Статьи
Август 11, 2005

СИСТЕМА ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ EonStor A12U-G1410


  
дисковый массив Eonstor, компании Infortrend

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 Терабайт.

Внешняя система хранения данных EonStor A 12 U - G 1410 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 за счет модульной конструкции, резервирования блоков питания и вентиляторов охлаждения с возможностью их горячей замены, а также удобного доступа к любому внутреннему блоку системы.

Для подключения внешних устройств система оборудована двумя каналами Ultra 320 SCSI с разъемами VHDCI SCSI . Поддерживаются все новейшие дополнения стандарта Ultra 320 SCSI .

Основным элементом системы является блок IFT -7260 S -12 U 4 D в котором расположен RAID контроллер, контроллеры интерфейсов ( SCSI -320, Ethernet , RS - 232 C ( audio jack )) и управление. Специальная конструкция разъемов позволяет заменить блок без отключения питания системы.

RAID -контроллер выполнен на основе процессора PowerPC 750 CXe (400 M Гц) 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 часов, 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 Терабайт. При этом поддерживается очередь до 256 SCSI -команд.

Жесткие диски подключаются по выделенным каналам с полосой пропускания каждого канала 1,5 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 зону, 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 защиту 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 добавлением нового диска или заменой 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 маленького и большого размера. 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 - 232 C ( audio jack ) при помощи любой терминальной программы (с эмуляцией VT 100) или через двухстрочный (14х2 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. Мощный модуль NPC ( Notification Process Center ) позволяет отправлять сообщения о состоянии системы через различные средства связи: пейджер, факс, электронная почта. Утилита работает на различных платформах Windows , Sun Solaris и Linux .

Тестирование

Для тестирования системы хранения EonStor A 12 U - G 1410, имевшей прошивку версии 3.41 B .07 былс обран стенд, состоящий из собственно системы хранения EonStor A 12 U - G 1410, укомплектованный пятью жесткими SATA -дисками Seagate ST 380817 AS ( 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 использовалась утилита IOMeter 2004.07.30.

Утилита IOMeter 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 возможно 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 при работе 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 нагрузку на дисковую подсистему, типичную 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 втабл.1.

Таблица 1. Характеристики модели доступа «Файл-сервер»

Размер запроса Весовой коэффициент запроса, % Процент операций чтения Процент случайных обращений
512 байт 10 80 100
1 Кбайт 5 80 100
2 Кбайт 5 80 100
4 Кбайт 60 80 100
8 Кбайт 2 80 100
16 Кбайт 4 80 100
32 Кбайт 4 80 100
64 Кбайт 10 80 100

Модель доступа «Web-сервер» определяет типичную нагрузку на дисковую подсистему сервера при его эксплуатации в данном режиме. В 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»

Размер запроса Весовой коэффициент запроса, % Процент операций чтения Процент случайных обращений
512 байт 22 100 100
1 Кбайт 15 100 100
2 Кбайт 8 100 100
4 Кбайт 23 100 100
8 Кбайт 15 100 100
16 Кбайт 2 100 100
32 Кбайт 6 100 100
64 Кбайт 7 100 100
128 Кбайт 1 100 100
512 Кбайт 1 100 100

Модель доступа «Сервер баз данных» характеризуется только одним размером запроса в 8 Кбайт. При этом предполагается 100% выборочные операции чтения (записи), а доля операций чтения составляет 67%.

Для более полного определения возможности системы хранения EonStor A 12 U - G 1410 при записи и чтении проводились исследования в режиме 100% последовательного доступа при 100% чтении и 100% записи. Характеристики моделей доступа «Последовательное чтение», «Последовательная запись» даны в табл. 3

Таблица 3. Характеристики моделей доступа

Модель доступа
Последовательное чтение
Последовательная запись
Размер запроса, Кбайт
От 0,5 до 512 Кбайт
Процент операций чтения
100
0
Процент операций записи
0
100
Процент последовательных обращений
100
100
Количество одновременных обращений
1, 4, 16, 64, 256

Результаты приведены на рис.1 – 5.

При выполнении последовательных операций изменение количества одновременных обращений оказывало сильное влияние на производительность при переходе от 1 к 4 обращениям. При увеличении числа одновременных обращений от 4 до 16 производительность еще немного увеличивается и 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.


производительность дискового массива при последовательном чтении

Рис. 1 Производительность в режиме последовательного чтения


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 незначительно.


производительность дискового массива в режиме последовательной записи

Рис. 2 Производительность в режиме последовательной записи

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 хорошо видна 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 RAID0 заметно выше, чем у массива RAID5. В модели «Web-сервер» массив RAID 5 оказался немного быстрее, чем массив RAID 0 при всех конфигурациях и нагрузках.


производительность дискового массива в режиме DataBase

Рис. 3 Производительность в режиме DataBase


производительность дискового массива в режиме file server

Рис. 4 Производительность в режиме FileServer


производительность дискового массива в режиме web server

Рис. 5 Производительность в режиме WebServer


В заключение можно отметить удобство настройки системы. Широкие возможности конфигурирования системы делают ее пригодной для использования в различных приложениях.



Источник: КОМПЬЮТЕР ПРЕСС


все статьи

 
     Производство Данио-Пресс. © 2018 ИНФОСТОР. Все права защищены.