フラッシュストレージのテスト。 EMC XtremIO

2012年半ばに、EMCは3年前にオープンしたイスラエルのスタートアップに4億3,000万ドルを支払いました。 開発段階でさえ、最初のXtremIOデバイスの登場のほぼ6か月前。 注文するために、最初のデバイスは2013年の終わりにのみ利用可能になりました。



XtremIOの主な特徴は、そのアーキテクチャと機能にあります 。 まず、SSDのスペースを節約するインライン重複排除、圧縮、シンプロビジョニングなど、常時機能する非切断サービスを使用してアーキテクチャが最初に構築されました。 第二に、XtremIOは水平にスケーラブルなモジュールのクラスター（X-Brick）であり、その間でデータと負荷が自動的に均等に分散されます。 同時に、標準のx86機器とSSDが使用され、機能はソフトウェアに実装されます。 その結果、高速なディスクだけでなく、特にサーバー仮想化、VDI、または複数のコピーを含むデータベースなどのタスクで、重複排除と圧縮により容量を節約できるアレイが判明しました。









さまざまなテストへの愛情は、EMCの長所ではありません。 それにも関わらず、私たちにとっては、リモートオフィスの奥深くにあるローカルオフィスのイニシアチブ支援のおかげで、2つのX-Brickシステムを含むスタンドが組み立てられました。 これにより、開発した方法論に可能な限り近い一連のテストを実施できました。



コードのバージョン2.4でテストが行​​われ、バージョン3.0が利用可能になり、遅延の半分が記載されています。

テスト方法

テスト中に、次のタスクが解決されました。

• 長い書き込み負荷でのストレージパフォーマンスの低下に関する研究（Write Cliff）。
• さまざまな負荷プロファイルのEMC XtremIOストレージパフォーマンスの調査。

テストベッド構成

図1.テストベンチのブロック図。

テストベンチは4つのサーバーで構成され、各サーバーは4つの8Gb接続で2つのFCスイッチに接続されています。 各スイッチには、EMC Xtream-IOストレージへの4つの8Gb FC接続があります。 ゾーンは、各イニシエーターが各ストレージポートを持つゾーン内にあるように、FCスイッチ上に作成されます。

サーバー

SHD

追加のソフトウェアとして、Symantec Storage Foundation 6.1がテストサーバーにインストールされ、以下を実装します。

• 論理ボリュームマネージャー（Veritas Volume Manager）の機能。
• ディスクアレイへのフェールセーフ接続の機能（ダイナミックマルチパス）。

テストプログラム。

テストは、テストされたシステムから提示された8つのLUNからVeritas Volume Managerを使用して作成されたタイプstripe, 8 column, stripewidth=1MiB



論理ボリュームであるブロックデバイス上のfioプログラムで4つのサーバーから同時に合成負荷を作成することによって実行されました各サーバー上。 作成されたボリュームにはデータが事前に入力されています。

テストは、2つのテストグループで構成されました。

試験結果

合成テストでのディスクアレイのパフォーマンスの研究。

グループ1：ランダム書き込みタイプの連続ロードを実装するテスト。

テスト結果はグラフで表示されます（図2および3）。



主な調査結果：

負荷が長い場合、時間の経過によるパフォーマンスの低下は修正されません。 「Write Cliff」などの現象がありません。 したがって、ディスクサブシステムを選択する（サイジング）場合、ロードの期間（ディスク使用履歴）に関係なく、安定したパフォーマンスを期待できます。

グループ2： さまざまな種類の負荷に対するディスクアレイパフォーマンステスト。

テスト結果はグラフ（図4-9）に示され、表1-3にまとめられています。

記録されたストレージパフォーマンスの最大パラメーター：

記録：

• 遅延1.2ms（4Kブロック）で160,000 IOPS。

読書：

• 遅延1.4msで455000 IOPS（4Kジョブ= 10ブロックqd = 16）;

混合負荷（70/30 rw）

• 遅延1.15msの264000 IOPS（ブロック4Kジョブ= 8 qd = 10）;

• ストレージは、許容可能な遅延で宣言されたパフォーマンスを提供します。
• 取得された遅延値は、最小と見なすことはできません。 テストは、キューの深さが1を超える非同期I / Oのみで実行されました。
• 1MBブロックでは、パフォーマンスは予想よりも低くなります。 さらなる研究により、ストレージシステム上の1MBブロックでのテスト中に、256KBブロックでの操作が発生したことが示されました。 つまり、データブロックは送信前にサーバーで共有されていたため、パフォーマンスが低下していました。 これは、Symantec VxVMボリュームを作成するときに、stripeunit = 1mではなくswidth = 1mパラメーターを使用したためです。
• ランダム記録の場合、ブロックサイズの増加に伴うパフォーマンスの変化は直線的に発生するため、ストレージシステムのストレージ帯域幅は約700〜750MB / sに制限されていると結論付けることができます。

追加のボーナスとして、スナップショットのパフォーマンスが示されました。 レコードに最大限にロードされた32個のウーファーから同時に撮影された32個のスナップショットは、月がパフォーマンスに目に見える影響を与えなかったため、システムのアーキテクチャを賞賛せざるを得ません。

結論

まとめると、このアレイは好印象を与え、メーカーが発表したiopsを実証したと言えます。 他のフラッシュソリューションと比較すると、次の点が有利です。

1. 書き込み操作のパフォーマンス低下の欠如（書き込みクリフ）
2. ボリュームの節約だけでなく、記録速度の向上も可能にするオンライン重複排除。
3. 機能スナップショットとその印象的なパフォーマンス。
4. 1〜4ノットの拡張性（Xブリック）

アレイのユニークなアーキテクチャとデータ処理アルゴリズムにより、優れた機能（重複排除、スナップショット、シンムーン）を実装できます。



残念ながら、テストは完了していません。 結局のところ、4つのX-Brickで構成されるシステムから最大のパフォーマンスが期待されます。 さらに、バージョン2.4が提供されましたが、バージョン3.0はすでにリリースされており、遅延の半分が記載されています。 アレイの大きなブロック（最大帯域幅）での作業と、遅延が重要な同期I / Oでの作業の問題は、まだ不明です。 これらの「ホワイトスポット」をすべて、追加の調査ですぐに閉鎖できることを願っています。





PS著者は、Pavel Katasonov、Yuri Rakitin、およびこの資料の準備に参加した会社の他のすべての従業員に感謝しています。