Тестирование флэш-массива Synology Flashstation FS3017 в виртуальных средах

В нашем обзоре гипервизора Synology VMM мы сделали вывод, что компания открыла для себя дорогу в мир гиперконвергентных СХД, где потенциальный заказчик может использовать одно устройство не только для доступа к данным, но и для запуска ресурсоемких приложений, таких как виртуальные рабочие столы, базы данных и, системы моделирования и так далее. Поддержка репликации, мгновенных снимков и кластеризации, позволяет строить не просто системы с надежностью на уровне «пять девяток», а очень дешевые системы с высочайшей надежностью, где дублирование функций происходит на уровне самого устройства, грубо говоря - самой коробки СХД.

Три идеи Synology, отличающие их СХД от конкурентов

• Дублирование на уровне систем High Availability. Идеология Synology всегда была несколько иная, чем у других производителей систем хранения, и предлагая решения для облачных систем, компания говорит: «вам не обязательно переплачивать за дублирование всего, что установлено внутри одной СХД - не нужно дублировать кабели, контроллеры, хост-адаптеры и прочее. Наши СХД по карману любому заказчику, и если вам нужна максимальная надежность, вы просто используете схему N+1 на уровне самого устройства. Вы в любом случае экономите место в ЦОД, снижаете затраты на электричество и сетевые подключения, но надежности вы добиваетесь за счет наших программных разработок, а не за счет покупки неиспользуемых компонентов, единственная цель которых - поддерживать работу системы в редких случаях выхода чего-то из строя, ведь даже балансировку нагрузки можно сделать программно». Для бывалых IT-специалистов такой подход кажется странным, но лишь до тех пор, пока ты не сравниваешь стоимость двух-трех топовых решений Synology с одним-единственным «полностью аппаратным» модулем от Dell/EMC или HPE.
• Использование iSCSI, как самого перспективного интерфейса. В 2015 году глава компании Mellanox, лидера в производстве хост-контроллеров и интерконнектов, в одном из своих интервью сказал, что у интерфейса FC нет будущего. В своем корпоративном блоге Mellanox приводит 7 причин, почему Fibre Channel надо забыть (на английском) как страшный сон и переходить на iSCSI для работы с блочным доступом.
  
  Преимущества iSCSI налицо: это и возможность использовать СХД на любом расстоянии от клиента через TCP, и скорость интерконнекта, которая сегодня уже может составлять 200 Гбит/с на один порт, и очень низкая цена самих хост-контроллеров и коммутаторов, и возможность использования существующей сетевой инфраструктуры для работы по iSCSI. Практически, выбирая протокол iSCSI, заказчику не нужно строить SAN-сети, не нужно прокладывать дополнительные кабели, раздувая бюджет до небес: один сетевой интерфейс, один коммутатор, один медный кабель, по которому передается трафик IPC, локальной сети и SAN, плюс возможность задавать приоритет трафика на уровне хостов.
  
  Да, через три года после того, как Mellanox отправил Fibre Channel на свалку истории, этот интерфейс все еще остается востребованным в индустрии, в основном там, где уже есть SAN-инфраструктура, хотя и там уже заказчики переходят на iSCSI.
• Использование программных технологий хранения данных. Сегодня СХД - это уже не столько аппаратные технологии, сколько программные, и Synology говорит: «у нас нет аппаратных RAID контроллеров, поскольку мощность современных процессоров Intel Xeon настолько высокая, что CPU не то что прекрасно справляется с расчетом XOR, а просто его не замечает. Гораздо важнее поддерживать прямую передачу iSCSI пакетов, чтобы экономить ресурсы CPU не только самой СХД, но и подключенных к ней клиентов, поэтому у нас есть поддержка RDMA over Ethernet (см. описание RDMA over Ethernet на английском).» То есть, гораздо важнее обеспечивать быструю передачу данных наружу, чем заботиться о том, как оно устроено внутри самой СХД, и с этим не поспоришь, хотя далеко не каждый сервер сегодня имеет поддержку RDMA over Ethernet.

Само собой разумеется, что компания Synology в свои топовые системы хранения данных интегрирует все те технологии, которые были наработаны ею в прошлые годы. Это и файловая система btrfs с функцией снэпшотов, и встроенные программы для удаленной репликации, включая Active Backup for Server, благодаря которой сама СХД заходит на сервер и копирует с него данные по протоколу RSync, и возможности реплицирования между СХД через интернет, благодаря чему вы можете где-нибудь в удаленном офисе поставить настольный NAS и по выходным делать на него off-site копии в зашифрованном виде по зашифрованному каналу, или копировать их в облако. И все это - без дополнительных лицензий, в едином web-интерфейсе, в котором можно работать хоть со смартфона.

Основные характеристики Synology FlashStation FS3017

• Формат - 2U
• CPU: 2x Intel Xeon E5-2620v3 (6-core, 12 threads, 2.4 GHz up to 3.2 GHz, 15Mb Cache)
• Поддержка AES-NI
• 64GB DDR4 ECC RDIMM (up to 512Gb)

Подсистема хранения:

• 24 отсека для 2.5 SSD/HDD с hot-swap
• Интерфейс SAS-1200/SATA-600
• Возможность расширения:
• Подключение 2 дисковых полок на 24 отсека (RX2417SAS) или 12 отсеков (RX1217SAS)
• Для подключения дисковой полки необходимо купить плату Synology FXC17
• Интерфейс подключения дисковой полки - SAS 12Gbps
• Максимальная Raw емкость внутреннего хранилища - 96 Тб
• Максимальная Raw емкость с дисковыми полками - 288 Тб
• Файловые системы внутреннего массива: Btrfs, EXT4, дефрагментация Btrfs по расписанию
• SSD как кэш
• SSD Trim
• RAID: F1, Basic, JBOD, 0, 1, 5, 6, 10
• RAID Migration: Basic to RAID 1, Basic to RAID 5, RAID 1 to RAID 5, RAID 5 to RAID 6

ISCSI:

• 128 целей iSCSI
• 512 LUN-ов iSCSI
• ISCSI на уровне файлов с поддержкой Thin provision
• ISCSI на уровне блоков

Сетевое подключение:

• 2 порта RJ45 10Gbps
• Поддержка Ling Aggregation / LACP
• Поддержка RDMA / iWARP (ISER) с платами расширения

Питание:

• 2x800 Вт Redundand PSU
• 321 Вт в режиме доступа
• 156 Вт в режиме гибернации HDD/SSD

Synology VMM:

• Максимальное количество виртуальных машин на собственном гипервизоре Synology VMM: 24

Сервер видеонаблюдения:

• До 100 IP-камер
• Скорость потока H.264: до 3000 FPS @ 1080p/720p, 1500 FPS @ 3M, 1000 FPS @ 5M
• Скорость потока MJPEG: до 2000 FPS @ 720p, 750 FPS @ 1080p, 540 FPS @ 3M, 425 FPS @ 5M

Доступные платы расширения:

• FXC17 (SAS 12GBps контроллер с 2 внешними портами для подключения одной или двух дисковых полок)
• E10G15-F1 (Сетевая карта 10G Ethernet с 1 портом SFP+)
• E10G17-F2 (Сетевая карта 10G Ethernet с 2 портами SFP+ и поддержкой RDMA over Ethernet)
• Модули памяти DDR4 ECC

• Гарантия - 5 лет

Из характеристик на что обращаем внимание. Прежде всего, на сетевое подключение: здесь используются 1/10-гигабитные RJ45 порты, то есть FS3017 готова к установке в существующую сетевую инфраструктуру без прокладки дополнительных кабелей. Рассуждать о том, что перспективнее - медь или оптика, мы не будем, поскольку для оптики Synology предлагает две 10-гигабитных сетевых карты, и я рекомендую в любом случае покупать 2-портовую E10G17-F2, так как она поддерживает RDMA over Ethernet). 10-гигабитных сетевых карт с портами RJ45 у Synology нет, но всегда есть возможность установить плату от другого производителя. В списке совместимости на сайте Synology - все современные HCA от Intel, Emulex и Mellanox, в том числе 40-гигабитные.

Ну и гарантия, один из важнейших критериев выбора устройства, здесь по умолчанию составляет 5 лет, правда возможности купить пакет продления этого срока у Synology пока что нет.

Конструкция Synology FlashStation FS3017

Synology FS3017 имеет корпус высотой 2U, вся фронтальная часть которого отведена под отсеки для накопителей.

Диски или SSD устанавливаются в пластиковые салазки, каждая из которых снабжена замочком, предотвращающим случайное извлечение накопителя.

С обратной стороны Synology FS3017 выглядит пусто: всего 2 порта 10-гигабитных порта, 2 порта USB 3.0 и RS232 для сервисных нужд. На фотографии в СХД установлена плата E10G17-F2, с двумя SFP+ слотами.

Кстати, плата расширения E10G17-F2 - это Mellanox ConnectX-3 Pro (описание серии ConnectX-3 на английском), даже с родной маркировкой. Серия ConnectX-3 имеет очень хороший движок разгрузки пакетов iSCSI на аппаратном уровне, поэтому забегая вперед скажу, что в нашем тестировании мы столкнулись с тем, что уперлись в производительность тестового стенда, но при этом загрузка процессоров Synology FS3017 не поднималась выше 20%.

И еще один интересный момент - чип, установленный на ConnectX-3 Pro поддерживает передачу данных на скорости до 40 Гбит на один порт, и поскольку поддержка этой серии сетевых карт уже имеется в Synology DiskStation Manager, возможно производитель выпустит 40-гигабитные платы расширения для FS3017.

Два блока Delta DPS-800AB-30A обеспечивают питание СХД в отказоустойчивом режиме. Они имеют мощность 800 Вт и сертификат эффективности 80Plus Platinum, однако замеры показали сравнительно невысокий коэффициент мощности (PFC) - всего 0.83 вместо положенных 0.9.

Для охлаждения используются 4 вентилятора Sanyo Denki размерами 80x80x32 мм (9700 RPM, 86.5 CFM) с функцией легкой замены, то есть в случае выхода из строя одного из них, ремонт займет считанные минуты, но саму СХД придется все-таки выключать.

Конструктивно, Synology FS3017 не сильно отличается от типичных 2-процессорных серверов. Два процессора Xeon E5-2620v3 скрыты под большими радиаторами и охлаждаются общим воздушным потоком, направляемым массивным воздуховодом. На материнской плате имеется 16 слотов памяти DDR4, из которых 4 слота заняты 16-гигабайтными модулями производства Samsung.

Для подключения SSD/HDD дисков используются 3 хост-адаптера LSI SAS 9300-8i, поддерживающие скорость передачи данных до 12 Гб/с для SAS устройств и до 600 Гб/с для SATA.

По умолчанию, Synology FS3017 имеет 2 свободных слота:

• PCI Express 16x для SAS-контроллера FXC17, необходимого для подключения дисковых полок
• PCI Express 8x, используемый для сетевых плат

Если вы столкнетесь с необходимостью расширения дискового пространства, то Synology FS3017 предложит вам использовать две полки на выбор: RX2417SAS, имеющую 24 отсека формата 2.5 дюйма и RX1217SAS, имеющую 12 отсеков формата 3.5 дюйма. Всего вы можете использовать две полки расширения, как одного типа, так и разных, и в любую из них устанавливать SSD диски. Поддерживается технология Global Hot Spare, благодаря которой, диск горячей подмены может находиться как в головном устройстве, так и в дисковой полке.

Для подключения используется интерфейс SAS 12 Gb/s, которым две полки соединяются последовательно и подключаются к контроллеру, установленному к головному устройству. Дублирования на уровне кабелей не предусмотрено, но об этом мы говорили в начале статьи - отказоустойчивость обеспечивается подключением двух и более СХД и программным пакетом High Availability, встроенным в операционную систему Disk Station Manager.