Железо

Новая статья: Обзор iSCSI СХД Synology UC3200: одна голова хорошо, а две — лучше

Да, пока в относительно простом iSCSI-варианте, но это уже шанс побороться с более крупными игроками хотя бы в плане цены. К выходу UC3200 компания готовилась очень долго, поскольку устройство относится уже не к классическим NAS, а к SAN. И именно «двухголового» контроллера в режиме «активный — активный» для этого и не хватало.

Технические характеристики

Спереди UC3200 ничем особенным не отличается от любой другой «хранилки» — 12 лотков для SAS-дисков, ушки и вынесенные элементы управления: кнопка питания и кнопка отключения звукового оповещения. 2U-шасси контроллера имеет габариты 88 × 431 × 692 мм и весит почти 20 кг. Из других мелочей отметим защёлки на дисковых лотках, которые не позволят случайно вытащить их. Но, помимо индикаторов питания и уведомления о проблемах, тут есть ещё один, сообщающий о работе обоих контроллеров.

Synology UC3200

Synology UC3200

В нише слева, как обычно, друг над другом расположились два (1+1) блока питания, мощностью 500 Вт каждый. А вот при взгляде на заднюю часть шасси сразу становится понятно, что это не простая СХД. Если БП вставлен, но не подключён к электросети или имеет какие-то проблемы, то будет звучать звуковой сигнал (громкий писк, проще говоря), который можно отключить упомянутой выше кнопкой на передней панели.

На задней панели у каждого из них следующие порты: два RJ-45 1GbE и один 10GbE, COM и SAS для подключения дисковых полок. Правая же часть корпуса занята двумя одинаковыми контроллерами. Для защиты разъёмов между контроллером и корзиной предусмотрен рычаг со ступором, так что резко и до упора блок в шасси затолкать невозможно. Там же находятся индикаторы питания, состояния и уведомления о проблемах, а также индикатор извлечения контроллера. Для доводки придётся нажать на рычаг, а затем закрутить винт.

Два крупных вентилятора делят его на две неравные части. Внутри модуль контроллера устроен довольно просто. Отдельно подчёркивается, что ОС не задействует для своих нужд диски в корзине. На одном конце находятся разъёмы для подключения к шасси, рядом с которыми располагается собственное хранилище контроллера на базе SATADOM. Естественно, контроллеры могут иметь разные версии ОС, что важно для безопасного поэтапного обновления ПО.

0 x8 для установки сетевых адаптеров 10/25GbE и других карт расширения половинной длины, а также процессор Intel Xeon D-1521 (4/8 ядра/потоков, 2,4-2,7 ГГц, L3 6 Мбайт, TDP 45 Вт). В другой части находятся четыре слота для модулей памяти DDR4-2133 ECC (до 64 Гбайт суммарно), райзер-карта PCIe 3. Все закешированные данные синхронизируются между ними. Между собой контроллеры объединены посредством NTB. Такая схема позволяет в случае сбоя одного из них перенести нагрузку на второй и не потерять при этом информацию.

Технические характеристики Synology UC3200

Контроллер × 2

Накопители

12 × 3,5/2,5" SAS-12 HDD или SSD

 

1 × полка RXD1219sas (12 × 3,5/2,5" SAS-12 HDD или SSD)

Файловая система

внутренние жёсткие диски: Btrfs 

RAID

SHR F1, Basic, JBOD, RAID 0, 1, 5, 6, 10

Процессор

Intel Xeon D-1521 (4/8, 2,4/2,7 ГГц, 6 Мбайт, TDP 45 Вт)

Оперативная память

8 Гбайт DDR4 ECC UDIMM (расширение до 4 × 16 Гбайт)

Сетевые интерфейсы

2 × 1 GbE RJ-45; 1 × 10 GbE RJ-45

Дополнительные интерфейсы

1 × консоль; 1 × PCI-E 3.0 x8 HHHL; 1 × полка

Протоколы

iSCSI (MPIO/ALUA); IPv6; Telnet, SSH, SNMP

Клиенты

Не младше Windows Server 2008, VMware 5, Citrix XenServer 7.2, RHEL ES 6.1, SUSE Linux ES 11; vSphere 6.5, Hyper-V, Citrix, OpenStack

Система охлаждения

2 × вентилятора 60 × 60 мм

Шасси

Питание

2 (1+1) × БП: AC 100-240 В 50-60 Гц 500 Вт

Энергопотребление, Вт

в режиме доступа: 417,48

 

в режиме гибернации: 274,38

Условия работы

5-35 °C; 5-95% отн. вл.; до 5000 метров над уровнем моря

Габариты, мм

88 × 431 × 692

Масса, кг

19,7 (без HDD)

Гарантия, мес.

60

Ориентировочная цена, руб.

480 000

Возможности

Строго говоря, от обычной DSM тут осталось совсем немного. Работает Synology UC3200 под управлением специальной версии DiskStation Manager (DSM) UC. Настройки и базовые функции в целом те же самые, что и у обычных СХД Synology, лишь некоторые дублируются. Интерфейс и логика его работы прежние, но приложений почти нет, а новые (во всяком случае пока) установить нельзя. Она, правда, требует статические IP-адреса и одинаковую подсеть для обоих узлов, что не очень интересно для SAN. Например, параметры сети у каждого контроллера, конечно, свои, но есть функция аварийного переключения интерфейсов. А вот агрегация портов доступна только в пределах одного узла. В любом случае веб-интерфейс доступен с каждого из них.

Настройки DSM UC

Смотреть все изображения (14)

Смотреть все
изображения (14)

При этом они не являются полностью равноправными. Контроллеры можно выключать поодиночке. Схема работы стандартная: диски объединяются в пулы, в пулах создаются тома, на томах размещаются LUN’ы. При создании пула хранения для его обслуживания выбирается один из контроллеров, второй же работает параллельно с первым. Диспетчер хранения предоставляет все те же стандартные функции: RAID-массивы, Hot Spare, кеширование на SSD и так далее. Максимальный размер тома составляет 108 Тбайт, а число томов не может быть больше 32. LUN’ы могут быть, как обычно, толстыми (thick), для лучшей производительности, или тонкими (thin), для более гибкого управления пространством и возможности дефрагментации. Дело несколько облегчается тем, что из файловых систем UC3200 поддерживает только Btrfs.

Диспетчер хранения

Смотреть все изображения (19)

Смотреть все
изображения (19)

Всего в системе может храниться до 4096 моментальных снимков и может существовать до 32 заданий репликаций. Для пущего удобства в DSM UC есть отдельное приложение Snaphot Replication. Для последних также доступно создание и удаление снапшотов вручную и по расписанию или по заданному шаблону. Компаньоном для него является приложение Synology Snapshot Manager для Windows и VMware vCenter Server (для Windows Server), которое перед созданием снимка отправляет системе уведомление о необходимости сбросить данные на диск. В нём доступно и создание, и восстановление, и репликация снимков на локальное или удалённое хранилище, и возможность быстро подменить LUN одной из его локальных реплик.

Snapshot Replication

Смотреть все изображения (27)

Смотреть все
изображения (27)

Можно глобально задать глубину очереди запросов: 1, 16 (по умолчанию), 64 или 128. В iSCSI Manager отметим лишь несколько настроек. Для LUN’ов можно включить буферизацию ввода/вывода, что положительно скажется на длинных последовательных операциях. Большая глубина пригодится для быстрых сетей или для пула из SSD. А для Target’ов есть возможность привязки к конкретным сетевым интерфейсам.

iSCSI Manager

Смотреть все изображения (23)

Смотреть все
изображения (23)

Именно оно позволяет отслеживать работу обоих контроллеров. Наконец, ещё одно приложение, которое и встречает пользователя при входе в веб-интерфейс, называется High Availability Manager. Причём уведомления эти доступны и для системы в целом, и для отдельных служб, и для томов, и для LUN’ов.  В нём можно посмотреть текущее состояние обоих контроллеров, полюбоваться на графики нагрузки на различные компоненты и подсистемы, пролистать список запущенных процессов и настроить уведомления о превышении порогового значения того или иного параметра.

High Availability Manager

Смотреть все изображения (18)

Смотреть все
изображения (18)

Тестирование

Seagate предоставила четыре 16-Тбайт накопителя Exos X16 (ST16000NM002G) корпоративного класса: гелий, 9 пластин, 18 головок, 7200 RPM, 256 Мбайт кеша, MTBF 2,5 млн часов, пятилетняя ограниченная гарантия. На тест нам досталась версия с 8 Гбайт памяти в каждом узле. Заявленная максимальная устоявшаяся скорость передачи данных составляет 261 Мбайт/с, произвольные 4K-чтение/запись с глубиной очереди 16 достигают 170 и 440 IOPS соответственно, типовая задержка — 4,16 мс. И самое главное, двухпортовый интерфейс SAS-12. В отличие от SATA-версий той же серии, у SAS-моделей есть дополнительная технология защиты целостности данных  Protection Information (T10 DIF) и варианты с шифрованием по стандартам FIPS. Энергопотребление в простое составляет в среднем 5 Вт, а во время работы не превышает 10,2 Вт. В общем, Seagate Exos X16 — современный nearline-накопитель, идеально подходящий для наших задач.

Seagate Exos X16 SAS 16 Тбайт

Seagate Exos X16 SAS 16 Тбайт

На массиве было создано два тома, а на томах — два LUN’а, толстый и тонкий. Накопители были собраны в массив RAID-10 под управлением первого контроллера (A). А сами Target’ы были привязаны к 10GbE-интерфейсам с включёнными Jumbo-кадрами 9k. Каждый LUN был ассоциирован с одним Target’ом. Защита от Spectre/Meltdown — есть теперь в настройках СХД и такой пункт — была отключена. Причём интерфейсы эти были в разных подсетях, то есть получилась маленькая SAN, что дало возможность проверить корректность работы Multipath I/O (MPIO) с точки зрения надёжности.

iSCSI в ESXi

Смотреть все изображения (11)

Смотреть все
изображения (11)

На сетевых интерфейсах также были включены Jumbo-кадры 9k. Конфигурация клиентской Windows-машины осталась неизменной: Intel Core i5-6600K, 32 Гбайт RAM, NVMe SSD GOODRAM IRDM Ultimate, Intel X540-T2. 7u3. На ней же был поднят и хост VMware ESXi 6. В Windows для оценки производительности был подключен толстый LUN, на котором был создан единственный раздел, отформатированный в NTFS. В обоих случаях использовались штатные средства работы с iSCSI. 04. В ESXi также был создан один том VMFS, на котором «жила» виртуальная машина с Ubuntu 18. По соседству разместился vCenter, через который и можно настроить MPIO.

Для начала — с настройками iSCSI по умолчанию, то есть с глубиной очереди 16 и непосредственным обращением к дисковому массиву. Тест проводился в двух режимах. Неудивительно, что производитель рекомендует этот режим для SSD-массивов. В скорость которого, судя по всему, всё и упиралось. Случайное чтение также получает большой выигрыш, однако при этом сильно страдают операции записи. Ну а потом, в режиме буферизации и с глубиной очереди 128 — в этом случае скорость последовательного чтения приближается к пропускной способности 10GbE-сети.

Прямой ввод/вывод, глубина очереди 16

Прямой ввод/вывод, глубина очереди 16

Буферизированный ввод/вывод, глубина очереди 128

Буферизированный ввод/вывод, глубина очереди 128

Схема тестирования очень проста. Наконец, о главном — о работе СХД в режиме аварийных ситуаций. Затем отключаем сетевой кабель контроллера A и через некоторое время возвращаем его обратно, а потом вытаскиваем из шасси узел целиком и вставляем его обратно. Для начала даём длительную нагрузку — копирование файлов суммарным объёмом нескольких десятков гигабайт в Windows и stress-ng (--hdd) в ВМ с Ubuntu.

Первым делом, конечно, предупреждает всеми возможными способами о том, что произошёл сбой сети или питания. В обоих случаях система ведёт себя одинаково. Второй контроллер принимает всю нагрузку на себя, и на восстановление исходной производительности уходит до нескольких минут. На клиенте (а он у нас один) все операции зависают примерно на одну минуту, после чего возобновляются, хотя и с меньшей скоростью. И тоже со скачками производительности. Возврат в строй первого контроллера или его сетевого подключения приводит к обратному переключению всей нагрузки на него, на что также уходит около минуты.

Примерно в 0:15 происходит отключение сетевого интерфейса на A, что отлично видно на графиках нагрузки на контроллер, диск, сеть и iSCSI. Более наглядная демонстрация работы Synology UC 3200 в аварийном режиме представлена на видео выше. В начале второй минуты сеть к A возвращается, но уже на третьей он физически отключается от шасси и возвращается к работе приблизительно в 5:45, забирая всю нагрузку на себя и переходя в нормальный режим в течение ещё пары минут. При этом основной контроллер продолжает работать, а второй лишь передаёт данные к нему.

Заключение

В общем везде, где важна надёжность и доступность данных.  Synology UC3200 — недорогая «хранилка» IP SAN с базовой функциональностью, что позволяет использовать её в корпоративной среде: в первую очередь для различных сред виртуализации, но она подходит и для любых других типовых multipath-сценариев вроде рендеринга, почтовых систем и баз данных, в том числе тех, что используются ПО для бухучёта и менеджмента.

Пока же в нашем небольшом тесте мы убедились, что устройство успешно переживает сбои сетевого подключения и питания, быстро перенося нагрузку между контроллерами без потери данных. И тем интереснее посмотреть на дальнейшее развитие платформы, особенно программной её части. Второй уровень защиты — снапшоты и их репликация, локальная или удалённая. Для создания простой SAN этого достаточно. 

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть