические характеристики RAID-контроллеров
|
|
Выбор редакции
ыбор
редакции производился в двух номинациях — «Лучший контроллер для RAID-массива
уровня 5» и «Лучший контроллер для RAID-массива уровня 10». В первой номинации
победу одержал RAID-контроллер Intel SRCU42X, а во второй —
LSI MegaRAID SCSI 320-2. Именно эти устройства продемонстрировали
наивысшую производительность в сочетании с дисками Seagate Cheetah ST336753LC.
|
|
Результаты тестирования
езультаты
тестирования RAID-контроллеров в режиме RAID 10 приведены на рис. 1, а в режиме
RAID 5 — на рис. 2. Как видно по результатам тестирования, производительность
дисковой подсистемы, которая в нашем случае определялась сетевым трафиком, в
значительной степени зависела от уровня RAID-массива. В случае RAID-массива
уровня 10 в лидеры вышли контроллеры LSI MegaRAID SCSI 320-2
и Adaptec ASR-2200S, причем разница между ними становилась
заметной лишь при большом числе активных клиентов сети, то есть при достижении
высокой нагрузки на дисковую подсистему.
Рис. 1. Результаты тестирования RAID-контроллеров в режиме RAID 10
При конфигурировании RAID-массива уровня 5 наилучшую производительность продемонстрировал контроллер Intel SRCU42X. При этом отметим, что тот же контроллер в режиме RAID 10 занимает по производительности лишь 3-е место, уступая контроллерам LSI MegaRAID SCSI 320-2 и Adaptec ASR-2200S.
Завидную стабильность показал RAID-контроллер Adaptec ASR-2200S, который как в режиме RAID 10, так и в режиме RAID 5 оказался в числе лидеров.
RAID-контроллеры ICP-Vortex GDT8514RZ и ICP-Vortex GDT8524RZ нас откровенно разочаровали. В обоих режимах эти контроллеры продемонстрировали недопустимо низкую производительность и фактически тормозили работу всей локальной сети. Причина тому — недопустимо высокая очередь запросов ввода-вывода, в чем можно убедиться, запустив системный мониторинг. В обычных условиях очередь запросов не должна превышать 2-4, что свидетельствует о нормальной работе дисковой подсистемы. Для контроллеров ICP-Vortex GDT8514RZ и GDT8524RZ в режиме нагрузки эта очередь достигала значения 20. Скорее всего,
Рис. 2. Результаты тестирования RAID-контроллеров в режиме RAID 5
столь низкие результаты данных контроллеров объясняются неудачной сочетаемостью железа, то есть недостаточной совместимостью данных контролеров с дисками и системной платой сервера. Вполне возможно, что в другой конфигурации эти контроллеры могут оказаться вполне работоспособными.
|
|
Участники тестирования
Adaptec ASR-2120S
Этот одноканальный
RAID-контроллер с интерфейсом Ultra320 SCSI и соответственно с пропускной способностью
320 Мбайт/с поддерживает PCI-шину 64 бит/66 МГц и построен на основе процессора
Intel 80302 с тактовой частотой 66 МГц.
Adaptec ASR-2120S имеет 68-контактный разъем (High Density) для подключения внутренних устройств и разъем VHDCI (Very High Density Connector Interface) — 68-контактный разъем для подключения внешних устройств. Всего контроллер Adaptec SCSI RAID 2120S поддерживает подсоединение до 15 дисков, обеспечивая при этом поддержку RAID-уровней JBOD, 0, 1, 5 и смешанных 10 и 50. Уровни 10 и 50 являются расширением уровней 1 и 5 на одинаковые массивы из нескольких дисков.
Опционально допускается использование BBU-модуля ABM-300, что повышает надежность хранения данных. Кэш-память контроллера интегрирована на плате и составляет 64 Мбайт.
В числе главных преимуществ контроллера отметим возможности фоновой инициализации RAID-массива и изменения размера массива и даже уровня RAID-массива на ходу, то есть без потери данных и перезагрузки сервера.
Adaptec ASR-2200S
Данный контроллер во многом
похож на контроллер 2120S, но является двухканальным и построен на основе процессора
Intel 80803 с тактовой частотой 100 МГц. Устройство имеет интерфейс Ultra 320
SCSI и поддерживает PCI-шину 64 бит/66 МГц. При этом пропускная способность
контроллера с учетом двух каналов составляет 640 Мбайт/с.
Кроме двух 68-контактных разъемов для подключения внутренних устройств, контроллер имеет два 68-контактных разъема VHDCI для подключения внешних устройств. Всего устройство допускает установку до 15 дисков на каждый канал, поэтому в общей сложности с ним можно использовать до 30 дисков. Как и в контроллере Adaptec SCSI 2120S, здесь обеспечивается поддержка RAID-уровней 0, 1, 5, 10, 50 и JBOD и опционально допускается использование BBU-модуля ABM-300. Кэш-память контроллера интегрирована на плате и составляет 64 Мбайт.
Основные преимущества контроллера Adaptec SCSI RAID 2200S те же, что и у контроллера Adaptec SCSI RAID 2120S, а именно: фоновая инициализация RAID-массива, изменение размера массива и уровня RAID-массива в процессе работы.
ICP-Vortex GDT8514RZ
ICP-Vortex GDT8514RZ
— это одноканальный SCSI RAID-контроллер с интерфейсом Ultra 320 SCSI. Его пропускная
способность с учетом двух каналов составляет 320 Мбайт/с. Основано устройство
на процессоре Intel 80803 с тактовой частотой 100 МГц и поддерживает PCI-шину
64 бит/66 МГц.
Всего контроллер допускает установку до 15 дисков и обеспечивает поддержку RAID-уровней 0, 1, 4, 5 и 10. Для подключения внешних устройств контроллер имеет 68-контактный разъем VHDCI. Устройство поддерживает установку DIMM-модуля кэш-памяти размером от 64 до 256 Мбайт.
ICP-Vortex GDT8524RZ
Данный контроллер
во многом похож на предыдущий, однако он является двухканальным. Построена эта
модель также на процессоре Intel 80803 с тактовой частотой 100 МГц. Устройство
имеет интерфейс Ultra320 SCSI и поддерживает PCI-шину 64 бит/66 МГц, а его пропускная
способность с учетом двух каналов составляет 640 Мбайт/с.
Имеются два 68-контактных разъема для подключения внутренних устройств, а также два 68-контактных разъема VHDCI для внешних. Контроллер допускает установку до 15 дисков на каждый канал, поэтому в общей сложности с ним можно использовать до 30 дисков. Как и в контроллере ICP-Vortex GDT8514RZ, здесь обеспечивается поддержка RAID-уровней 0, 1, 4, 5 и 10 и поддерживается установка DIMM-модуля кэш-памяти размером от 64 до 256 Мбайт.
Intel SRCU42X
Этот относительно новый двухканальный
Ultra 320 SCSI RAID-контроллер компании Intel построен он на основе процессора
Intel IOP321 с тактовой частотой 400 МГц. Устройство имеет интерфейс PCI-X (64
бит/133 МГц) и поддерживает горячую замену (hot plug PCI) дисков при условии
соответствующей поддержки системной платы.
Контроллер поддерживает установку до 512 Мбайт кэш-памяти, причем 128 Мбайт интегрировано на плате контроллера. Допускается создание массивов уровней 0, 1, 5, 10 и 50.
Для подключения дисков имеются два 68-контактных разъема для подключения внутренних устройств и два 68-контактных разъема VHDCI — для внешних. Всего контроллер Intel SRCU42X поддерживает подключение до 15 дисков на каждый SCSI-канал, или до 30 дисков на контроллер.
В контроллере имеется разъем для установки опционального модуля резервного питания кэш-памяти BBU, необходимый для сохранения целостности информации на дисках при сбое или отсутствии внешнего устройства бесперебойного питания.
LSI MegaRAID SCSI 320-2
Данное устройство
относится к классу двухканальных RAID-контроллеров с интерфейсом SCSI Ultra
320. Построена эта модель на основе процессора Intel 80303 с тактовой частотой
100 МГц, а в качестве контроллера SCSI Ultra 320 в нем используется двухканальный
чип LSI53C1030. Соответственно контроллер поддерживает PCI-шину 64 бит/66 МГц,
а полоса пропускания с учетом двух каналов составляет 640 Мбайт/с.
Контроллер LSI MegaRAID SCSI 320-2 поддерживает установку одного DIMM-модуля кэш-памяти размером до 256 Мбайт.
Всего контроллер допускает установку до 40 дисков и 30 дисков на логический массив (по 15 дисков на канал), при этом обеспечивается поддержка RAID-уровней 0, 1, 5, 10 и 50.
Помимо двух 68-контактных разъемов для подключения внутренних устройств, контроллер имеет два 68-контактных разъема VHDCI для подключения внешних устройств. Наряду с этим опционально допускается использование BBU-модуля.
|
Редакция выражает признательность компаниям, предоставившим жесткие диски для проведения тестирования:
|
