ISCSI SAN stěhují vaše megabajty

Už několik let slýcháváme o jednoduchosti a nízkých nákladech iSCSI. A o tom, jak ve firmách přecházejících z pro...


Už několik let slýcháváme o jednoduchosti a nízkých nákladech iSCSI. A o tom,
jak ve firmách přecházejících z prostředí DAS k SAN tato nová síťová
technologie storage systémů porazí Fibre Channel (FC). Nicméně nejlevnější SAN
systémy stále využívaly FC rozhraní, a to i přesto, že rychle adoptovaly levné
SATA disky. Dokonce i systémy, které iSCSI nabízely, typicky obsahovaly také
rozhraní Fibre Channel, které tak nadále kralovalo i u malých implementací SAN.


Tato skutečnost se konečně začíná měnit. Současná nabídka iSCSI úložných polí
ukazuje, že tato cenově výhodná SAN storage je již definitivně vyspělá a
"odsunuje" technologii Fibre Channel pro použití v oblasti high-endu. U většiny
infrastruktur menšího rozsahu jednoduše není výkon FC nezbytný, přičemž rozdíl
nákladů mezi oběma technologiemi je významný. Kombinace levných pevných SATA
disků a protokolu iSCSI tak nakonec zapříčinila nástup nové éry storage
produktů, na něž architekti malých až středně velkých infrastruktur čekali.
U skutečných low-endových iSCSI implementací SAN shledáte, že servery připojené
přes iSCSI nevyžadují ke komunikaci se SAN polem HBA adaptéry konektivitu
zajistí standardní gigabitové síťové karty (NIC) a softwarové iSCSI iniciátory.
Pro vytvoření samotné SAN sítě pak mohou být použity klasické gigabitové
přepínače.
Vyspělejším řešením, než je použití softwarových iSCSI iniciátorů, jsou iSCSI
HBA adaptéry, které odebírají zpracování iSCSI úloh ze serverového CPU a
provádějí jej hardwarově přímo v samotném HBA. Tento typ iSCSI propojení
pracující s Gigabit Ethernet přepínáním a podporou jumbo rámců je schopen
přenést až 100 MB/s z a do iSCSI pole. To není na komoditní hardware až tak zlé.
Čtyři testované produkty ukazují současné spektrum iSCSI řešení dostupných na
dnešním trhu. Systémy firem Adaptec a Celeros reprezentují nižší třídu co do
ceny i funkcionality, zatímco EqualLogic a NetApp nabízejí více vlastností pro
podnikové prostředí za vyšší cenu. Kromě poskytování iSCSI služeb přinášejí
tyto produkty také relativně širokou paletu funkcí pro ukládání dat, jako jsou
replikace, clustering, snapshotting a podpora různých úrovní RAID. Adaptec a
NetApp dokonce umožňují sdílení souborů přes NFS (Network File Systems) a CIFS
(Common Internet File System).
Nelze si nepovšimnout, že v testu chybí zástupce společnosti EMC, která nejprve
projevila zájem, ale nakonec se odmítla zúčastnit. Možná to souvisí se slabším
výkonem, jehož dosáhl Dell/EMC AX100i v samostatném testu (Computerworld
29/2005).
Naše hodnocení testovaných zařízení se soustřeďovalo na možnosti konfigurace,
funkce pro správu storage a výkon iSCSI. Provedli jsme sérii výkonnostních
testů jak pod Linuxem, tak pod Windows s použitím softwarových iniciátorů,
jakož i s pomocí iSCSI HBA adaptérů firem Alacritech a QLogic. Výsledky
zpracované do přehledných grafů naleznete na straně 21.

Adaptec Snap Server 18000
Snap Server 18000 od Adaptecu se bude jevit atraktivní těm zákazníkům, kteří
hledají levnější storage zařízení a vyžadují NAS i SAN funkcionalitu bez
nákladů a komplexity fileru Network Appliance. Ve skutečnosti zvládá Snap
Server dokonce ještě více protokolů pro sdílení souborů v síti než zmíněný
systém NetApp, neboť podporuje sdílení souborů na platformě Apple přes FTP a
AFP (Apple File Protocol), stejně jako sdílení pomocí NFS a CIFS.
Snap Server 18000 je postaven na Linuxu, přičemž standardní základní deska a
prvky pro propojení s PC se nalézají v zadní části zařízení. Systém bohužel
nemůže být konfigurován prostřednictvím KVM přepínače, při prvním nabootování
však bude vyžadovat DHCP. Dodatečná konfigurace je prováděna přes webové
grafické rozhraní. LCD panel umístěný v přední části šasi zobrazuje užitečné
informace například ukazuje IP adresu přidělenou primárnímu síťovému
kontroléru, což pomůže při počáteční konfiguraci.
Webové GUI je velmi střídmé nejjednodušší ze všech v testu a funkční, avšak
budí dojem, jakoby byla podpora iSCSI do tohoto zařízení spíše narychlo
přidána. Ačkoliv je například k dispozici podpora pro iSNS servery (Internet
Storage Name Service) a CHAP autentizaci (Challenge Handshake Authentication
Protocol), neexistuje žádný způsob, jak omezit iSCSI svazky na specifické
hostitele přes IQN (iSCSI Qualified Name).
Uvnitř Snap Serveru 18000 pracují dva 3GHz procesory, kterým je k dispozici 2
GB RAM. Úložný prostor je omezen na osm interních disků, avšak kapacitu lze
rožšířit pomocí dalších diskových polí připojených přes FC rozhraní. SATA disky
jsou ovládány interním SATA řadičem, který nenabízí hardwarový RAID. Namísto
toho je RAID poskytován prostřednictvím linuxového softwarového RAID pole, jež
je docela slušné, ale vyžaduje značné výpočetní zdroje, což vysvětluje, proč je
toto zařízení vybaveno dvěma CPU.
Snap Server 18000, který je podobný systému Celeros EzSAN, neposkytuje
redundantní funkce, ani nemůže být clusterován s jiným zařízením, aby umožnil
fail-over. Snapshoty jsou zde omezeny pouze na čtení.
Snap Server je v porovnání s produktem NetApp odlišný asi jako fiat s ferrari.
Rozhodně je vhodný pro použití v menších firmách, které chtějí v síti
poskytovat CIFS nebo NFS služby. Možná bychom o něm dokonce mohli uvažovat i
jako o storage pro Exchange nebo pro zálohovací scénáře disk-to-disk-to-tape,
avšak jeho použitelnost jakožto odolného iSCSI systému je omezená. Nicméně
příznivá cena činí z tohoto SAN pole dobrou volbu pro firmy disponujícími
menšími rozpočty, které zároveň vyžadují velký úložný prostor.

Celeros EzSAN XR23
EzSAN XR23 o výšce 2 U na první pohled vypadá jako regulérní serverové šasi s
vpředu umístěnými 12 hot-swapovými SATA disky, které jsou uloženy v rámečcích.
Zadní straně systému vévodí základní deska s panelem konektorů včetně portů pro
klávesnici, myš a USB zařízení, stejně jako dva gigabitové porty. S touto
výbavou se v případě EzSAN jedná skutečně o standardní server dodávaný s
operačním systémem NetBSD, 12 disky a RAID SATA řadičem 3Ware 9500S-12.
Pochopitelně je to jeden z důvodů, proč jde o nejlevnější pole v testu.
Nastavení EzSAN bylo stejně přímočaré jako u ostatních systémů. Po nabootování
projdete rychlou konfigurací IP a poté konfiguraci dokončíte prostřednictvím
webového grafického rozhraní.
Webové GUI (je stejně jako OS licencováno firmou Wasabi Systems) poskytuje
rozhraní pro nastavení všech aspektů zařízení. Rozhraní je jasné, intuitivní a
nabízí všechny očekávané funkce: CHAP autentizaci, přidělování IQN iniciátorů k
LUN (logical unit number), vytváření svazků, informace o stavu systému atd.
RAID řadič podporuje RAID úrovně 0, 1, 5, 10 a 50 a má záložní napájení na
baterii, avšak přesto se systém co do odolnosti nepřibližuje zařízením
Equal-Logic nebo NetApp. Co zde navíc chybí, je jakákoliv forma redundance
řadiče, ať už v rámci této jednotky nebo v podobě redundantního zařízení.
S ohledem na to se motto firmy Celeros, udržet náklady na storage zažízení na
rozumné úrovni, ukazuje jako pravdivé. Ve výkonnostních testech s Windows se
EzSAN "držel" slušně, ať byl používán se softwarovými iniciátory, nebo s
hardwarovými iSCSI akcelerátory. Bohužel se mu příliš dobře nedařilo s iSCSI
HBA QLogic QLA4010 na Linuxu I/O testy byly, jak se zdálo, poznamenány chybou
týkající se interoperability, neboť všechny tyto testy při použití zmíněného
HBA adaptéru selhaly. EzSAN nebyl v tomto směru jediný.
Celkově vzato je hardware Celerosu solidní, hranice jsou jasné a řešení je
výkonné, i když ne příliš škálovatelné. Podpora snapshotů zde bolestivě chybí a
absence redundance nad rámec napájecích zdrojů je problematická. Cena
nepřekračující 200 000 Kč za 3TB iSCSI storage je nicméně silným argumentem pro
jeho existenci na trhu. To, co si tento SAN systém klade za cíl nabídnout,
EzSAN XR23 poskytuje.

EqualLogic PS200E
Společnost EqualLogic do svého systém PS200E zjevně vložila hodně úsilí. Pro
účely našeho testování jsme měli od této firmy k dispozici dvě jednotky, z
nichž každá se honosila 5 TB hrubé storage kapacity rozložené do čtrnácti 400GB
SATA disků.
PS200E je polem beze zbytečností. Namísto toho, aby na něm svítil LCD panel
nebo aby disponovalo efektním předním krytem, je vybaveno neokázalým čelem,
zvýrazněným přístupem k diskům a indikačními LED diodami pro signalizaci poruch
pole. Každý z redundantních řadičů umístěných v zadní části šasi obsahuje tři
gigabitové síťové kontroléry (NIC) s měděnými i SFP (Small Form-factor
Pluggable) optickými konektory. Zařízení běží pod NetBSD a rychle bootuje do na
konzoli založeného počátečního konfiguračního skriptu. Ten umožňuje adresaci
NIC a definuje skupinu storage tak, aby mohl přidělit řadiče. Z pohledu
EqualLogicu jsou všechna úložná pole rozdělena do logických jednotek. Tato
abstrakce umožňuje plynulé spojování polí do clusterů, umožňujících lepší
správu a redundanci.
Poté, co byly řadiče nakonfigurovány v síti, byla veškerá další administrace
prováděna prostřednictvím webového GUI založeného na Javě. Uživatelské rozhraní
jsme shledali dobře organizovaným a docela univerzálním, ačkoliv jsme se na
několika pracovních stanicích dostali do problémů souvisejících s různou verzí
JRE (Java Runtime Environment). Sjednotili jsme proto vše na verzi 1.4.2, která
se zdála být vyhovující, a vytvořili požadované svazky. Podobně jako u většiny
iSCSI cílů mohou být ke každému svazku přidělena přístupová práva tak, aby bylo
povoleno připojit se a namontovat (mount) kterýkoliv daný svazek pouze určitým
iniciátorům. K autentizaci iniciátorů je k dipozici standard CHAP (PS200E toto
zvládá bez problémů). Stejně tak mohou být iniciátory přiděleny k LUN pomocí
mapování IQN iniciátorů. Prezentace svazků je potom určována prostřednictvím
požadování IQN iniciátorů.
PS200E jsme nakonfigurovali v režimu "performance" (RAID10) pro vysoký výkon
pole běželo se dvěma hot spare (záložními) disky. RAID 10 zrcadlená sada
distristribuovaných (stripped) polí poskytuje lepší výkon než RAID 50 a
zrcadlení zachovává redundanci. Nevýhodou této konfigurace je, že využitelných
je pouze 50 % hrubé kapacity fileru. Avšak u SATA disků, dosahujících kapacity
500 GB to není tak velká komplikace, jako bývala dříve.
Ve výkonnostních testech si systém PS200E vedl skvěle, neboť ve Windows dosáhl
nejlepších výsledků v testech hrubých jednovláknových (single-threaded) čtecích
operací a prokázal vynikající 101MB/s propustnost při 256KB streaming zápisu s
iSCSI akcelerátorem Alacritech. Zajímavé je, že PS200E dobře spolupracoval s
HBA řadičem QLogicu dosáhl nejlepších časů při tvorbě a vymazávání souborů což
je obzvláště působivé, uvážíme-li, že toto HBA postrádá podporu jumbo rámců.
Celkově dosáhl EqualLogic PS200E nejlepších výsledků hrubého iSCSI výkonu v
testu.
Když jsme k původnímu zařízení zapojovali druhé PS200E, nejdříve jsme pro něj
vytvořili kompletně samostatnou skupinu a mezi oběma poli nakonfigurovali
replikaci. To přitom bylo extrémně jednoduché. Systémy PS200E provádějí
synchronizaci svazků na úrovni bloků v naplánovaných intervalech nebo při
manuálním spuštění. Řadiče nicméně neposkytují žádné formování šířky pásma,
takže to berte v úvahu ve svých plánech, provádíte-li replikace přes WAN spoje.
Podle vyjádření distributora by měla být tato vlastnost implementována formou
nové verze firmwaru.
Po resetování druhého systému PS200E na tovární defaultní nastavení jsme jej
připojili k původní skupině polí opět velmi jednoduše a byli jsme schopni
spravovat obě pole ze skupinového uživatelského rozhraní (UI). Obě jednotky
mezi sebou okamžitě realokovaly svazky pro lepší rozkládání zátěže (load
balancing), což je velmi příjemná vlastnost. V případě selhání jednoho ze členů
skupiny ale může mezi oběma jednotkami dojít k ovlivnění všech svazků, a celý
systém se tak případně zastaví.
Pokud přidáte pole do skupiny úložných systémů EqualLogic, nejenže přidáte
disky, ale také řadiče. Každá sada řadičů v poli disponuje třemi gigabitovými
rozhraními a používá aktivní load balancing mezi nimi, aby vyvažovala serverové
požadavky. Rozhraní na nevyužitém řadiči mohou navíc sloužit také jako
fail-over rozhraní. Když tedy přidáváte více disků, zvyšujete také síťovou
propustnost celého systému což je další příjemná vlastnost.
Jediný problém, na který jsme s PS200E narazili, souvisel s iSCSI iniciátorem
Microsoftu. (Faktem je, že tato nepříjemnost se týkala také systému Intransa
IP5500, neboť PS200E a IP5500 jsou jedinými řešeními v testu, která využívají
iSCSI přesměrování, aby umožnila vyvažování zátěže). V určitých momentech se
iSCSI svazky odmítaly připojit (mount) nebo se neočekávaně odpojily během
intenzivních I/O úloh. Jádro problému se vztahovalo k iSCSI akceleračním kartám
Alacritech používaným ve Windows serverech ve spojení s iniciátorem Microsoftu
ve verzi 1.6. Aktualizace ovladačů Alacritechu na nejnovější verzi a přechod na
iniciátor Microsoftu ve verzi 2.0 ale tyto problémy vyřešily.
Celkově vzato je PS200E dobře navržený a provedený SAN systém, poskytující
nejen významnou kapacitu za cenu storage, ale také jednoduché rozhraní pro
správu úložných zdrojů. Se svým nadprůměrným výkonem, redundancí a
škálovatelností je toto řešení jednoznačně dobře připraveno pro podnikové
prostředí. EqualLogic jako první výrobce systémů pro ukládání dat úspěšně
ukončil certifikační proces v programu Microsoft Simple SAN. Nová verze
firmwaru, která bude k dispozici na přelomu ledna a února, zajistí těsnou
integraci s OS Microsoft Windows 2003 R2. Přímá podpora tohoto OS zahrnuje
nástroje pro správu, jako je Storage Manager for SAN a File Server Resource
Manager.

NetApp FAS3020c
Společnost Network Appliance je na poli velkých storage zařízení zkušeným
hráčem. Před příchodem technologie SAN si NetApp udělala jméno na skutečných
storage zařízeních, poskytujících NFS a SMB (Server Message Block) sdílení
souborů v síti v samostatných systémech. Ani po přechodu do sféry SAN ale firma
nezapomněla na své kořeny. Testovaný systém NetApp FAS3020c staví na svém
dědictví tím, že poskytuje NFS a CIFS přístup ke storage svazkům přes NIS
(Network Information Services) a integraci Active Directory a že slouží jako
iSCSI cíl (target). Tímto způsobem je možné nakonfigurovat řešení tak, aby
splňovalo všechny vaše potřeby pro sdílení souborů na desktopech, ale i
požadavky serverové storage. A to v jediném boxu, čímž odpadá potřeba
samostatného souborového serveru. Tato schopnost je pro mnoho firem velmi
užitečná a ukazuje se jako silný prodejní argument. Naše testy se nicméně
soustředily na iSCSI funkce tohoto zařízení.
FAS3020c sestává ze dvou částí ze 3 U řadiče s osmi NIC a s redundantním
napájením a ze 3 U skříně určené pro pevné disky, které jsou připojené přes
optiku. K jedinému kontroléru může být připojeno více diskových skříní, aby
bylo možné pole škálovat, avšak i při nejmenší konfiguraci zabere celé řešení
ve stojanu výšku 6 U. Hardware je vybroušený, dokonce se dá říci atraktivní, s
centrálním podsvíceným LCD panelem poskytujícím informace o stavu systému a
statistiky o I/O operacích za sekundu.
Konfigurace FAS3020c byla jednoduchá a přímočará, přičemž vyžadovala rychlý
průchod konzolí, aby bylo možné provést počáteční nastavení a poté pracovat ve
webové aplikaci FilerView, v níž je instalace dokončena. FilerView je
standardní webový front-end; pracoval dobře v každém prohlížeči, který jsme
měli možnost vyzkoušet. Rozhraní využívá přístup založený na průvodcích, který
může být na obtíž, provádíte-li větší změny v konfiguraci, ale pomůže vám
předejít ztrátě orientace nebo nesprávné konfiguraci SAN.
FAS3020c využívá koncept agregace svazků. Pole je v podstatě nakonfigurováno
jako jediný hrubý svazek, který pak může být rozdělen do menších svazků, jež
jsou prezentovány serverům nebo sdíleny přes NFS či CIFS; případně oběma
způsoby. Tato abstrakční vrstva zjednodušuje správu dynamicky rostoucího
množství svazků. Pro náležité zajištění kontroly iniciátorů poskytuje podobně
jako většina ostatních zde testovaných produktů i FAS3020c jak CHAP
autentizaci, tak IQN kontrolu přístupů. Aplikace FilerView nabízí relativně
přímočarou metodu definice skupin iniciátorů, které jsou pak přiděleny
příslušným LUN pro prezentaci svazků. S touto metodou tvorby skupin se můžete
setkat u mnoha jiných SAN polí a administrace je díky ní mnohem snazší.
Dohromady nám zabralo asi 20 minut, než jsme se dostali od boxu k bajtům.
Hrubý výkon FAS3020c zaostal za naším očekáváním. Systém disponuje určitě
značným potenciálem, nemohli jsme se však v testech čtení dostat nad hranici 60
MB/s; při testech zápisu byly hodnoty ještě nižší.
Možnosti clusteringu u FAS3020c jsou něčím, co stojí rozhodně za pozornost. Ze
všech redundantních řešení v tomto testu byl NetApp zdaleka nejkomplexnějším,
neboť vyžadoval specifické smyčkové propojení na bázi Fibre Channel mezi řadiči
a diskovými skříněmi a dva masivní kabely pro clustering, které propojují
řadiče. Možná by měl jít takhle daleko každý výrobce. Výsledkem byl totiž zcela
bezešvý fail-over testovací jednotka dokázala bez jediného zádrhelu plně
převzít funkci řadiče, u nějž došlo k poruše.
Replikační funkce ve FAS3020c nabízejí schopnost replikovat svazky do dalších
polí na okamžité nebo plánované bázi, přičemž fungují téměř stejně jako tzv.
cron job v Unixu.
Firma Network Appliance odvedla při integraci iSCSI do své řady filerů dobrou
práci. FAS3020c je plně vybaveným, robustním systémem, a ačkoliv nedosáhlo
nejlepších výsledků v našich výkonnostních testech, lze jej označit za špičkový
produkt.

V cíli s iSCSI
Vezmeme-li v úvahu dnešní cenu velké SCSI SAN storage a fakt, že většina
infrastruktur jednoduše nevyžaduje rychlost a propustnost technologie Fibre
Channel, je odůvodnění volby iSCSI systémů jednoduché. SATA disky jsou pro
věštinu e-mailových, databázových a souborových storage aplikací více než
adekvátní, stejně jako 1 Gb/s propustnost iSCSI rozhraní. Nízké vstupní náklady
v kombinaci s jednoduchou integrací činí spojení SATA-iSCSI snadnou volbou
dokonce i ve srovnání se samostatným souborovým serverem. Rackový server se
šesti 147GB SCSI disky vás bude obecně stát víc než low-endové iSCSI úložné
pole a navíc jde v případě serveru o méně efektivní způsob poskytování úložných
zdrojů pro více aplikací.
Všechna námi testovaná pole jsou schopná poskytnout rozsáhlý úložný prostor v
centru infrastruktury, avšak jejich výkon a odolnost se budou značně lišit v
závislosti na aplikaci. Jako univerzální storage pole v infrastruktuře
středního rozsahu jsou vynikajícími volbami produkty EqualLogic a NetApp. Oba
systémy jsou vypilované a nabité funkcemi.
Řešení Adaptecu a Celerosu se dobře hodí pro menší infrastruktury, kde je třeba
sáhnout hlouběji do kapsy. Obzvláště Snap Server 18000 by mohl dobře fungovat
jako úložná jednotka pro malou kancelář nebo pobočku, přičemž vedle
disk-to-disk zálohování poskytuje také NFS a CIFS sdílení souborů. EzSAN XR23
nabízí větší nativní kapacitu než Snap Server a je lépe vyladěn tak, aby
poskytoval velké svazky pro menší sítě.


EqualLogic PS200E
iSCSI SAN systémy
Redakční ocenění Computerworld Excellent si mezi testovanými iSCSI SAN systémy
odnáší EqualLogic PS200E, který nás zaujal vynikajícím výkonem (dosáhl
nadprůměrných výsledků, viz tabulku testů na str. 21) a mnoha funkčnostmi
podnikové kategorie. Mezi ně patří například skvělá úroveň redundance a
škálovatelnost.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.