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藉由這款ES1640dc的推出,威聯通終於真正進入了企業級儲存領域,引進了針對企業需求的全新軟體平臺,以及具備雙控制器的新機箱。

長久以來,威聯通都被定位為入門級NAS供應商,然而過去2年來推出的一系列機架式NAS新產品開始有了突破,例如我們去年報導過的TVS-ECx80U-SAS系列等,充分展現進軍企業級儲存應用的企圖心。不過這些新的機架式NAS產品固然搭載了更高階的處理器,還引進了新的12Gb SAS介面,可支援更高階的效能應用,但軟體仍就延續使用同於消費端NAS產品的QTS作業系統,未完全擺脫消費端NAS應用的色彩;硬體方面也仍舊停留在單機、單控制器架構,不支援基本的高可用性。

所幸,前述不足終於在新的ES1640dc上都獲得了解決。這款產品是威聯通新的Enterprise ZFS NAS系列成員,相較於威聯通過去的NAS產品,無論軟體或硬體都採用了全新的設計。

ES1640dc是威聯通Enterprise ZFS NAS系列的第一款產品,不僅採用了基於ZFS檔案系統的全新作業系統軟體,機箱硬體也是全新設計,擁有威聯通旗下產品首見的雙控制器架構,以及搭載了Intel Xeon E5處理器的系統核心。

軟體平臺全新改款

威聯通以往NAS產品採用的作業系統軟體,是基於Linux的QTS作業系統,使用的檔案系統則是Linux下常見的EXT4。

而從ES1640dc的系列名稱「Enterprise ZFS NAS」,便可看出這款產品採用了基於ZFS檔案系統的設計。軟體核心是結合了FreeBSD與ZFS的QES作業系統,藉由採用ZFS檔案系統,QES不僅可獲得更強固的資料完整性機制與更高的擴展性,還可直接引用ZFS內含的快照、遠端複製、壓縮、重覆資料刪除等資料服務功能,以及搭配NVRAM的ZIL寫入加速,與SSD快取。

除了借助來自ZFS的強大儲存管理功能外,威聯通自身也為QES作業系統下了許多功夫,套上了一個與消費端QTS相同、十分親合便利的控制臺介面,並能完整支援VMware虛擬平臺的儲存應用,包括可完整支援區塊(block)與NAS模式下的VAAI架構,特別的是還支援VMware的Site Recovery Manager(SRM)異地災難備援應用。

雙控制器滿足基本高可用性需求

ES1640dc不僅所用的作業系統軟體是全新的,硬體也是全新設計,採用了威聯通產品首見的雙控制器機箱,可提供Active-Active等級的雙控制器高可用性架構,滿足了企業儲存應用基本的可用性要求。

另外ES1640dc控制器的硬體核心,也是同級產品中少見的高規格配置,包含了2.2GHz、6核心的Xeon E5-2420 v2處理器,以及32GB DDR3記憶體,控制器還特別搭載了功能等同於NVRAM、擁有備援電池單元的RDIMM記憶體,配置給ZFS的ZFS Intend Log(ZIL)寫入作業使用,提供寫入加速效果。主機板上還直接內建了2組10GbE埠,無須額外選購網路卡,就能擁有高頻寬傳輸。

另外透過內含的SAS控制器,ES1640dc也能支援雙迴路Mini-SAS外接擴充架構,可搭配同屬雙控制器型式的同廠牌JBOD擴充磁碟櫃,提供高可用性的外接擴充連接鏈路。雖然這款機型的SAS介面仍是較老的6Gb SAS規格,不過,下一代ES1642dc將會升級到新的12Gb SAS規格。

 

 威聯通ES1640dc硬體組態 

ES1640dc是威聯通企業級NAS新的旗艦機型,系統軟體採用以ZFS檔案系統為基礎的新架構,機箱也是新的設計,採用了威聯通產品首見的雙控制器組態,並有一些特殊的配置需求。

由於QES作業系統要求使用部份磁碟空間用於存放設定與執行資料,所以ES1640dc機箱最下方的1~4號磁碟槽中所安裝的磁碟機,預設為QES作業系統的儲存空間,QES會在這4臺磁碟上切出部分空間(13GB),作為作業系統使用的隱藏磁碟區,用戶不能任意卸除這4臺磁碟。QES會將系統以鏡像方式分散存放在這4臺磁碟機的隱藏磁碟區中,可以容許其中3臺失效,而仍維持系統隱藏磁碟區的運作。

1~4號磁碟機扣除系統占用以外的剩餘空間,仍可作為SSD快取區域使用,也能加入儲存池作為共享儲存空間。

 

 威聯通ES1640dc徹底解剖 

內含雙控制器的機架式機箱,是企業級儲存設備十分常見的機箱組態,不過對於出身自消費端NAS產品的威聯通來說,卻是第一次採用的設計。ES1640dc機箱內含的2組控制器,組成了Active-Active的高可用性架構,從磁碟、電源供應器到控制器,以至前端存取用的10GbE網路埠,以及外接JBOD的SAS擴充埠,都提供了失效容錯備援能力,達到了企業級儲存高可用性的基本要求。

 

 控制器解剖 

1.M.SATA介面Flash記憶體

這組32GB的M.SATA介面SSD,是作為NVRAM的第2重保護措施。當外部供電中斷時,控制器可透過備援電池模組繼續向NVRAM供應電力,與此同時,QES也會將NVRAM中的資料寫入到這組SSD中,確保寫入資料的完好,也就是所謂的「Copy-to-flash」機制。

2.系統記憶體

一共安裝了3條16GB的DDR3 RDIMM記憶體,其中2條是作為系統記憶體使用,一共32GB,可升級到64GB。另一條靠最外側的記憶體則是可透過備援電池單元(BBU)供電的NVRAM模組,專門配置為QES作業系統的ZIL寫入區域,藉此提供寫入加速效果。

3.10GbE網路控制器晶片

ES1640dc並不像其他儲存設備般,是透過外加PCIe擴充卡或擴充子卡的方式來提供10GbE介面,而是直接在主機板上內建了Intel的X540-BT2 10GbE網路控制器,可提供2組RJ45型式的10GbE埠。

4.Xeon E5處理器

控制器核心是1顆2.2GHz的Xeon E5-2420 v2處理器,可提供6核心12執行緒,這雖然是比較舊的款式,但儲存設備的處理器規格,一般來說要比伺服器落後1、2代,所以這顆處理器在同級產品中已算是相當高的規格。

5.USB DOM

ES1640dc的QES作業系統,是存放在這組2GB容量的USB DOM中,這組USB DOM是唯讀,在系統初始化時,QES會另外在1~4號磁碟槽的磁碟上,建立隱藏分割區,用於存放執行用資料。

6. 預留PCIe插槽

控制器主機板上設有2組PCIe擴充槽,其中1組已預先安裝了1張LSI SAS HBA卡,用於提供2組SAS外接擴充埠。另一組空的PCIe擴充槽,則可視需要安裝額外選購的10GbE或40GbE網路卡。

 

 ES1640dc基本傳輸速率測試 

我們分別進行了CIFS與iSCSI兩種傳輸模式,以及單控制器與雙控制器兩種組態下的測試。為了避免SSD快取干擾這項大區塊循序存取測試,我們在測試中都關閉了QES作業系統的SSD快取功能。

從測試結果可以看出,ES1640dc在iSCSI模式的傳輸率要比CIFS/SMB快一些,這和多數NAS產品的情況相同。

無論是單控制器或雙控制器下,最大讀取速率都可達到2300MB/s,這幾乎已經達到測試中使用的12臺SAS硬碟性能上限。而在寫入速率方面,單控制器下最高只能達到1000MB/s出頭,但換成雙控制器,就能一舉提高到1800MB/s左右,這顯示若要充分發揮寫入效能,最好是採取雙控制器組態。

 測試組態  安裝12臺Seagate Constellation ES.3 1TB 7200轉SAS硬碟,作業系統版本1.1.2
 測試平臺  ASUS RS520,Xeon E5-2620 v3 2.4GHz×2, 16GB記憶體, Windows Server 2012 R2
 測試工具  IOmeter 1.1.0,執行1MB的循序100%讀取與100寫入
 測試方式  單控制器測試時,將全部硬碟配置給A控制器,並建立1個RAID 5磁碟區;雙控制器測試時各為A、B兩組控制器配置6臺硬碟,分別建立RAID磁碟區。執行iSCSI測試時,建立1個100GB iSCSI LUN透過2條10GbE通道以MPIO方式連接測試平臺;執行CIFS測試時,建立2個共用資料夾,各自透過1條10GbE通道掛載到測試平臺上成為網路磁碟機

 

 ES1640dc進階效能測試—壓縮與重複資料刪除的效能影響 

ES1640dc的QES作業系統,底層是ZFS檔案系統,因而也可使用ZFS內含的即時壓縮與重複資料刪除(De-Dupe)功能,藉此改善儲存空間利用效率。

不過,即時壓縮與重複資料刪除都會耗用處理器運算效能,為了衡量這2項功能對I/O效能帶來的衝擊,我們也進行了未啟用與啟用壓縮與重複資料刪除時的效能對比測試。

測試結果顯示,啟用壓縮功能時,無論對傳輸速率還是IOPS效能都幾乎沒有任何負面影響。而在啟用重複資料刪除功能時,不會影響讀取效能,但寫入效能會受到很大衝擊,降低了大約一半左右,等同於是以較低的寫入效能,來換取較佳的儲存空間運用效率。

所以,這也是兩種功能有不同預設值的原因,QES作業系統在建立共用資料夾或iSCSI LUN時,是預設啟用壓縮功能,但重複資料刪除功能便必須在用戶勾選後才會啟用。

 測試組態  同基本傳輸率測試
 測試工具  同基本傳輸率測試
 測試平臺  同基本傳輸率測試
 測試方式  在NAS上建立1個單控制器RAID 5磁碟區,建立1個100GB iSCSI LUN透過2條10GbE通道以MPIO方式連接測試平臺;先進行不開啟壓縮與De-Dupe的基本測試,然後依序為iSCSI LUN啟用壓縮與De-Dupe,比較傳輸速率的變化。

 

 ES1640dc啟用讀取快取加速讀取I/O —SSD快取測試 

利用ZFS檔案系統的L2ARC讀取快取功能,ES1640dc的QES作業系統也提供了SSD快取的選項。

利用QES儲存空間總管的快取加速選項,可將任意磁碟槽中安裝的SSD,設定為讀取快取的空間,藉此加速讀取效能。用戶能為個別共用資料夾或iSCSI LUN,選擇是否啟用SSD快取。

SSD讀取快取的「學習」速度是80MB/s,所以若磁碟區較大的話,需要耗費較長的學習時間,快取命中率才會提高。QES的快取功能也提供了略過大區塊連續讀取I/O的選項(稱作Bypass Prefetch Data),可避免讀取快取反而干擾到大資料量連續讀取效能的情況。

在我們的測試中,我們花了數小時的時間,讓快取命中率達到接近100%的程度,此時的IOPS效能比起未啟用快取時,快了將近35倍,顯示出SSD快取對於隨機存取效能的功效。

 測試組態  安裝10臺Seagate Constellation ES.3 4TB 7200轉SAS硬碟與4臺Seagate Pulsar 100GB
 測試平臺  同基本傳輸率測試
 測試工具  IOmeter 1.1.0,執行4KB的100%隨機讀取
 測試方式  在NAS上建立1個RAID 5磁碟區,建立1個100GB iSCSI LUN,以2條GbE通道透過MPIO掛載到測試平臺成為磁碟區。啟用QES作業系統的SSD 讀取快取功能,將4臺100GB SSD設定為讀取快取,然後透過IOmeter量測隨機存取IOPS數值

圖像化的SSD快取管理功能

QES作業系統網頁控制臺的儲存空間總管,提供了十分好用的SSD快取管理功能,可在此將SSD設定為快取,選擇讓哪些共用資料夾與iSCSI LUN使用快取,並監看快取命中率的變化。

 

ZFS儲存家族新成員:威聯通QES作業系統

藉由強大的功能與開放的特性,ZFS檔案系統自問世以來,便為許多儲存產品選用為系統核心,透過ZFS提供可靠、功能強大且易於管理的儲存服務,並因此形成了一個「ZFS-based」儲存系統的產品類型。

較著名的ZFS儲存產品,包括Oracle的ZFS Storage Appliance、Nexenta的NexentaStor,國內也有普安推出的EonNAS系列(以上3款產品我們都曾測試報導),威聯通搭載QES作業系統的Enterprise ZFS NAS,也就是ES系列NAS,則是這個家族的最新成員。

ZFS檔案系統可以配合多種作業系統使用,個別ZFS儲存產品廠商視自身情況而對作業系統也有不同的選擇。例如Oracle選擇的自然是自家的Solaris,Nexenta則選用OpenSolaris+Ubuntu,普安EonNAS採用OpenSolaris,至於威聯通的QES作業系統,則選用FreeBSD來與ZFS搭配。

透過在底層使用ZFS檔案系統,這些ZFS-based儲存設備,可以直接整合ZFS本身內含的各式各樣先進儲存管理與應用功能,包括靈活的儲存池管理架構、包括ZFS Intend Log(ZIL)與checksum驗證在內的多種資料完整性機制、豐富的RAID模式,以及基於Copy-on-Write架構、可變長度區塊與動態Striping等機制,可自動化動態調節的資料寫入架構,還有L2ARC讀取快取、快照、重複資料刪除、壓縮、Thin Provisioning、配額與保留空間等多種進階資料服務功能。QES也同樣整合了前述ZFS的功能,藉此提供完整的儲存管理架構。

除了直接源自ZFS的功能外,威聯通也為QES加入了許多自身的特色。

首先,是為QES套上了一個與威聯通QTS作業系統相同的控制臺介面。

其他ZFS儲存產品的管理介面,都是中規中矩的典型企業級儲存設備控制臺介面,而QES的網頁控制臺介面,則是源自威聯通原先用在消費端與入門級產品的QTS作業系統上,以親和易用而頗受好評的操作介面,比其他ZFS產品更容易上手使用,用戶能以等同於消費端NAS的操作便利性,來管理擁有企業級架構與功能的QES作業系統。

其次,為了配合ES系列NAS的雙控制器功能,QES作業系統內含高可用性管理員,可用於2組控制器之間的切換作業操作。

第三,威聯通為支援VMware平臺下了許多的功夫,QES不僅能完整支援VMware VAAI架構,可卸載執行Hypervisor的許多存取作業,還能支援VMware的SRM異地備援管理架構。利用威聯通提供的Storage Replication Adapter(SRA) Plug-in軟體套件,可以將ES1640dc嵌入到VMware SRM架構中,利用ES1640dc的Snapsync遠端複製功能,在SRM的管理下於2個站點間執行遠端複製,並進行備援切換作業。

便利的快照管理操作

用戶可透過控制臺中的儲存空間總管,以手動或預設排程,為個別共用資料夾或iSCSI LUN建立快照,並利用快照複本還原原始資料夾或磁碟區。

與QTS一致的便利控制臺介面

雖然底層採用完全不同的核心與檔案系統,但威聯通仍為QES作業系統套上一個與入門級QTS作業系統相同的網頁控制臺介面,用戶可透過這個便利的介面,來操作QES的各式管理功能。

利用高可用管理員管理雙控制器

為了配合ES1640dc機箱的雙控制器高可用性設計,QES作業系統也提供了高可用管理員,可用於監控與執行2組控制器之間的失效切換作業。

整合豐富進階資料服務功能

藉由底層採用ZFS檔案系統的便利,QES作業系統也跟著整合了ZFS的Thin Provinsing、壓縮與重複資料刪除功能,用戶建立個別共用資料夾或iSCSI LUN時,可選擇是否啟用這些進階功能。

可整合VMware SRM異地備援架構

透過威聯通提供的SRA plug-in軟體套件,可將ES1640dc整合到VMware的SRM異地備援架構中,利用QES遠端複製功能,在2個站點間複製資料,並接受SRM管理

 

 產品資訊 

●建議售價:368,000元

●原廠:威聯通

●電話:(02)2641-2000

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商。】


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