Сравнение программной и аппаратной СХД с тестированием скорости дисковых операций

Программные СХД становятся все востребованнее, но корпоративные клиенты не всегда объективно оценивают выгоду от внедрения именно такого решения. А ведь программные системы хранения данных могут быть в 4 раза производительнее и на 4-5,5 миллионов рублей дешевле аппаратного оборудования с аналогичными характеристиками!

Для объективного сравнения команда IT-инженеров компании ittelo.ru провела тестирование программно-определяемой СХД на базе ПО RAIDIX, развёрнутой на оборудовании ittelo.ru. Аналогичные тесты были проведены для аппаратной СХД Enterprise уровня 3Par от вендора HP. Это не просто сравнение технических характеристик, а реальное испытание в условиях, идентичных обычному режиму работы устройств в дата-центрах или офисах компаний. Что из этого получилось? Дочитайте до конца!

Особенности стенда на базе железа ittelo.ru и ПО RAIDIX

Одно из ключевых преимуществ программно-определяемых СХД - это возможность использования для хранения данных вместо выделенных аппаратных СХД диски самих серверов виртуализации. За счет этого созданная инфраструктура является основой для построения конвергентной среды с возможностью быстрого масштабирования и изменения назначения. Это очень важно в долгосрочной перспективе, когда оборудование может понадобиться для решения задач нового профиля.

Для процедуры сравнения возможностей программной и аппаратной СХД команда квалифицированных IT-инженеров собрала стенд на базе ПО RAIDIX. Предварительно были подобраны оптимальные конфигурации, осуществлена сборка, проверка работоспособности и отказоустойчивости.

Хоть предложенное специалистами компании ittelo.ru “железо” является основой стенда, не менее важную роль выполняет и ПО RAIDIX. Это программное обеспечение уже знакомо многим российским предпринимателям, которые сталкивались с необходимостью использования у себя в офисах или дата-центрах высокопроизводительных систем хранения и обработки данных.

Важно, что данное ПО позволяет создавать гибридные и all-flash СХД с высокоскоростным блочным (SAN) и файловым (NAS) доступом. А за счет внедрения доработанной технологии RAID-массива созданная система будет иметь более высокую производительность с непрерывностью рабочих процессов.

Необходимый уровень доступности обеспечивается рекордной скоростью восстановления программного массива, двухконтроллерной конфигурацией (Active-Active) и технологией защиты от скрытого повреждения данных. Операционная система эффективно работает на стандартном серверном оборудовании, что позволяет создавать экономичные системы с минимальной стоимостью за 1 ТБ хранения.

Немаловажно и то, что описываемая система RAIDIX подходит под программу импортозамещения. Она внесена в Единый реестр российских программ (ПО), поэтому ее можно использовать и на государственных объектах.

Преимущества применения RAIDIX перед аппаратными СХД:

• Нет так называемой Vendor lock-in (привязки к вендору), поэтому нет необходимости использовать SSD/HDD конкретной фирмы, как и другие комплектующие;
• СХД на базе RAIDIX можно развернуть на уже существующем железе у клиента (при помощи технологий виртуализации);
• СХД на базе RAIDIX можно настроить под задачу клиента и не переплачивать за лишние опции (в отличие от аппаратных систем где приходится покупать все R&D вендоров внутри одного продукта);
• Простота интеграции в IT-инфраструктуру (например, данная система способна предоставлять доступ по файловым (NFS, SMB, AFP, FTP) или по блочным (FC, IB, iSCSI, iSER, SAS) протоколам);
• Минимизация негативного влияния на всю инфраструктуру отказа одного или нескольких дисков (устранить точку отказа можно и при помощи двухконтроллерной конфигурации, и с удаленной репликации томов).

В сравнении программного стенда от ittelo.ru и аппаратной СХД нужно учесть и фактор цены. Современная аппаратная СХД от ведущих брендов в двухконтроллерной версии с 24*3,84 Гб SAS SSD по состоянию на вторую половину 2020 года может стоить около 10 млн рублей, а аналогичная конфигурация на базе железа ittelo.ru и RAIDIX - около 4.5 млн рублей. При этом стоимость решения от компании ittelo.ru начинается с 1.6 млн рублей, что многократно дешевле новых аппаратных СХД. 

Особенности аппаратной СХД 3Par StoreServ 7450c от HP

Альтернативой программно-определяемым СХД являются аппаратные устройства. Для сравнения с вышеописанным решением была взята система 3Par StoreServ 7450c от HP на базе твердотельных накопителей, которая на сегодняшний день является одной из самых популярных.

Данная аппаратная СХД обеспечивает уникальный уровень доступности данных за счет применения особого способа хранения информации на накопителях (пространство на накопителях разбивается на виртуальные блоки — чанклеты, которые и являются единицей построения отказоустойчивых массивов). За счёт применения данной технологии значительно сокращается время восстановления массива после аварии, а работа с ним может быть продолжена даже в процессе восстановления. Применение технологии Thin Provisioning позволяет гибко использовать дисковое пространство, распределяя его по мере необходимости. 

Характеристики СХД и результаты теста

Перед ознакомлением с результатами теста, предлагаем изучить характеристики стенда СХД на базе Рэйдикс и аппаратной системы HP.

Ниже представлены схемы тестируемых решений:

Для тестового клиента использовалась аппаратная платформа ASUS RS500-E6-PS4, накопители Samsung Enterprise SSD, 2.5" MZILS480HEGR-00007, 480GB, SAS, 12Gb/s, (6 штук), CPU — Intel Xeon X5690, Меmory - 24 GB и операционная система Microsoft Windows 2012R2. Использовался сетевой адаптер Intel X520-DA2, а iSCSI-инициатор настроен средствами операционной системы. Все соединения интерфейсов Gigabit Ethernet (СХД — коммутатор и коммутатор — клиент) выполнены с использованием Direct-attache cable. Для измерения скорости использовалась утилита CrystalDiskMark8 Beta4 x64.

Тестирование СХД HP 3Par StoreServ 7450c выполнялось с аналогичной задачей по измерению скорости дисковых операций.

Перед тестированием была выполнена инициализация СХД посредством консольного подключения, а также настроена сеть управления. На рабочей станции управления установлено программное обеспечение HP 3Par Management Console 4.7.3 Все дальнейшие манипуляции с СХД производились из консоли управления.

В состав тестируемой аппаратной СХД входили:

• HPE 3PAR StoreServ 7450с 2-node Storage Base (E7X95A) — 1 шт.
• SSD 3PAR StoreServ 480GB 6G SAS M6710 SFF SSD (778179-001) — 14 шт.
• Сетевой адаптер HP 3PAR 10G iSCSI/FCoE Adapter QLE8242-HP (QR487A) — 2 шт.

Соединение СХД и ISCSI клиента выполнялось с использованием нескольких интерфейсов TenGigabitEthernet. Для обеспечения требуемой полосы пропускания и исключения влияния сетевой подсистемы на результаты тестов, сетевые интерфейсы были объединены при помощи протоколов агрегации в высокоскоростной канал, превосходящий по пропускной способности прогнозируемую нагрузку. Кроме этого, агрегация сетевых интерфейсов позволила обеспечить высокую отказоустойчивость вычислительной инфраструктуры, ведь путь трафика пролегает через несколько сетевых интерфейсов и выход из строя любого из них не приведёт к фатальным последствиям.

Сравнительный результат в таблице (критерием оценки является показатель скорости дисковых операций при использовании системы):

Результаты тестирования подтверждают, что программное СХД на базе RAIDIX примерно в 4 раза производительнее аппаратного решения 3Par StoreServ 7450c от HP.

Заключение

На основании результатов тестирования можно сделать вывод, что аппаратная СХД 3Par StoreServ 7450c действительно обеспечивает высокие показатели скорости дисковых операций. Но такая система не может обеспечить производительность, равную производительности решений, построенных на современном протоколе SAS3. Причина этого кроется в установленных в устройстве 3Par устаревших на текущий момент SAS-контроллеров (LSI 9205) со скоростью линии 6 Гигабит в секунду.

А спроектированная и собранная IT-инженерами конфигурация на базе железа ittelo.ru и ПО RAIDIX обеспечивает высокие показатели скорости дисковых операций, что позволяет использовать данное решение для нагруженных ИТ-систем.

Тестирование в режиме реального времени подтверждает, что программное СХД RAIDIX на базе железа ittelo.ru приблизительно в 4 или более раз производительнее. При этом такое решение в основе с конструктивом от ittelo.ru обойдется в 2,5 раза дешевле, чем аппаратная СХД от любого известного вендора с аналогичными характеристиками. При этом вы не переплатите за лишние опции, что часто бывает при использовании современных и производительных аппаратных решений.

Какие еще особенности программного СХД на базе железа ittelo.ru подтвердились в результате сравнительного теста:

• Высокая пропускная способность;
• Возможность получения доступа к данным даже в случае технического сбоя за счет резервирования данных;
• Обеспечение абсолютной работоспособности сервиса (сайта, CRM-системы, программного обеспечения) клиента даже при поломках, аварийных отключениях и прочем, что невозможно в случае использования аппаратных решений СХД.

Для достижения такого многократного превосходства программной СХД над аппаратным решением команда IT-инженеров провела масштабную работу. Специалисты компании ittelo.ru проводили множество предварительных тестов, чтобы подобрать оптимальную конфигурацию и способ его интеграции с программным обеспечением. Так как на данный момент не существует универсального решения программной СХД. Поэтому для достижения заявленной производительности пришлось потратить месяцы работы, привлекая лучших экспертов компании.

Полученные результаты стали возможными за счет компетенции инженеров ittelo.ru, так как обычное применение программной СХД на унифицированных устройствах не дало бы 4-х кратного увеличения производительности. Тем более, что при таком решении специалисты обеспечивают постоянную техническую поддержку, что нивелирует переплаты заказчиков на дальнейшее обслуживание.

Все эти преимущественные технологии имеют огромное значение для стратегических решений, которые касаются всей серверной архитектуры. И когда речь идет о возможной экономии сотен тысяч и даже миллионов рублей на построении инфраструктуры хранения данных с преобладанием производительности, то здесь не может быть и речи о компромиссах.