Внешние RAID-хранилища на четыре HDD: Accusys iRAIDer и AMCC/3Ware Sidecar – THG.RU

Напрямую подключаемые хранилища ещё живы

Нажмите на картинку для увеличения.

Существует много способов подключения хранилищ к компьютеру. Если напрямую подключаемые хранилища (direct attach storage, DAS), основанные на контроллерах и жёстких дисках внутри компьютера, доминировали на рынке в 1990-е годы, то сейчас власть постепенно захватывают гибкие внешние решения. Благодаря широкому выбору таких интерфейсов, как eSATA, SAS, Fibre Channel и Ethernet, хранилища “вышли” из компьютера и всё чаще и чаще встречаются в виде мощных NAS-решений (сетевые хранилища), внешних DAS-накопителей и устройств SAN (сети хранения данных). Тем не менее, гибкие сетевые хранилища всё ещё довольно дорогие и предназначены, главным образом, только для установки в стойки. Кроме того, мало какие из них обеспечивают пропускную способность или производительность ввода/вывода, которая требуется для критичных к производительности приложений. Мы рассмотрим две напрямую подключаемые системы хранения RAID начального уровня, которые нацелены на то, чтобы устранить разрыв между негибкими высокоскоростными внутренними хранилищами и гибкими, но дорогими сетевыми решениями.

Хотя сетевые хранилища, основанные на NAS (Network Attached Storage, сетевая система хранения данных) или SAN (Storage Area Network, сеть устройств хранения данных) через интерфейс Ethernet, несомненно, предпочтительны для оффлайнового и резервного хранения данных, они зачастую не могут удовлетворить требований онлайновых хранилищ и высокопроизводительных приложений. Оффлайновые (оперативно недоступные) хранилища (Offline storage) хорошо справляются с такими задачами, как резервное хранение, архивация или хранение дополнительных данных, которым не требуется высокая производительность. Для смены носителей таких хранилищ требуется, как правило, помощь оператора (вставить нужный картридж или кассету в стример). Хранилища типа Near-line storage характеризуется частым доступом, например, они подойдут для ежедневного резервирования или файлового сервера, но они тоже не должны обеспечивать максимум производительности. Для смены носителей в хранилище Near-line storage помощь оператора не требуется, используются магазины картриджей с автоматической загрузкой. Больше всего в высокой производительности нуждаются онлайновые (или оперативно доступные) хранилища. К ним относятся высокопроизводительные массивы RAID и хранилища для мощных баз данных, разделы для операционной системы и временных файлов, таких, как огромные потоки видео.

Как и аппаратное обеспечение SCSI несколько лет назад, контроллеры и устройства хранения SAS сегодня удовлетворяют всем требованиям онлайновых хранилищ. Тем не менее, аппаратное обеспечение SAS поставляется по цене профессиональных продуктов. Иногда альтернативой могут быть контроллеры SAS, использующие жёсткие диски SATA, однако вам всё равно придётся вложить деньги в мощный контроллер и соответствующие устройства хранения. По-другому обстоит дело с устройствами NAS и хранилищами SAN/iSCSI. Конечно же, есть доступные решения, но они не отвечают требованиям высокой производительности. NAS и iSCSI ограничены производительностью сети (приблизительно 110 Мбайт/с для гигабитного Ethernet); а такие альтернативные интерфейсы, как Fibre Channel, слишком дорогие.

Вот здесь и проявляют себя Accusys iRAIDer и AMCC 3Ware Sidecar. Оба решения состоят из карты-контроллера PCI Express RAID, которую вам придётся установить в ваш хост-ПК, и внешнего устройства хранения, поддерживающего до четырёх жёстких дисков SATA.

Accusys iRAIDer

Нажмите на картинку для увеличения.

Хранилище iRAIDer компании Accusys состоит из карты-контроллера x4 PCI Express RAID с одним портом eSATA, поддерживающим кабели MiniSAS (SFF-8088), и устройством хранения, которое вмещает в себя до четырёх 3,5″ жёстких дисков SATA.

Производительность последовательного чтения и записи во всех наших тестах оказалась очень ровной. Мы использовали четыре жёстких диска WD1500 Raptor, поскольку они обеспечивают высокую пропускную способность и отличное время доступа. iRAIDer продемонстрировало скорость чтения в 310 Мбайт/с и скорость записи почти в 300 Мбайт/с в конфигурации RAID 0, 160 Мбайт/с (чтение) и 140 Мбайт/с (запись) в конфигурации RAID 10 и 230 Мбайт/с (для чтения и записи) в конфигурации RAID 5 с четырьмя жёсткими дисками. Производительность iRAIDer не упала, даже когда пришлось работать с массивом RAID 5, где один винчестер был повреждён или удалён. Тем не менее, решение компании AMCC обеспечило гораздо более высокую производительность ввода/вывода, поэтому устройство Accusys iRAIDer больше подходит для настольных и потоковых приложений.

В нашу тестовую лабораторию поступил образец шасси с четырьмя отсеками, однако, по спецификациям iRAIDer, есть и две другие модели. Можно выбрать набор, включающий в себя два шасси с четырьмя отсеками, и набор с одним шасси, вмещающим до восьми жёстких дисков. Оба варианта поставляются с усовершенствованной картой-контроллером Accusys RAID, которая оснащена двумя портами eSATA вместо одного с кабелями MiniSAS.

На iRAIDer распространяется гарантия в три года; по нашему мнению, это минимум для профессиональных и полупрофессиональных устройств.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Отсеки с поддержкой “горячей” замены

Нажмите на картинку для увеличения.

Устройство хранения iRAIDer очень надёжное, но отнюдь не тихое. Выяснилось, что скорость вращения вентилятора не регулируется в зависимости от температуры и всегда достаточно высокая, из-за чего устройство шумит. Если тихое рабочее окружение для вас критично, то мы не рекомендуем использовать iRAIDer для настольных ПК и рабочих станций.

Жёсткие диски устанавливаются в съёмные алюминиевые отсеки с пластиковыми крышками и ручками спереди. Маленький замок позволяет избежать несанкционированного изъятия винчестеров. Весь механизм производит впечатление прочного и надёжного.

Нажмите на картинку для увеличения.

Контроллер ACS-61020CB

Нажмите на картинку для увеличения.

Карта-контроллер использует 64-битный процессор Intel Xscale IOP333, который работает на частоте 500 МГц и обеспечивает приличную производительность для ускорения XOR в RAID 5 или RAID 6. Печатная плата (PCB) разработана с учётом двух портов eSATA, однако на нашем тестовом образце был доступен только один разъём. Опциональный аккумулятор (battery backup unit, BBU), который в случае прекращения подачи питания буферизирует данные в 256-Мбайт кэш-память DDR2-400 ECC, в комплект поставки не входит.

Контроллер ACS-61020CB поддерживает уровни RAID 0, 1, 0+1, 5, 6 и JBOD. Кроме того, карта обладает всеми опциями RAID, которые ценят администраторы: поддерживается расширение и миграция уровней RAID. ACS-61020CB поддерживает создание снимков (snapshot), мгновенную инициализацию массивов RAID, тома на 2+ Тбайт, несколько массивов RAID, автоматическое перестроение массива и проверку диска с восстановлением повреждённых секторов. К сожалению, высота карты RAID-контроллера составляет 111 мм, поэтому она не подходит для низкопрофильных серверов.

Нажмите на картинку для увеличения.

Программа “RAIDGuard X 1.7”

Нажмите на картинку для увеличения.

Accusys включила в комплект поставки свою программу “RAIDGuard”, основанную на Java и совместимую со всеми основными операционными системами. После установки программы вам нужно будет выбрать уровень RAID, размер полосы (stripe) и размер сектора. Жёсткие диски можно выбрать, щёлкнув по их иконкам; программа “RAIDGuard X 1.7” отобразит модель диска и версию прошивки (revision). После выбора типа инициализации (фоновая или стандартная), массив будет немедленно создан.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

AMCC/3Ware Sidecar

Нажмите на картинку для увеличения.

3Ware Sidecar нацелен на пользователей Apple; это становится очевидным, стоит только прочитать спецификацию и взглянуть на само устройство: его дизайн хорошо сочетается с Apple Power Mac G5. Однако поскольку Sidecar построено на интерфейсе eSATA, его можно использовать также с ПК, в любом случае, карты RAID-контроллера AMCC/3Ware совместимы как с ПК, так и с Mac.

Как и Accusys, AMCC/3Ware работает с аппаратно ускоренным RAID, основанном на архитектуре 3Ware StorSwitch вместо XOR-ускорителя от Intel. AMCC использует всего 128 Мбайт кэша вместо 256 Мбайт и не поддерживает RAID 6 с удвоенной избыточностью. В повседневной работе разница не видна, но её можно заметить в производительности: если Accusys обеспечивает лучшую пропускную способность, то решение 3Ware даёт более высокую производительность ввода/вывода, причём прирост составляет от 10% до 70%, в зависимости от профиля теста и длины очереди команд. Следовательно, Sidecar с RAID-контроллером 9650SE предназначено для серверных конфигураций, где производительность ввода/вывода, как правило, важнее, чем пропускная способность.

Производительность чтения Sidecar по большей части такая же, как у Accusys iRAIDer, но 3Ware уступает в производительности записи, которая примерно на 15% ниже. Кроме того, следует учесть производительность с массивами RAID 5 без одного накопителя: здесь 3Ware значительно медленнее.

Есть и ещё одно преимущество AMCC по сравнению с Accusys: карта-контроллер более компактная, а значит, её можно установить в низкопрофильные стоечные серверы. К сожалению, трёхлетняя гарантия распространяется только на карту-контроллер, а Sidecar имеет гарантию всего один год.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Нажмите на картинку для увеличения.

Отсеки с поддержкой “горячей” замены

Нажмите на картинку для увеличения.

Отсеки с поддержкой “горячей” замены устройства 3Ware Sidecar сделаны из металла и спереди оснащены пластиковыми крышками и ручками. Если Accusys предлагает замки для каждого диска, то здесь отсеки снимаются без защитного механизма. Накопители должны быть вкручены в отсек.

Нажмите на картинку для увеличения.

Контроллер: 3Ware 9650SE-4LPME

Нажмите на картинку для увеличения.

Линейка контроллеров 3Ware 9600 уже какое-то время присутствует на рынке. В начале года мы уже рассказывали о контроллере 9690SA, который хорошо себя зарекомендовал. На самом деле, он по-прежнему является одним из лучших продуктов на рынке, хотя Adaptec и Areca обеспечивают такую же или даже более высокую производительность. Дело в том, что компания 3Ware имеет большой опыт в данной сфере и со временем серьёзно усовершенствовала утилиты управления.

Программа 3Ware 3DM2

Нажмите на картинку для увеличения.

Программа 3DM2 хорошо известна. Она работает через браузер, то есть вы можете управлять своим контроллером 3Ware вместе с Sidecar с любой другой системы, если разрешено удалённое управление. Сначала нужно выбрать жёсткие диски, которые вы хотите использовать для нового массива RAID (см. скриншот выше). Затем вы выбираете уровень RAID, размер полосы и опции RAID. На третьем скриншоте показано предупреждение, появляющееся в случае отсутствия аккумулятора (battery backup unit), который, естественно, не входит в комплект поставки и покупается отдельно.

Нажмите на картинку для увеличения.

Сравнительная таблица контроллеров

Тестовая конфигурация

Результаты тестов

RAID 0: скорость передачи данных

Последовательная скорость чтения в RAID 0 обоих устройств достигла максимума почти в 320 Мбайт/с, что равно 80 Мбайт/с для каждого жёсткого диска – отличный результат. Хранилищу 3Ware требуется, по крайней мере, несколько команд в очереди, чтобы обеспечить полную производительность.

RAID 1+0: скорость передачи данных

По какой-то причине потоковая пропускная способность контроллера 3Ware 9650SE непостоянна в конфигурации RAID 0+1: она колеблется от 120 до 170 Мбайт/с, в зависимости от длины очереди команд. Accusys iRAIDer обеспечивает довольно ровную скорость чтения с минимальным значением 155 Мбайт/с. Результаты скорости записи аналогичны, однако производительность 3Ware здесь ниже.

RAID 5: скорость передачи данных

В конфигурации RAID 5 Accusys и AMCC идут очень близко, показывая скорость чтения около 230 Мбайт/с. Если массив RAID 5 с вышедшим из строя винчестером не повлиял на производительность Accusys, то скорость чтения AMCC упала до 55-60 Мбайт/с, а скорость записи – до 140 Мбайт/с.

RAID 0: производительность ввода/вывода

Вне зависимости от теста, 3Ware обеспечивает значительно лучшую производительность ввода/вывода в конфигурации RAID 0, чем Accusys.

RAID 10: производительность ввода/вывода

Несмотря на то, что уровень производительности в конфигурации RAID 10 ниже, чем в RAID 0, AMCC здесь снова обеспечивает значительно лучшую производительность ввода/вывода.

RAID 5: производительность ввода/вывода

И, наконец, производительность ввода/вывода в конфигурации RAID 5 также гораздо лучше с устройством AMCC 3Ware, чем с Accusys iRAIDer.

Заключение

Нажмите на картинку для увеличения.

И Accusys, и AMCC обеспечивают высокую производительность во всех протестированных нами режимах RAID. RAID 0 идеален для временных данных и высокопроизводительных приложений, где не требуется избыточность хранения данных. Вы получите скорость чтения до 320 Мбайт/с с обоими устройствами, а скорость записи будет разной: 300 Мбайт/с даёт Accusys iRAIDer и 270 Мбайт/с даёт AMCC 3Ware Sidecar. Эти показатели близки к теоретическому максимуму. Пропускная способность немного ниже при использовании безопасного массива RAID 1+0 или RAID 5, но всё же гораздо выше, чем вы можете получить с доступными iSCSI-решениями SAN или NAS. Тем не менее, если Accusys более совершенен по последовательной производительности и пропускной способности, то AMCC обеспечивает гораздо большую производительность ввода/вывода во всех тестах.

Оба устройства функционируют одинаково: они состоят из RAID-контроллера PCI Express и внешней оснастки eSATA с отсеками, поддерживающими “горячую” замену. Accusys обеспечивает замки для каждого съёмного отсека, светодиодный дисплей состояния, больший объём кэш-памяти и поддержку RAID 6, а также имеет опциональную версию на восемь накопителей, но данное устройство шумит, а карта-контроллер слишком велика для низкопрофильных серверов. AMCC предлагает более компактную карту-контроллер с более продуманным программным обеспечением, а также совместимость с Apple. Аккумуляторы (BBU) и жёсткие диски не входят в комплект поставки. Цены на данные хранилища почти одинаковые: $800 за Accusys и $850 за AMCC.

Пользователи ПК, испытывающие необходимость в файловом сервере и имеющие выделенное для сервера помещение, в котором может работать шумный iRAIDer, идеальным решением посчитают Accusys. Всем остальным следует внимательно отнестись к выбору, поскольку оба продукта очень похожи.