DotHill 4824ストレージの概要

このレビューの主役は控えめなDotHill 4824ストレージシステムです。OEMパートナーであるDotHillは、すでに第4世代の非常に人気のあるHP MSA（Modular Storage Array）であるHewlett-Packardのエントリーレベルのストレージを製造していることを聞いたことのある人は多いでしょう。 DotHill 4004行は、HP MSA2040に対応しますが、わずかな違いがあります。これについては以下で詳しく説明します。



DotHillは、クラシックなエントリーレベルのストレージシステムです。 フォームファクター、2U、さまざまなドライブ用の2つのオプションと多種多様なホストインターフェイス。 ミラー化キャッシュ、2つのコントローラー、ALUAを使用した非対称アクティブ-アクティブ。 昨年、新しい機能が追加されました。3層の階層化（階層化されたデータストレージ）とSSDキャッシュを備えたディスクプールです。

特徴

• フォームファクター：2U 24x 2.5 "または12x 3.5"
• インターフェイス（コントローラーごと）：4524C / 4534C-4x SAS3 SFF-8644、4824C / 4834C-4x FC 8Gbps / 4x FC 16Gbps / 4x iSCSI 10Gbps SFP +（使用するトランシーバーに依存）
• スケーリング：192台の2.5「ドライブ」または96台の3.5」ドライブ、最大7つの追加ディスクシェルフをサポート
• RAIDサポート：0、1、3、5、6、10、50
• キャッシュ（コントローラーごと）：フラッシュ保護付き4GB
• 機能：スナップショット、ボリュームクローニング、非同期複製（SASを除く）、シンプロビジョニング、SSDキャッシュ、3レベルの階層化（SSD、10 / 15k HDD、7.2k HDD）
• 構成の制限：32アレイ（vDisk）、アレイあたり最大256ボリューム、システムあたり1024ボリューム
• 管理：CLI、Webベース、SMI-Sサポート

DotHillディスクプール

理論に精通していない人にとっては、ディスクプールと階層型ストレージの動作原理について話す価値があります。 より正確には、DotHillストレージでの特定の実装について。



プールの前には、2つの制限がありました。

• ディスクグループの最大サイズ。 RAID-10、5、および6は、最大16台のディスクを持つことができます。 RAID-50-最大32ドライブ。 （パフォーマンスやボリュームのために）多数のスピンドルを持つボリュームが必要な場合は、ホスト側でLUNを結合する必要がありました。
  
  
• 高速ディスクの次善の使用。 いくつかの負荷プロファイルに対して多数のディスクグループを作成できますが、それらに多数のホストとサービスがあると、パフォーマンス、ボリュームを継続的に監視し、定期的に変更を加えることが困難になります。
  
  

DotHillストレージのディスクプールは、複数のディスクグループの組み合わせであり、それらの間の負荷分散が行われます。 パフォーマンスの観点から、いくつかのサブアレイからのRAID-0としてプールを考えることができます。 すでに短いディスクグループの問題を解決しています。 合計で、ストレージシステムでサポートされるディスクプールはAとBの2つのみで、コントローラーごとに1つ）、各プールは最大16個のディスクグループを持つことができます。 主なアーキテクチャ上の違いは、ディスク上のストライプの無料割り当ての最大使用です。 いくつかのテクノロジーと機能は、この機能に基づいています。

• シンプロビジョニング 。 このテクノロジーは新しいものではなく、たとえばデスクトップハイパーバイザーなど、単一のストレージシステムを見たことがない人でもTPに遭遇した可能性があります。 ボリュームは、プールまたは通常のリニアディスクグループの上に作成され、ホストに提供されます。 「シン」ボリュームの下のディスク領域はすぐに予約されるのではなく、データがいっぱいになると予約されます。 これにより、成長予測を考慮して必要なディスク容量を事前に割り当て、実際よりも多くの容量を割り当てることができます。 将来的には、システムをまったく拡張する必要はありません（すべてのボリュームが実際に割り当てられたボリュームを使用するわけではありません）、または複雑な操作（データ転送、LUNとファイルシステムの増加など）に頼らずに必要な数のディスクを追加できます。 ） ボリューム不足の可能性がある状況を恐れている場合は、プール設定でオーバープロビジョニングを無効にし、使用可能な容量よりも多くのディスク容量を割り当てると、機能しなくなります。
  
  
  
  シンプロビジョニングを使用する場合、逆のプロセス-未使用のディスクスペースをプールに戻すこと（スペースの再利用）を確認することが重要です。 ファイルを削除する場合、追加の手順を実行しない限り、ストレージシステムは対応するブロックのリリースについて知ることができません。 一度スペース再生をサポートするストレージシステムは、ホストからのゼロの定期的な記録（たとえば、SDeleteを使用）のみに依存することができましたが、ほとんどすべて（そしてもちろん、DotHill）は、SCSI UNMAPコマンド（ATAコマンドセットのよく知られたTRIMの類似物）をサポートします）
  
  
  
  
• プール要素を透過的に追加および削除する機能 。 従来のRAIDアレイでは、多くの場合、ディスクを追加することでアレイを拡張できますが、DotHillを含むほとんどのディスクプール実装では、データを失うことなくディスクグループを追加または削除できます。 このグループのブロックは、プール内の残りのグループに再配布されます。 当然、十分な数の空きブロックが利用できることを条件とします。
  
  
• 階層化（階層データストレージ）。 異なるディスクグループに異なるパフォーマンス要件のボリュームを分散する代わりに、異なるパフォーマンスのディスク上のボリュームを共通のプールに結合し、異なるパフォーマンスの3 層間のブロックの自動移行に依存できます。 移行の基準は、ランダムアクセスの負荷強度です。 より頻繁に要求されたブロックは一番上に「ポップアップ」し、めったに使用されないブロックは低速ディスクに「落ち着き」ます。
  
  
  
  DotHillストレージシステムには、アーカイブ（アーカイブ、7200 rpmドライブ）、標準（標準、「実際の」SASディスク10/15 000 rpm）、およびパフォーマンス（パフォーマンス、SSD）の3つの固定層があります。 この点で、たとえば、1ダースの7200ディスクと1組の15kディスクで構成される、正しく機能しない構成を取得する可能性があります。 DotHillは、1組の15kディスクからのミラーの生産性を向上させ、「ホット」データをそこに移動します。
  
  
  
  階層化を使用した構成を計画する場合、常にある程度の遅延を伴うパフォーマンスの向上が得られることに留意する必要があります。システムは、ブロックを目的の階層に移動する時間が必要です。 2番目のポイントは、DotHill 4004の階層化の基本的な構成です。 ボリュームに優先順位を付ける能力の欠如。 DataCoreや一部のミッドレンジストレージシステムのように、プロファイルとティアアフィニティを使用した複雑な構造はありません。これはまだエントリレベルのストレージシステムです。 すぐにそして常にパフォーマンスを保証したいですか？ 通常のディスクグループを使用します。 DotHillの階層化に代わるもう1つの方法は、SSDキャッシュです。詳細については以下で実装します。
  
  
  
  DotHill 4004には、プールの使用効率を分析するためのシンプルで直感的なツールがあります。
  
  
  
  
  
  
  
  これは、新しいストレージ管理コンソール（SMC）v3 Webインターフェイス（HPはSMUと呼びます）の[ プール ]タブのスクリーンショットです。 プールは、標準（2つのディスクグループ）とパフォーマンスの2つの層で構成されています。 プールでデータがどのように分散され、各層にどのくらいのスペースが割り当てられているかをすぐに理解できます。作成されたボリュームは1つだけで、実際のデータで満たされていないため、実際に割り当てられるのは8 MBだけです。
  
  
  
  2番目のスクリーンショット、パフォーマンス：
  
  
  
  
  
  
  
  現在、ボリュームの事前充填後に負荷テストが実行されています。 プール内の各層が与えるIOPSとスループットの量を確認できます。 新しいブロック用のスペースは最初に標準層に割り当てられます。ここでは、負荷の影響下でパフォーマンス層に移行するプロセスがすでに表示されています。
  
  
  
  

HP MSA2040との違い

1. MSA 2040は、すべての結果と利点を備えたHP製品です。 まず、サービスセンターの広範なネットワークと、さまざまな高度なサポートパッケージを購入する機能があります。 これまでのところ、ディストリビューターとそのパートナーだけがDotHillのロシア語サポートとメンテナンスに従事しています。 残っているのは、オプションの8x5サポートで、翌営業日に対応し、翌営業日にスペアパーツを発送します。
   
   
   
   ドキュメントは、名前とロゴを除き、HPのものと完全に同一です。 同様に高品質で詳細。 もちろん、HPにはMSA2040に関する多くの追加のFAQ、ベストプラクティス、およびリファレンスアーキテクチャの説明があります。 HPのWebインターフェイス（HP SMU）は、企業のフォントとアイコンのみが異なります。
   
   
   
   価格 もちろん、何のためにも何も与えられません。 一般的な構成（2つのコントローラー、24台の450-600GB 10kドライブ、8Gbps FCトランシーバー）でのMSA2040の価格は、DotHill 4004よりも約30％高くなっています。 また、HPが個別にライセンス供与するスナップショットの数（64から512）の拡張と非同期複製（リモートスナップ）のライセンスを考慮することなく、ソリューションのコストが数千増加します。 統計によると、ロシア連邦の領土でMSAに追加のCarePackを購入することは非常にまれです。結局、これは予算セグメントです。 ほとんどの場合、実装は独自に実行されます。時には、一般的なプロジェクトの一環としてサプライヤによって実行されますが、HPエンジニアは非常にまれです。
   
   
   
   
2. ディスク DotHillとHPでは「独自」です。つまり、非標準のファームウェアでHDDとSSDを使用し、レールにはディスクが付属しています。 DotHillは3.5から「ニアラインSASのみのドライブ、つまりスピンドル速度が7200 rpmのドライブ 、つまりすべての高速ドライブは2.5のみ」を提供しています *。 HPは、3.5インチパフォーマンスで300、450、600GB 15,000 rpmドライブを提供します。
   
   * 2015年3月25日現在の更新 ：DotHillの3.5 "バージョンの10kおよび15kディスクは、リクエストに応じて引き続き利用可能です。
   
   
3. 関連製品 。 HP MSA 1040は、MSA 2040のバジェットバージョンであり、特定の制限があります。
   
   
   • SSDのサポートはありません。 オプションの自動階層化はまだ存在し、2レベルです。
   • 少ないホストポート-4ではなくコントローラーあたり2 16Gbps FCおよびSASのサポートはありません。
   • 少ないドライブ-7個ではなく3個の追加ディスクシェルフのみ。
   
   
   
   
   
   
   
   
   したがって、MSA 2040のすべての機能が必要ない場合は、約20％節約でき、「オリジナル」（ただしフル機能）のコストに近づけることができます。
   
   
   
   DotHillには、AssuredSAN Ultraシリーズという別のバリエーションがあります。 これは、4004シリーズとまったく同じコントローラー、機能、および管理インターフェイスを備えたストレージシステムですが、ディスク密度は高く、Ultra48-48x 2.5 in 2UおよびUltra56-56x 3.5 "in 4Uです。
   
   
   
   
   
   
   
   

性能

ストレージ構成

• DotHill 4824（2U、24x2.5インチ）
• ファームウェアバージョン：GL200R007（テスト時の最新）
• アクティベートされたRealTier 2.0ライセンス
• CNCポート（FC / 10GbE）を備えた2つのコントローラー、4つのトランシーバー8Gbit FC（最初のコントローラーにインストール）
• 20x 146GB 15K rpm SAS HDD（Seagate ST9146852SS）
• 4x 400GB SSD（HGST HUSML4040ASS600）

ホスト構成

• Supermicro 1027R-WC1Rプラットフォーム
• Intel Xeon E5-2620v2 x 2
• 8GB DDR3 1600MHz ECC RDIMM x 8
• 480GB SSD Kingston E50
• 2x Qlogic QLE2562（2ポート8Gbps FC HBA）
• CentOS 7、fio 2.1.14

接続は、1つのコントローラーを介して、8Gbit FCの4つのポートを介して直接行われました。 当然、ボリュームのホストへのマッピングは4つのポートを介して行われ、ホストでマルチパスが構成されました。

ティア1およびSSD上のキャッシュを備えたプール

このテストは、異なる読み取り/書き込み比率での8KiBブロック（それぞれ16のキュー深度を持つ8つのストリーム）のランダムアクセスを伴う3時間（60秒の180サイクル）の負荷です。 負荷全体が0〜20GBの領域に集中します。これは、SSDのパフォーマンス層またはキャッシュ（800GB）よりも少ないことが保証されています。これは、許容時間内にキャッシュまたは層をすばやくいっぱいにすることを目的としています。



各テスト実行の前に、ボリュームが再作成され（SSD層またはSSDキャッシュをクリアするため）、ランダムデータ（1MiBブロックでの順次書き込み）で満たされ、ボリュームの先読みがオフになりました。 IOPS、平均および最大遅延の値は、60秒サイクルごとに決定されました。



100％読み取りと65/35読み取り+書き込みのテストは、SSD層（RAID-10の4x400GB SSDのディスクグループがプールに追加された）とSSDキャッシュ（RAID-0の2x400GB SSD、ストレージ各プールのキャッシュに3つ以上のSSDを追加することはできません）。 ボリュームは、15,000 rpm SASの10個の46GBディスクの2つのRAID-6ディスクグループのプール上に作成されました（つまり、これは2x10スキームによるRAID-60です）。 なぜ10または50ではないのですか？ ストレージのランダムストレージを意図的に複雑にする。

IOPS

結果はかなり予測可能でした。 ベンダーが主張しているように、SSD層に対するSSDキャッシュの利点は、キャッシュの高速化です。 SHDは、ランダムアクセスの負荷が大きい「ホット」エリアの出現により速く反応します。IOPSは、ティアリングを使用する場合よりも100％速い読み取り遅延とともに低下します。



この利点は、大幅な記録負荷が追加されるとすぐに終了します。 RAID-60は、控えめに言っても、小さなブロックでのランダム記録にはあまり適していませんが、この構成は問題の本質を示すために特別に選択されました。ストレージシステムは書き込みができないためです。 遅いRAID-60でキャッシュをバイパスし、キューがすぐに詰まってしまい、キャッシュを考慮しても読み取り要求を処理するのに十分な時間がありません。 一部のブロックはまだそこに到達していますが、記録が進行中のため、すぐに無効になります。 この悪循環は、このような負荷プロファイルでは読み取り専用キャッシュが無効になるという事実につながります。 PCI-E RAIDコントローラーLSIおよびAdaptecの初期バージョンのSSDキャッシュ（ライトバック前）でもまったく同じ状況が観察されました。 解決策-最初はより生産的なボリューム、つまり 5/6/50/60の代わりにRAID-10および/またはキャッシュの代わりにSSD階層化。

平均遅延

最大遅延

このチャートは対数目盛を使用しています。 SSDキャッシュを使用する100％の場合、より安定した遅延値を見ることができます-キャッシュを埋めた後、ピーク値は20ミリ秒を超えません。



「キャッシングと階層化（階層化）」というジレンマに要約できるものは何ですか？

何を選ぶ？

• キャッシュを満たすのが高速です。 ロードが主にランダムな読み取りで構成され、ホットエリアが定期的に変更される場合は、キャッシュを選択する必要があります。
• 「高速」ボリュームの保存。 「ホット」データが完全にキャッシュに収まり、SSD層には収まらない場合、キャッシュはより効率的です。 DotHill 4004のSSDキャッシュは読み取り専用なので、RAID-0ディスクグループが作成されます。 たとえば、それぞれ400 GBの4つのSSDがある場合、2つのプールごとに800 GBのキャッシュ（合計1600 GB）、または階層化を使用する場合は2倍少ないキャッシュ（1つのプールに800 GB、2つのプールに400 GB）を取得できます。 もちろん、2番目のプールがSSDを必要としない場合、1つのプールのRAID-5に1200GBのオプションもあります。
  
  
  
  一方、階層化を使用するときに使用できるプールの合計サイズは、ブロックのコピーを1つだけ保存することにより大きくなります。
  
  
  
  
• キャッシュはシーケンシャルアクセスのパフォーマンスに影響しません。 キャッシュがブロックを移動せず、コピーのみを行う場合。 適切な負荷プロファイル（同じLBAに繰り返しアクセスする小さなブロックでのランダム読み取り）を使用すると、ストレージシステムはSSDキャッシュ（存在する場合）またはHDDからデータを返し、キャッシュにコピーします。 シリアルアクセスの負荷が表示されると、データがHDDから読み取られます。 例：20個または15k個のHDDのプールは、順次読み取りに約2000MB /秒を与えることができますが、必要なデータがSSDのペアのディスクグループにある場合、約800MB /秒になります。 重要かどうかは、ストレージシステムを使用する実際のシナリオによって異なります。

4x SSD 400GB HGST HUSML4040ASS600 RAID-10

ボリュームは、4つの400GB SSDのうちのRAID-10であるリニアディスクグループでテストされました。 このDotHill供給では、HGST HUSML4040ASS600は抽象的な「400GB SFF SAS SSD」であることが判明しました。 これは、 SSD400MシリーズのUltrastar SSDであり、宣言されたパフォーマンス（4KiBの読み取り/書き込みで56000/24000 IOPS）が非常に高く、最も重要なのは、5年間1日10回の書き換えのリソースです。 もちろん、現在HGSTの兵器庫には、より強力なSSD800MMとSSD1600MMがありますが、DotHill 4004にはこれらで十分です。



シングルSSD用に設計されたテスト-SNIAソリッドステートストレージパフォーマンステスト仕様エンタープライズv1.1の「IOPSテスト」と「レイテンシテスト」を使用しました。

• IOPSテスト 。 IOPS（1秒あたりの入力/出力操作）の数は、さまざまなサイズ（1024KiB、128KiB、64KiB、32KiB、16KiB、8KiB、4KiB）のブロックおよび異なる読み取り/書き込み比率（100 / 0、95 / 5、 65 / 35、50 / 50、35 / 65、5 / 95、0 / 100）。 キュー深度16の8つのスレッドを使用しました。
  
  
• 遅延テスト 。 平均レイテンシーと最大レイテンシーは、さまざまなブロックサイズ（8KiB、4KiB）および最小キュー深度（QD = 1の1ストリーム）での読み取り/書き込み比率（100 / 0、65 / 35、0 / 100）で測定されます。
  
  

テストは一連の測定で構成されます-60秒の25ラウンド。 プリロード-2倍の容量に達するまで128KiBブロックの連続記録。 定常状態ウィンドウ（4ラウンド）は、プロットによって確認されます。 定常状態の基準：ウィンドウ内の線形近似は、平均値の90％/ 110％の境界を超えてはなりません。

SNIA PTS：IOPSテスト

予想どおり、IOPSで1つのコントローラーの小さなブロックを使用して、要求されたパフォーマンス制限に達しました。 何らかの理由で、DotHillは読み取りで100,000 IOPSを示し、MSA2040ではHPを示しています。より現実的な80,000 IOPS（コントローラーあたり40 000 IOPS）をグラフで示しています。



テストを検証するために、SAS HBAへの接続を使用して、単一のSSD HGST HGST HUSML4040ASS600をテストしました。 4KiBブロックでは、飽和（SNIA PTS書き込み飽和テスト）中に、読み取りおよび書き込み用に約5万IOPSが受信され、記録はHGSTによって宣言された特性に対応する25〜26,000 IOPSに低下しました。

SNIA PTS：レイテンシテスト

平均遅延（ミリ秒）：



最大遅延（ミリ秒）：



SAS HBAに接続されている場合、平均およびピークのレイテンシ値は、単一のSSDの値よりも20〜30％だけ高くなっています。

おわりに

もちろん、この記事はやや混oticとしたものであることが判明し、いくつかの重要な質問への回答を提供していません。

• IBM v3700、Dell PV MD3（およびLSI CTS2600の他の子孫）、Infrotrend ESDS 3000および他のストレージシステムと同様の構成を他のベンダーの製品と比較すると、異なる構成で提供され、原則として長続きしません-ロードおよび/または紹介します。
  
  
• ストレージ帯域幅の制限はテストされていません。 約2100MiB / s（20台のディスクからのRAID-50）を見ることができましたが、ディスクの数が不十分なため、順次ロードを詳細にテストしませんでした。 読み取り/書き込みで要求された3200/2650 MB / sを取得できると確信しています。
  
  
• IOPS vs latency, , IOPS . , .
  
  
• Best Practices. , HP MSA 2040 . (. ).
  
  

参照資料

• DotHill AssuredSAN 4004:
• DotHill AssuredSAN Ultra:
• HP MSA 1040/2040 Best practices
• HP MSA 2040 Storage Configuration and Best Practices for VMware vSphere