Решения Hitachi Data Systems для мощных NFS-хранилищ VMWare

Многообразие возникающих задач, требующих использования систем хранения данных, вызвало появление широкого ассортимента различных СХД-решений. Достаточно взглянуть на протоколы доступа: начиная от традиционного SCSI и заканчивая экзотическим FICON.

Не первый год идут разговоры об использовании протокола NFS (Network File System) как одного из вариантов организации хранилища решений VMware. Причем в данном контексте сокращения NAS и NFS становятся почти братьями-близнецами в противостоянии с протоколом FC (Fiber Channel). Вариант использования сетевых хранилищ стал доступен еще в 3-й версии продукта, при этом появились уже новые функции и возможности редакции vSphere 5.1, а споры все не утихают. Поскольку оба озвученных метода построения виртуальной инфраструктуры имеют индивидуальные особенности, а результаты сравнения производительности не дают убедительной картины превосходства того или иного метода. При этом заказчиков интересует не только вопрос производительности. Цена (в том числе и на дополнительные средства коммуникации), высокая доступность, простота эксплуатации - и это еще далеко не весь перечень горячих вопросов.

Часто для оценки технических решений прибегают к прямому тестированию оборудования. Это актуально как для конкретных технических заданий, так и для обзорного сравнения продукции друг с другом. В рамках коммерческих тестов SPECsfs2008 (http://www.spec.org/sfs2008/) проводится анализ таких показателей, как производительность в IOPS файлового сервера и время отклика на запрос. Эти показатели крайне важны для высоконагруженных задач, коими можно считать не только современные СУБД, но и те же виртуальные среды VMWare.

Недавно появились результаты тестирования, которые вызвали большой интерес аудитории. Тестирования проводились двух конфигураций систем Hitachi HUS VM с использованием новейших носителей Flash Module Drive (объемом 1600ГБ каждый) и файловых опций HNAS 4100 - две ноды и четыре ноды Active-Active.

Конфигурации комплексов и результаты тестов

Две ноды HNAS 4100

• СХД HUS VM/ 256GB КЭШ / Два контроллера / 32 модуля FMD (1600GB) / RAID5 7+1
• Суммарный объем - 44.8ТБ / четыре файловых системы / 8 логических томов для каждой FS
• Два модуля HNAS 4100

Результаты теста конфигурации - 298 648 IOPS, 0.59ms ORT


Четыре ноды HNAS 4100

• СХД HUS VM/ 256GB КЭШ / Два контроллера / 64 модуля FMD (1600GB) / RAID5 7+1
• Суммарный объем - 89.6ТБ / восемь файловых систем / 8 логических томов для каждой FS
• Четыре модуля HNAS 4100

Результаты теста конфигурации - 607 647 IOPS, 0.89ms ORT

Анализ результатов

Исходя из количества использованных нод - результаты весьма впечатляющие. Дело даже не в применении супер скоростных дисков Flash Module Drive, которые являются роскошным решением (в рамках FC СХД на четырех дисках в RAID 5 можно получить до 150 000 IOPS). Данные теста показывают, что сетевые (NAS) хранилища могут быть весьма эффективным решениям не только для потоковых задач с большим количеством Мегабайт в секунду. На сегодня NFS хранилища могут стать основой для задач с лавинообразным потоком обращений к небольшим блокам данных. NFS способен дать фору решениям, с применением SAN инфраструктур и привести некоторые дополнительные преимущества.

Стоит обратить внимание не только на количество обработанных блоков ввода-вывода, но и на среднее время отклика. Результат в 0.59мсек является своеобразным рекордом теста SPECsfs2008 и показывает, что модули HNAS 4100 способны практически прозрачно транслировать обращения клиентских систем и записывать блоки данных на диски. Объяснение приходит само собой, если попробовать разобраться в аппаратной составляющей решения:

• Система построена на основе специализированных FPGA модулей, которые на аппаратном уровне реализуют обработку конкретных протоколов. Ведь кроме частей транспорта TCP/IP необходимо обработать блоки CIFS/NFS протоколов, а также потратить ресурсы на работу файловой системы.
• Специализированная файловая система Silicon FS является объекто - ориентированной, ее функции отрабатываются также на аппаратном уровне при помощи FPGA модулей. Потому она позволяет легко масштабироваться вплоть до 256ТБ размера файловой системы, а в рамках директории возможно хранить до 16 миллионов объектов, и это все без ухудшения показателей работы файловой системы.
• На аппаратном уровне реализуются такие функции с данными, как запись-чтение, создание-удаление, операции с директориями, моментальные снимки, кэширование метаданных, высвобождение пространства, занятого "мусором"

Сравнения с конкурентами

На первый взгляд кажется, что предложенные решения не выделяются топовыми результатами среди конкурентов, но это только поначалу.

Присмотримся повнимательнее к результатам

• Решение из одного HUS VM и двух модуей HNAS 4100 лучше, чем NetApp 6240 4Node
• Один HUS VM и четыре HNAS 4100 лучше, чем четыре массива VNX 5700 и VG8 gateway
• Один HUS VM (64xFMD) и четыре HNAS 4100 лучше, чем VNX8000 с более чем 500 SSD дисков и 8 X-blades. И это все при условии , что для HUS VM + HNAS использовали всего 4 файловых системы, а для решения ENC VNX применили схему из 21 файловых систем.
• Достаточно дорогой и массивный по занимаемому месту и потреблении энергии комплекс ISILON S200 (схема, построенная на базе 56 модулей 2U каждый) существенно уступает в производительности

Выгоды от применения HNAS 4000 на практике

Как отмечалось выше, современные NAS-хранилища пошли намного дальше дешевой альтернативы СХД FC. Теперь это не только лишь решение для хранения документов, изображений, видео. Как показывают приведенные выше результаты тестов данные системы открывают широкие возможности для их использования, как хранилищ для виртуальных машин VMWare и VDI (виртуальные десктопы).

Характерными особенностями виртуальных инфраструктур является:

• применение большого числа физических нод, которые одновременно получают доступ к системе хранения
• количество виртуальных машин или виртуальных десктопов на порядок превышают количество самих нод и способны создать шторм-нагрузки на ресурсы СХД
• для подобного рода нагрузки характерна задача распределения прав доступа к единым ресурсам ввиду одновременного доступа разных серверов к одним и тем же файловым системам.
• высокие требования не только к обработки большого количества сравнительно малых блоков данных, но и высочайшие показатели по времени отклика (Response Time)

Итак резюмируя, можно отметить следующие нюансы:

• Если для NAS хранилищ присуще решение вопроса одновременного доступа к разным частым единой файловой системы, то для FC хранилищ требуются специальные API примитивы VAAI для оптимизации одновременного доступа многих серверов к единому LUN.
• для работы с файловыми системами NAS достаточно создать несколько больших (более или равно 10ТБ) файловых систем для хранения всех образов виртуальных машин, в свою очередь практика использования FC хранилищ рекомендует делить LUN на размеры от 256ГБ до 2ТБ
• Внутри NAS уже содержится файловая система для доступа к VMDK файлам и VMX, а для FC хранилищ необходима организация VMFS файловой системы на стороне хоста (гипервизора)
• Во многие NAS-хранилища (в том числе и HDS решения) уже включены гибкие функции создания моментальных снимков, клонов и дедупликации данных на аппаратном или программном уровне, в то время как подобные задачи могут осложнить работу FC хранилища и уменьшить его суммарную, пиковую производительность.

Все выше сказанное сводится к короткому, но емкому выводу: сегодня не только FC-решения могут стать опорой ИТ-инфраструктуры. В силу своей специфики некоторые задачи идеально ложатся в логику работы NFS сетевых хранилищ. В частности речь в нашем случае идет о системах VMWare. Также кроме высокой скорости обработки следует помнить про широком наборе функций модулей HNAS 4000, которые на порядок упрощают управление, гарантируют сохранность данных и отказоустойчивость всего программно-аппаратного комплекса сетевого хранилища.

Получить более детальную информацию о решениях Hitachi Data Systems для создания мощных NFS-хранилищ под системы VMWare, вы можете в компании Megatrade.

Телефон: +380 44 538-00-06
E-mail: [email protected]
Веб-сайт: www.megatrade.ua

Публикуется на правах рекламы