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连载:Adaptec与宝德iSCSI磁盘阵列评测报告三

四、 产品功能描述、市场定位和测试环境、方法和考量重点

1、产品功能描述和市场定位:

现互联网IP技术已渗入到各个领域,各行各业已基本实现网络办公,这将产生大量电子数据需要存储设备来管理,而且各个单位对数据的安全性和可用性要求越来越高,用户更希望在原来的网络基础上以较低的成本来搭建存储平台,这些需求势必推动整个IP storage存储市场的发展,宝德开发这款iSCSI磁盘阵列正满足客户迫在眉捷的需求,能够帮助用户有效解决数据管理等疑难问题。

当多数企业由于Fiber Channel 的高成本而对SAN敬而远之时,iSCSI技术的出现,一下子拉近了企业与SAN之间的距离。目前,大多数中小企业都以TCP/IP协议为基础建立了网络环境。对于他们来说,投入巨资利用FC建设SAN系统既不现实,也无必要。但在信息时代,信息的采集与处理将成为决定企业生存与发展的关键,面对海量数据,许多企业已感到力不从心。iSCSI的实现可以在IP网络上应用SCSI的功能,充分利用了现有IP网络的成熟性和普及性等优势,允许用户通过TCP/IP网络来构建存储区域网(SAN),为众多中小企业对经济合理和便于管理的存储设备提供了直接访问的能力。除此之外,IP-SAN技术还能应用于解决远程存储管理和容灾问题,具体如下:

维护磁盘系统高可用性

运用IP SAN技术配合iSCSI提供的Block-level数据传输能力,可以将存储服务器空间分配给前端的应用服务器,如MS SQL Server、Oracle等数据库,或是Exchange Server、Lotus Notes等邮件服务器,可以将主程序和数据库的存放位置分离,这样做的好处除了可以更有效的运用存储空间,最重要的是提供数据库的高可用性。高可用性可以分为两个部分来看,一个是减少服务器的停机时间,另一个是避免单点故障造成服务器停顿。

IP SAN技术具备线上扩充磁盘空间功能,一旦应用服务器的存储空间不够用,只需在Web管理界面内用鼠标点选几下,配合简单的CLI指令,不必停机或重新开机就能延伸磁盘分割区的空间。IP SAN技术还具备磁盘镜像技术,可以设定将数据同时存放在两组磁盘或磁盘阵列的逻辑磁盘区,工作时两组磁区随时保持同步,当其中一组硬盘或磁盘阵列故障时,服务器仍然可以不受影响地存取数据。系统管理员也可以线上更换故障的存储设备,同步进行数据复制,立即将系统恢复至原来的状态。

运用快照功能保护数据

Windows Storage Server 2003本身含有快照功能,称为磁盘区阴影复制服务(Volume Shadow Copy Services)。这项功能简单的说,就是设定系统在不同时间点,将指定数据复制一份阴影副本存放在另一磁区,一旦数据发生问题可以迅速复原。IP SAN技术同样也具备快照功能,不过是针对磁盘分割区(LUN)进行快照动作,和Windows Storage Server 2003针对共用资料夹进行快照的机制不同。

快照技术是一项即时性的数据资料保护技术,针对磁盘区建立不同时间点版本的备份数据,不仅可以弥补传统备份机制的不足,对数据库类型的应用来说,备份的动作完全不影响应用程序的执行,万一数据库发生损毁或中病毒等意外,系统管理员可以选择将上一个快照时间点的数据迅速回复,或是将阴影复制的磁盘快速置换为iSCSI磁盘,取代原先的磁盘区让数据库系统继续运作,将意外造成的损害降到最低。

应用恢复服务器方案确保永不停机

无论是采取磁盘镜像还是快照的方式,保护的都是iSCSI Target磁盘上的数据,万一意外损毁的是应用服务器的系统磁盘,上述的解决方案恐怕都有些力不从心,必须靠双机备份、集服务器或备份软件提供灾难恢复机制,不过这些传统的灾难恢复机制不是恢复时间过长,就是价格不菲、操作管理复杂,企业在导入时往往费尽心思。

IP SAN可以运用iSCSI技术开发的灾难恢复方案,则是完全打破了传统意义上"停机时间越短,价格越高"的规则,可以说是集低成本、低停机时间和操作简易于一身的"杀手级"解决方案。 iSCSI 应用恢复服务器的机制架构并不复杂,以MS SQL Server数据库为例,应用服务器需要安装"DiskSafe"、"DB agent"套件和具备远端启动功能的iSCSI HBA卡,服务器端工作时透过iSCSI 存储服务器的定制快照功能,随时保留一份副本在iSCSI Target磁盘内。一旦发生应用服务器中毒、硬盘损毁等意外,只需将服务器关闭,利用iSCSI磁盘远端启动并接替原本的磁盘,系统就会像没事一样继续工作,差别在于此时系统是位于远端iSCSI备份磁盘内。将主机上毁损的硬盘更换之后,系统会在后台执行同步抄写回主机硬盘的命令,复制完成后以本机磁盘启动,即可恢复系统原本的状况。整个灾难恢复耗费的时间仅有几分钟(服务器重新开机的时间),所要执行的动作也非常简单。

不受距离限制的异地备份

利用iSCSI 磁盘阵列建构的远程数据复制功能,可以运用iSCSI技术在IP网络上建立异地备份系统。其配置与管理方法并不困难,在远程建立好一套备份系统(DR站点)后,在主站点输入备份端的IP地址和帐号密码,确认所要复制的磁盘区和工作排程即可,所有设定管理命令都在iSCSI 磁盘阵列的Web界面下用鼠标点选完成,一点都不复制。对于有异地备份需求且IT预算有限的企业来说,IP SAN提供的异地备份解决方案不啻是最佳的选择。

IP SAN系统可用于下列领域:

       IP SAN架构,跨平台、多主机共享解决方案;

       DAS/SAN架构,多主机集群解决方案;

       媒体行业播出系统;

       VOD视频系统;

       数字化图书馆存储系统;

       银行数据集中清算存储系统;

       电信营帐计费存储系统;

       石油地质数据分析采样系统;

       超级计算机数据存储系统;

       气象数据存储系统;

       互联网数据库存储系统;

2、测试环境、方法和考量重点

Windows平台在中小型企业占有绝对的统治性地位,因此我们采用一台装有Windows Server 2003操作系统的浪潮英信NL230服务器作为客户端对存储服务器进行读写操作。这台服务器采用两颗3.0GHz(支持Hyper Threading)英特尔至强(Intel Xeon)处理器,配有双千兆以太网(GbE)卡,测试时,客户端与被测设备通过千兆以太网交换机连接。

本次参测的Adaptec Snap Server 4500和宝德GS-9016i Storage Server均支持GbE,测试的网络环境也是GbE的,因此整个测试运行在1000Mbps级别的速度上。我们检验iSCSI性能的软件是 Iometer 2004.07.30,主要进行三个项目的测试:

512字节随机读:队列深度从1开始,倍增至256,取IOPS(每秒I/O数)和CPU占用率的结果;

顺序读:I/O块尺寸从512字节倍增至4MB及10MB,取MB/s和CPU占用率的结果;

顺序写:I/O块尺寸从512字节倍增至4MB及10MB,取MB/s和CPU占用率的结果。

考虑写Cache的影响(为接近真实应用,没有关闭该功能),没有进行随机写的测试。

干净的Windows Server 2003操作系统上安装Iometer 2004.07.30和每一种iSCSI Initiator,发现待测NAS设备上的iSCSI Target并完成配置之后,重新启动NAS设备和服务器,然后才进行测试,以避免缓存对测试数据的影响。

另一部分是文件服务性能测试,包括四个项目:

向被测设备拷贝一个2GB的ZIP文件;

向被测设备拷贝200个文件夹中3000个文件,文件总大小为2GB;

从被测设备中读取测试2所拷贝内容;

向被测设备拷贝1000个文件夹中10000个文件,文件总大小为6GB。

所有测试项目每款存储服务器均测试3遍取平均值。

物理功能

在考察存储服务器的功能时最先需要考虑的就是物理功能,它不仅体现了设备的物理联接、扩展能力,还在某些方面反映出性能的表现。

Snap Server 4500的前面板后并排有4个3.5英寸硬盘槽位,这也是1U机架空间所能容纳的极限。Snap Server 4500采用并行ATA(PATA,俗称IDE)接口的硬盘驱动器,通过托架上的转换电路而支持热插拔(以后可能会支持SATA)。送测的这台机器配置了 4个Ultra ATA/133接口的250GB MaXLine Plus Ⅱ 7200RPM硬盘,总容量1TB。Snap Server 4500支持400GB容量的硬盘,总容量1.6TB,接上两个容量1TB的Snap Disk 10(SD 10)扩展单元后可达3.6TB(或3.0TB)。当然,上面这些都是没有考虑RAID的"裸"容量。

GS-9016i Storage Server配备的硬盘数量较多:一个或两个80GB SATA 7200RPM硬盘组成镜像(RAID 1),主要保存操作系统;16个SATA 7200RPM硬盘提供数据空间。配置3ware 16口RAID控制器带有256MB电池支持写高速缓存(BBWC),支持RAID 0, 1, 10, 5,具有很强的处理能力。

操作系统

通过产品的操作系统我们可以看出它们的流派。主要流派有两大类:Windows Storage Server 2003(WSS 2003)和建立在开放源代码(如Linux和FreeBSD)基础上的专有操作系统,双方各有优势。

Snap Server 4500采用基于Linux的GuardianOS v3.0(v4.0刚刚发布),该操作系统同时提供NAS文件访问和iSCSI块级数据访问,能够即时扩展。集成BakBone NetVault工作组版备份软件,支持跨平台文件共享、RAID、全局热备援(hot spare)磁盘、快照和DHCP等高级功能。

宝德GS-9016i同样采用基于Linux系统。 Windows Storage Server 2003提供时间点数据拷贝、复制、快照、数据容灾以及实施软、硬件配额的管理功能。

管理功能

Snap Server 4500可以通过简便易用的Web界面进行配置,分为服务器、网络、存储、安全、监测和维护等几大功能,"存储"下辖磁盘/单元、RAID组、卷、(容量)限额、快照和iSCSI等子功能。iSCSI的配置通常在3步之内即可完成(系统默认分配20%的容量用于快照),使用起来非常方便。

宝德GS-9016i免费自带了一系列存储管理软件,大大增强了用户对设备的管理。宝德ISM可帮助实现最大的系统正常运行时间和最高性能,在问题可能导致意外停机或工作效率降低之前,提供前瞻性的问题通知,从而降低系统的维护成本。管理代理(Management Agents)进行直接、基于浏览器的深入访问,在子系统或环境出现故障时,向宝德ISM和其他企业管理应用发出告警。

选择:结合实际,各取所需

对存储服务器来说读写文件的性能也是非常重要的。在测试高端设备时需要模拟大量客户端同时对设备进行读/写操作,而本次测试邀请的产品定位在中低端,因此我们采用了一种简单易行的方法。

当然,这种方法存在很大局限性。许多用户认为NAS的管理要比SAN架构设备简单得多,其实在很多方面并不是这样,比如,SAN磁盘阵列多数情况下只为少数服务器提供服务,而NAS则为数量众多的客户端提供服务,因此,最能够反映NAS性能的情况是这样的:数量众多的客户端同时对NAS进行操作,有读文件的,有写文件的,还有对文件进行删除操作的。模拟这种情况十分复杂,目前还没有一种业界比较认可的测试工具。我们的方法虽然只有一台较高性能的服务器作为客户端,但是已经基本上可以反映出NAS的读、写文件性能。对于高端的存储服务器产品而言,这种方法可能还无法测试出极限性能,而对于我们此次组织的中低端存储服务器来说完全可以胜任。

从测试结果中我们最容易发现多层目录对结果的影响。我们请教过一些存储管理员,他们的经验告诉我们,目录的管理工作对存储服务器的性能存在很大影响,有些产品在建立多层目录以后性能下降十分严重。而我们的测试也证实了这一点,在总体大小基本一致的情况下,写一个大文件的性能要比写许多目录下的多个小文件性能高。

宝德读文件要比写文件性能高许多,说明存储设备在进行写操作时占用的资源要比读操作稍多。而Adaptec设备读写性能相差无几,可见对写操作进行了十分有效的优化。

从上面比较可以知道,宝德GS-9016i不仅在配置性能上占有优越,而且在价格上也很有竞争优势,同时,宝德GS-9016i技术上有intel解决方案中心工程师的支持,在市场上肯定有强大的竞争力。

五。结论:定位不同,各有千秋

此次参测的两款产品是不同风格iSCSI产品的代表,一个是大而全,一个是小而精。

Snap Server 4500则是专有的iSCSI产品,它的功能虽然比较单一,但是在文件性能方面拥有很强的优势,采用ATA硬盘能够达到如此高的性能,使我们的测试工程师很感以外。

宝德GS-9016i自身集成各类丰富存储功能。它集成快照技术;可选Disksafe和Replication 复制软件;网络备份支持主流备份/恢复软件。

在整个网络存储市场上,NAS的收入还不到SAN(包括iSCSI)的四分之一,与其只能提供文件服务有相当大的关系。随着中小型企业(SMB)IT应用水平的提高,他们已经不满足于单一的NAS功能,希望获得能够支持数据库等应用的网络存储解决方案。这样一来,在FC SAN成本仍然偏高的情况下,以iSCSI组建IP SAN就成为他们的首选。

Windows系统在SMB用户中占据统治地位,而微软免费提供的iSCSI Initiator为iSCSI的普及铺平了道路。测试表明,当前主流的PC和服务器完全可以通过微软iSCSI Initiator访问iSCSI存储,接下来就要看iSCSI存储设备的表现了。

NAS和iSCSI所存在的共同点使得一台存储设备(NAS或iSCSI阵列)无需添加任何硬件便可同时提供文件和块级数据服务,这意味着将会有越来越多的NAS设备具备iSCSI能力,而不这样做的厂商将逐渐被市场所淘汰。中小型企业市场具有很大的潜力,随着iSCSI的发展,将来 iSCSI+NAS的市场规模超过FC SAN也未可知。

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