Дешевый full flash – выдумка или реальность?

    2016 год провозгласили началом эпохи Flash-накопителей: флеш становится дешевле и доступнее. А вслед за снижением стоимости ssd-накопителей производители выпускают массивы, логика которых изначально создана для работы только с быстрыми флешами.  Стоимость таких решений все равно выводит их в корпоративный сегмент рынка, не позволяя небольшим компаниям познать все «прелести» ssd-эпохи. И вот, компания Synology сделала свой ход: встречайте бюджетный full-flash массив Synology FS3017. Что это – маркетинговый ход, или первый бюджетный флеш-массив?

    Причины появления флеш-систем (All Flash Array – AFA) достаточно просты — унифицированные гибридные массивы не справляются с огромной производительностью флеш-накопителей, а логика работы основывается на взаимодействии с классическими HDD, увеличивая время отклика системы и износ SSD. Основываясь на этом, можно выделить 3 основных отличия AFA:

    1. Повышенная производительность контроллеров, способная полностью «прокачать» используемые накопители.
    2. Оптимизированная архитектура, снижающая время отклика системы.
    3. Интеллектуальный функционал обработки и записи данных, снижающий износ накопителей.

    Именно поэтому, когда коллеги предложили мне протестировать массив Synology FS3017, я очень удивился. Давайте вместе оценим его параметры и определимся, подходит ли он под категорию AFA.

    Массив FS3017 имеет стандартное стоечное исполнение: в корпусе высотой 2U помещается 24 SFF накопителя, поддерживаются накопители различных производителей (Intel, OCZ, Seagate и т.д.), что характерно для всей продукции Synology. Но что удивило меня больше всего — так это поддержка классических HDD — это ставит под вопрос принадлежность FS3017 к сегменту AFA. Из положительного — поддерживаются накопители как enterprise-класса с SAS-интерфейсом, так и более бюджетные SATA-накопители.

    В качестве процессора используются 2 x Intel Xeon E5-2620 (6-core, 2.4 GHz) v3, объём встроенной памяти составляет 64GB DDR4, и может быть расширен до внушительных 512 Gb.



    В качестве сетевых интерфейсов в базовой конфигурации имеются 2 порта 10 GE с поддержкой технологии Link Aggregation, используемых как для управления массивом, так и для передачи данных. Дополнительно можно установить 2 PCI-E (x16 и x8) модуля: сетевой модуль расширения (1GbE / 10GbE / 25GbE / 40GbE) или SAS-модуль для подключения двух дополнительных дисковых полок (RX1217sas на 12 LFF-слота или RX2417sas на 24 SFF-слота).



    В качестве операционной системы используется знакомый всем пользователям Synology DiskStation Manager (DSM) версии 6.1. Я ожидал, что для своего AFA Synology выпустит особую версию микрокода, но она соответствует DSM настольных и стоечных моделей. Так что же делает этот массив AFA? Как выяснилось – поддержка технологии RAID F1.

    Согласно описанию производителя технология RAID F1 призвана снизить вероятность потери данных, связанной с выходом из строя всей RAID-группы целиком. Так как в отличие от HDD выход из строя SSD-накопителей обусловлен окончанием ресурса накопителя (износом ячеек), то, теоретически, возможна ситуация, когда все накопители одного рейда умрут одновременно. Во избежание такой ситуации был разработан RAID F1. Распределяя блоки данных между накопителями аналогично RAID 5, RAID F1 записывает блок с контрольными суммами дважды на 1 накопитель. Это приводит к тому, что его ресурс тратится быстрее, а значит вероятность выхода из строя всех дисков рейда уменьшается. После завершения ресурса и замены накопителя система автоматически выбирает наиболее изношенный накопитель, и начинает писать дублирующие блоки на него.


    Несмотря на все заявления производителей, SSD до сих пор остаются дорогостоящими накопителями, и умышленно снижать их ресурс представляется не самым оправданным решением проблемы с точки зрения бизнеса. В то время как основные игроки AFA-рынка внедряют технологии балансировки и снижения объема записываемых данных для продления срока жизни ssd-накопителей, Synology пошли в противоположную сторону. Насколько оправдан и будет ли признан рынком такой подход покажет время.

    В остальном массив FS отличается от линейки RS (стоечные массивы Synology) наличием более мощного процессора (Intel Xeon D Family), второго сокета и поддержки RAID F1. Унаследовал FS3017 и стандартные сценарии использования – список рекомендованных пакетов DSM состоит из сервера облачного хранилища, сервера заметок и видеорегистратора. Ни о какой оптимизации архитектуры и логики для использования ssd речи тут не идет, в пользу чего говорит и наличие функции SSD-кэша. Так как два из трех признаков AFA-систем не соблюдаются, остается проверить насколько массив может прокачивать наши ssd-накопители.

    Систему для тестов мне предоставили с расширенной до 128 Gb памятью и 12-ю накопителями Intel SSD DC S3520 Series объемом 480 Gb. Достойные показатели производительности и доступная за счет использование SATA-интерфейса цена делают их наиболее интересными для тех, кто планирует собирать флеш-систему бюджетного класса. Я выделил 1 диск под горячую замену (поддерживается глобальная замена дисков со всех полок) и 11 дисков я объединил в RAID F1. На получившейся RAID-группе я создал iSCSI-том и презентовал его серверу под управлением Windows Server 2016. Спецификация сервера: 2*Intel Xeon E5-2695 V3 2.3 GHz 14-core, 128 Gb RAM, 2-port 10 GE Base-T. По техническим причинам мне пришлось использовать только один порт 10 GE Base-T, что явно сказалось на производительности массива.
    Нагрузку я генерировал самой популярной на рынке программой синтетических тестов Iometer. Целью тестов была не производительность дисков, а самого массива, поэтому я решил использовать паттерн 4KiB 100% random.

    Начать я решил с «идеальной» нагрузки в 100% read, чтоб проверить посмотреть на «красивую» цифру. FS3017 показал себя достойно, выдав 156k IOPS.



    При этом утилизация дисков и вычислительных мощностей системы не достигала 90% — это говорит о том, что узким местом является канал передачи данных. Далее я перешел к «боевым» тестам. Профиль нагрузки я выбрал наиболее распространенный: 67% чтения, 33% записи. Нагрузку генерировало 25 Worker’ов (терминология Iometer) на 5 iSCSI target’ов.

    Исходя из личного опыта, указанная конфигурация AFA массива при подобном профиле нагрузки должна генерировать порядка 120-170k IOPS.После запуска цикличных тестов с повышением количества потоков я увидел следующую картину:


     
    Как видно из графика, предел был достигнут уже при 4 потоках I/O на нагружаемый Worker и составлял ~94’000 IOPS. При этом нет дальнейшей деградации (которая всегда наступает при достижении «потолка» массива), следовательно,  это значение ограничено пропускной способностью канала. Об этом говорят и показатели утилизации вычислительных ресурсов массива, не превышающие 15%.

    Стоит отметить взрывной рост времени задержки при увеличении количества потоков:



    При достижении 4 потоков на Worker (что суммарно дает нам 100 потоков на систему) задержка составляла ~1.06 ms, после чего началась резкая деградация в геометрической прогрессии.
    В дальнейшем, я планирую подключить сервер двумя портами, чтобы увидеть сколько система может выжать максимума из этих дисков. Но даже достигнутые 94 k IOPS позволяют FS3017 по праву называться AFA-системой

    Система FS3017 оставила после себя очень странное впечатление: учитывая достигнутые в тестах показатели производительности, она действительно может позиционироваться как AFA-решение, однако пониженная надежность (из-за отсутствия второго контроллера) и урезанный в сравнении с конкурентами функционал ставит крест на ее использовании в серьезных корпоративных задачах. А именно этот сектор на текущий день является основным и единственным пользователем AFA-систем.

    Но несмотря на это, я уверен, что она обязательно найдет свой сегмент рынка. Одним из наиболее очевидных может являться разработка корпоративных приложений и БД со сложным рельефом. В этих задачах мы можем позволить себе положить тестовую копию базы или всю тестовую среду на очень быструю и относительно дешевую FS3017 для дальнейших оперативных задач, не подвергая бизнес угрозе потерять критичные данные.
    Метки:
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Комментарии 27
    • 0
      Без сравнения с моделями-конкурентами непонятно, точно ли он дешёвый.
      Ибо $9999 на Amazon без дисков
      • +1
        Т.е. примерно как один флеш-диск у «серьёзных» производителей :)
        • +1
          Да и без сравнения с Lenovo ThinkServer RD450 с другими ОС не совсем понятно, в чём смысл покупки этого сервера у Synology.
          • 0

            Не очень понимаю, какое отношение обычный стоечный сервер имеет к AFA-массивам.

            • 0
              И чем же этот AFA-массив отличается от стоечного сервера?
              • 0
                Собственно, в этом и заключается мой вопрос: мы имеем обычный сервер Lenovo предыдущего поколения, на который установили DSM Linux. Чем в данном случае DSM Linux отличается от других дистрибьютивов Linux/других ОС и, конечно, как отличается цена покупки этого сервера у Lenovo и у Synology (в комплекте с DSM Linux).
                • –1
                  Любая СХД по сути своей является стоечным сервером. Основным отличием будет являться оптимизированный для хранения и обработки данных микрокод, имеющий тот или иной функционал, другой уровень вендорской поддержки и в некоторых случаях — проприетарные прошивки на дисках.
                  Решения типа «собрать на коленке и накатить пиратскую версию чего-то там» никогда не будут поддерживаться и обслуживаться производителем. И ни один специалист никогда не внедрит такое к себе в продуктив. Поэтому не вижу смысла тратить время на сравнение их цен.
                  • +1
                    Любая СХД по сути своей является стоечным сервером.

                    Ну, начнём с того, что любая нормальная СХД по сути является кластером серверов, в одном ли корпусе или в разных — другой вопрос. Отключать всех пользователей, чтобы накатить обновление, это несколько экстравагантно, особенно если, как в примере, использовать СХД для хранения образов виртуальных серверов — их все нужно выключать при каждой профилактике на некластеризованной СХД.
                    Основным отличием будет являться оптимизированный для хранения и обработки данных микрокод, имеющий тот или иной функционал, другой уровень вендорской поддержки и в некоторых случаях — проприетарные прошивки на дисках.

                    Красивое маркетинговое предложение, но какое отношение оно имеет к данному продукту? Слово «микрокод», конечно, звучит солидней чем «ОС DSM Linux установленная на флешку/DOM», но суть одна и та же ведь. Прошивки Synology не то, что свои не разрабатывает, а наоборот всячески снимает с себя всю ответственность за совместимость: Synology is not able to guarantee each firmware version can be fully compatible with Synology products.
                    Решения типа «собрать на коленке и накатить пиратскую версию чего-то там» никогда не будут поддерживаться и обслуживаться производителем. И ни один специалист никогда не внедрит такое к себе в продуктив.

                    Это вы к чему? Вам любой изготовитель сервера хоть Windows хоть другие дистрибьютивы Linux поставит, если сами не можете, естественно абсолютно легально. Где найти «пиратскую» версию FreeNAS или Nas4Free и прочих бесплатных/открытых продуктов мне сложно даже представить.
                    • 0
                      В целом я согласен с Вами, кроме последнего тезиса:
                      Это вы к чему? Вам любой изготовитель сервера хоть Windows хоть другие дистрибьютивы Linux поставит, если сами не можете, естественно абсолютно легально. Где найти «пиратскую» версию FreeNAS или Nas4Free и прочих бесплатных/открытых продуктов мне сложно даже представить.

                      Я рассматриваю данный продукт с точки зрения корпоративного рынка. И сравнивать его с бесплатными/открытыми решениями, неспособными предложить своим клиентам гарантию и соблюдение каких-либо SLA не вижу смысла.
                      • 0
                        Чтобы не создавать FUD, давайте разберём ваши претензии по отдельности:

                        1. "С точки зрения корпоративного рынка" этот продукт неприменим в продуктиве, что вы сами подтвердили в статье, предложив использовать его для тестовой базы. Причину я указал выше.
                        2. Бесплатность ПО — не требование с моей стороны, а опция. Windows (Storage) Server, RHEL и др. — вполне себе платные продукты, Ubuntu имеет вариант платной подписки и т.д. Не вижу причин отказываться и от бесплатных продуктов с «поддержкой сообществом» для некоторых тестовых нагрузок.
                        3. Открытость продуктов я бы причислил к плюсам, не понимаю, почему эта характеристика стоит в одном предложении с неспособностью что-то предложить клиентам.
                        4. Гарантия и SLA — раскажите, пожалуйста, про гарантию и, особенно, SLA от Synology. На сайте у них я сходу найти ничего кроме «5 лет» и общих слов «будет вам поддержка» не смог, а вот первый результат, который выдаёт Google, не очень обнадёживает:
                          Support specifically isn't even «business grade». They have no SLA for their support nor can you even buy some level of support with an SLA. You can't buy a warranty from Synology to get 4 hr parts or even NBD on parts replacement. You can't expect warranties beyond what's included with the unit itself.

                          Крупные поставщики серверов как минимум формально 4 часа вам за дополнительные деньги пообещают (как они это это будут реально выполнять — другой вопрос), так что если вышеописанное правда, то, с точки зрения гарантии и SLA, именно это решение проигрывает всем остальным. Для SMB, которые не всегда могут себе позволить полноценное резервирование собственными силами (а я сомневаюсь, что крупный бизнес вообще будет смотреть в сторону Synology), быстрая замена комплектующих вообще может быть единственным способом восстановления работоспособности бизнеса.
            • –1

              Подобное оборудование продается исключительно по проектной схеме, т.е. каждый раз согласовывается индивидуальная скидка. Поэтому сравнивать"уличный" ценник просто некорректно.

              • +1
                В заголовке статьи есть слово «дешевый» — возникает вопрос с чем сравнивали?
                • 0
                  Сравнивал с основными игроками full-flash решений enterprise-сегмента, перечисленными в отчете Gartner'а «Magic Quadrant for Solid-State Arrays» и представленными на российском рынке.
                • 0
                  Ага, лол, проектная скидка на синолоджи :)
                  • 0
                    Все хотят в энтерпрайз :)
                  • 0
                    А в комментариях к постам про СХД всё те же лица :) navion, KorP как успехи в этой области, за те годы, что я был в ридонли? :)
                    • –1
                      Ну я не только в СХД :))
                      • 0
                        Время как будто остановилось — рынок мёртвый и денег ни у кого нет.
                        • 0
                          Вполне ожидаемо. Поэтому и свалил сначала в другую страну, а потом в совсем другую область.
                  • 0
                    По поводу отсутствия второго контроллера: у Synology есть High Availability (это два массива, каждый с полным набором накопителей, то есть горячая замена). Это не совсем аналог, но альтернативный вариант решить проблему «единой точки отказа».
                    • 0

                      Да, только такой подход уместен для младших NAS-ов. Предлагать заказчику покупать два AFA для надёжности как минимум странно.

                    • +6
                      > после чего началась резкая деградация в геометрической прогрессии

                      Да ладно. Вас не смущает, что по оси абсцисс у вас степени двойки? Четкая линейная зависимость.
                      • 0

                        По оси абсцисс указано кол-во потоков, генерируемых приложениями. Поэтому и используются степени двойки.

                        • 0

                          Если бы вы по оси ординат тоже взяли логарифмическую шкалу — то получили бы прямую линию (или около того). Либо обе шкалы линейные — тоже была бы прямая.


                          А вы вместо этого ошибочно называете прогрессию геометрической.

                          • 0
                            Признаю некорректность построенного графика, при его создании я ориентировался на других авторов, описывающих нагрузочные тестирования СХД.
                      • 0
                        из-за отсутствия второго контроллера
                        Я в тексте не заметил — БП то же один?

                        Но домой бы я себе такой взял под стенд виртуализации, именно из-за ценника. Хотя кого я обманываю? Откуда у меня столько денег?! :) Но вот если бы подарили — я бы не выбросил.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.