暴力评测下——它,表现优越

戴尔易安信解决方案 2019-01-29

戴尔易安信解决方案

微信号 DellEMC_Enterprise
功能介绍 戴尔易安信解决方案专注于数字化转型中的前沿技术和解决方案,内容涵盖现代化基础架构、云计算、大数据、物联网及AI等,并通过对全球,特别是中国用户的成功实践案例分析和前沿技术解读,助力企业数字化转型,快人一步!

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块数据存储是企业数据中心内最广泛的数据存储应用,通常存储着企业最核心的数据。例如数据库数据,其性能、可靠性与可扩展就显得尤为重要。

本篇我们将展示Dell EMC块存储与文件存储的基础性能,SC7020采用英特尔® 至强® E5-2660v4处理器,该处理器专为下一代数据中心的架构而设计,可提供覆盖数据中心内或云端各种工作负载的多功能性。作为Dell EMC面向企业级市场推出的一款中端存储产品,SC7020的特点是源自Compellent赖以成名的自动存储分层技术,不但支持全闪存配置,同时还支持SSD与HDD混合配置,最多可以分三层存储,同时兼顾性能与成本。在扩展方面,采用类似Scaleup+Scaleout的方式,添加硬盘柜(JBOD)主要扩展容量;通过添加多台SC7020存储形成联合阵列,不仅提升容量,更能提升性能。

高负载下SC7020维持峰值性能


SC7020阵列主要面向块数据存储场景,为企业关键业务应用提供数据访问能力,其小尺寸数据的随机读写能力就显得尤为重要,如业内通常以4K尺寸大小数据的随机读写性能(IOPS和延迟)作为衡量存储系统性能的事实标准,而数据库类应用则通常考验8K尺寸大小的数据的随机读写性能。此次测试的SC7020采用全闪存配置,配备了12片800GB的写密集型SSD和6片480GB的读密集型SSD,一共18片SSD。其中这两类SSD分属不同RAID组,各需要一片作为热备盘,实际16片SSD参与性能测试。

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Dell EMC SC7020

虽然存储系统的裸性能并不代表其在实际环境中的性能表现,但却能够作为参考,对是否能够支撑应用运行所需的性能有一个初步的结论。对Dell EMC SC7020全闪存阵列的性能进行了测试,主要关注在数据库主流使用的8K尺寸数据块下的随机读写性能。其性能表现如下图:

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SC7020全闪存阵列(18片SSD配置)在8K尺寸数据块场景下的随机读取性能,在使用2线程并发情况下(即FIO中numjob=2),在1~128队列深度(iodepth)下的性能表现情况。在队列深度为16时,获得最佳性能,8K随机读IOPS超过了40万,而平均响应时间仅为0.41ms。随着队列深度的进一步增加,即模拟超负载的情况下,其IOPS性能依然能够维持在峰值性能——40万IOPS。

众所周知,相对于SSD的读性能,其写性能近乎有几倍的差距。而SC7020全闪存阵列中可以混合使用不同类型的SSD,比如面向读为主的工作负载,其可以配置更多的大容量读SSD(每GB成本相对较低)。

而如果面向写为主的工作负载,则可提高写密集型SSD的比例(耐写度更高,写性能更高)。针对SC7020的测试中,其配备了12片800G容量的写密集型SSD,数据首先写入到这12片写密集型SSD组成的资源池内,不仅能够提升SC7020全闪存阵列的综合寿命,同时也能提升写性能。

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如上图所示,SC7020的写性能虽然相比读性能有所下降,但在12片写密集型SSD的配置下,仍能达到近30万IOPS;并且由于SC7020存储对数据写入的优化设计,以及也采用写性能更好的SSD,其平均响应时间相对于读操作反而有所下降,在获得近30万IOPS时,其平均响应时间仅为0.38ms。

SC7020全闪存阵列虽然仅配备了18片SSD,但仍提供了超过40万IOPS的8K随机读性能和近30万IOPS的8K随机写性能。相对于大多数中小企业环境,已经能够很好地满足其关键业务的性能需求。

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而在本次测试中,SC7020全闪存阵列还将作为文件存储FS8600的实际数据存储。SC系列存储系统本身只提供块数据的访问能力,但通过在现有环境中简单地增加额外设备,就能获得文件数据的存储与访问能力。

功能强大企业级横向扩展的FS8600


文件存储是企业数据中心除块存储之外的另一大存储需求。大约十年之前,块存储+文件存储的组合,可以满足绝大多数企业用户对存储的所有需求。于是,SAN+NAS的“统一存储”概念在业内风靡一时。但是,随着公有云的兴起,对象存储一度抢走了文件存储的风头。

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但随着数字化转型进程的深入,尤其是物联网、大数据分析以及人工智能等新型应用的崛起,功能相对简单的对象存储并不能替代文件存储在企业数据中心的地位,比如包括AWS、Azure、阿里云以及腾讯云等主流公有云服务商都专门推出的文件存储服务,而之前没有NAS存储的私有云解决方案商则迅速基于Ceph FS构建自有的文件存储解决方案,Ceph FS是Ceph存储中应用最不成熟,发展也最晚的存储服务。这也凸显了文件存储在企业数据中心迫切需求。

Dell EMC有多种文件存储解决方案,比如面向大规模海量数据存储的ECS,高性能文件存储Isilon,以及统一存储Unity。FS8600与SC系列虽然分属两个产品,却能灵活组合成同一个解决方案,达到类似统一存储的“功效”。对于企业客户爱说,以SC系列存储起步,在块存储方面选择SCv3020或者SC4020,随着企业业务的发展,逐渐有文件存储的需求,在现有SC系列存储环境中,直接添加FS8600就可提供文件存储服务。

同属一套存储解决方案,FS8600与SC系列却能单独升级扩容,互相并不影响,同样FS8600也能通过联合存储升级,最大可组合4台FS8600设备(共8个控制器),容量可达到PB级别,满足绝大多数中小企业应用场景的存储需求。而且FS8600组合SC7020也拥有不错的性能,不管是典型小文件场景下所需的随机访问性能,还是大文件所需的吞吐能力,其都能满足大多数用户所需。

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针对FS8600的小文件随机读写性能进行了相应的测试。上图显示在4K大小的小文件读取方面,在使用NFSv4版本连接的情况下,FS8600每秒能够打开近4万个小文件(38332个)。

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在4K小文件的随机写入方面,FS8600获得了超过1.8万(18590个)OPS(OperationperSecond,每秒操作量,衡量文件存储性能的计量单位)。

同时,在针对读写混合场景的测试(读写比例各50%)环节,FS8600获得了3.2万OPS,性能表现优异。同时,在海量小文件存储方面,在FS8600上构造了超过500万个4K小文件(每个目录下100万,共两层目录),在这测试环节,FS8600也达到了近8000OPS。

4K小文件性能意味着FS8600能够很好地支撑最为常见的移动互联网应用场景。比如为手机App提供文件存储服务,通常情况下,手机App都有大量的图片,而由于手机屏幕和用户体验流畅度,其图片(如样式图、预览图)等都是典型小文件(如4K尺寸),这种场景下,FS8600的小文件性能就显得尤为重要。除了小文件之外,大文件连续读写带宽的意义就更为重要,比如在影视后期制作、卫星图片存储、大数据分析等领域都拥有广阔的应用场景。

同样在大文件读写方面针对FS8600进行了测试,其结果如下图:

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在大文件读取方面,我们采用4台文件存储客户端对FS8600进行并发压力测试,每台客户端都通过1条10GbE链路与FS8600连接,总共4条10GbE数据链路,刚好等于FS8600的主机端口数量(10GbEx4)。经测试,每台客户端都能获得近800MB/s的数据吞吐结果,这基本已达到10GbE链路的实际极限带宽,4台客户端总共获得近3.2GB/s的文件读取能力。

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在大文件写入方面,同样采用4台NFS文件存储客户端对FS8600下发压力,其总写入带宽超过了1.2GB/s,接近1.3GB/s。

块存储与文件存储的性能测试结果表明,SC7020全闪存存储系统在典型块存储和文件存储应用场景下都能提供优异的性能。

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