超融合场景:所有计算型操作的响应时间均低于0.8秒,所有I/O型操作的响应时间均低于1.6秒,MX740c提供了充足的计算能力,基于Optane+P4610 SSD构建的vSAN存储池则满足了VDI应用对存储性能的需求。
关键应用+软件定义存储场景:测试方案的数据库平均性能约为38万TPM,即每分钟平均处理38万在线事务数,平均每秒事务处理数约为6400(TPS),平均响应时间仅为9ms。
在本文中将介绍E企研究院基于MX7000构建不同的企业应用场景,以此评估MX7000在不同场景下的支撑能力。下图为用于此次测试的组件及配置:
尽管测试所需的设备较多,但MX7000独有的设计使得其在一个机箱内就能部署上述三种不同配置的计算节点(同时含有数量可观的本地存储),以及网络设备;即使是传统的四路服务器+SAN存储架构,也只需额外部署一台外置SAN存储系统即可
E企研究院实验室中用于本次测试MX7000(下,7U)与SC7020全闪存阵列(中,3U),在10U空间内就能同时部署两套测试环境:关键应用与超融合。与之对比的是图上的PowerEdge R720服务器——2U设计的双路服务器,满足超融合最小可用性部署就需要3台,以及6U空间,同时还需要1U空间用于安装交换机。相比之下,MX7000设计显得更加紧凑,更有利于数据中心的空间利用率
在超融合场景与软件定义存储场景中,感谢Intel公司的大力支持,为我们提供了足够数量的Optane与SSD:
用于此次测试的3片容量375GB的Intel Optane SSD DC P4800X与8片容量为3.2TB的Intel SSD DC P4610。Optane具有读写均衡的高性能特点,特别适用于读写密集型场景,尤其是写密集型场景;P4610不仅具有超大容量,且读性能非常优异
超融合场景:一箱搞定
利用超融合平台构建私有云环境已经被越来越多的企业用户所接受,超融合利用同构的以太网络以及软件定义技术能够为企业提供强大的可靠性以及按需扩展的性能,并能有效降低后期运营管理的复杂度。
MX7000内部集成的OpenManage管理模块,在同一web界面中能够实现对机箱内所有计算、网络与存储节点的管理,上图为MX7000初始化为机箱内计算节点设置iDRAC管理地址,使得整个配置过程非常简单
在同一个应用环境中,其通常需要服务器具有一致的配置,如一致的硬件配置与相同的BIOS版本。在OpenManage中,可将指定的服务器集群统一升级到同一版本BIOS,简化运维。上图为设置共享目录,以用于服务器BIOS升级
E企研究院利用MX7000中的5台MX740c双路计算节点,以及VMware vSphere 6.5虚拟化软件构建了一套超融合平台,具体架构拓扑如下图所示:
其中两台配置较高的MX740c分别用作管理集群和客户端集群,均不提供存储容量,使用vSAN作为数据存储;另外三台相同配置的MX740c则用作vSAN集群,vSAN集群每节点均部署一片Intel Optane SSD DC P4800X(简称Optane,375GB)作为读写缓存,同时部署两片Intel SSD DC P4610(简称P4610,3.2TB)作为数据实际存储,整个vSAN集群共配置超过1TB的读写缓存,以及超过17TB的数据存储空间
在此超融合平台之上,利用VMware公司的Horizon View套件构建一个贴近真实的VDI桌面云环境:由三节点组成的vSAN集群同时用作桌面池,并利用链接克隆(Link Clone)部署300个VDI桌面,同时在客户端集群部署相同数量的VDI桌面。本次测试的实质就是利用客户端集群中的VDI桌面(即上图中的Client)远程登陆桌面池中的目标桌面(即上图中的Desktop),以模拟实际环境中的办公场景。
桌面池中的Desktop桌面安装了包括Microsoft Office办公套件、Firefox浏览器、Adobe Reader以及7z等软件,并根据其运行特点分为三组:计算需求型、IO需求型、计算与IO混合型。其中计算IO混合型仅作为参考。
计算需求型与IO需求型操作的最大响应时间与参考响应时间标准
上图A组即为计算需求型操作,其参考标准为1秒,超时即判定不合格,在本次测试中,A组最大响应时间低于1秒;B组为IO需求型,参考标准为6秒,在本次测试中,所有B组操作最大响应时间不超过2秒。
计算型、IO型以及计算IO混合型三组操作运行5次后,每项具体操作的平均相应时间
从上图可以看出,所有计算型操作的响应时间均低于0.8秒,B组所有IO型操作的响应时间均低于1.6秒。这意味着尽管是虚拟桌面,但其性能完全媲美甚至超过了大多数PC电脑的性能,在这之中,MX740c提供了充足的计算能力,基于Optane+P4610 SSD构建的vSAN存储池则满足了VDI应用对存储性能的需求。
关键应用场景:简化架构 性能出众
以数据库为代表的关键应用是企业数据中心最经典的应用场景之一,其通常具有最高的可靠性、稳定性与可维护性(即RAS,Reliability, Availability andServiceability),以及较高的性能。在中大型企业,其通常采用小机+SAN存储架构,但随着x86服务器性能的稳步提升,不管其性能还是RAS特性都已经赶上甚至超过了小机,利用高性能四路服务器+SAN架构支撑企业关键应用仍是当前很多企业钟爱的方案。基于这一特点,E企研究院利用MX7000+SC7020全闪存阵列构建了一个面向关键应用的参考架构:
E企研究院面向Oracle RAC数据库场景构建的MX7000+SC7020参考架构
服务器与存储之间使用FCoE连接需要网卡支持,上图为本次测试中用到的支持FCoE的25Gb/s CNA网卡(Converged Network Adapters,融合网络适配器),图上白色接口用于服务器主板连接(PCIe),黑色即为25GbE接口,与MX7000背部的MX9116n连接
利用MX7000+SC7020构建的Oracle数据库关键应用场景,整个架构非常简明,蓝线框内各节点均使用内部互联,无需网络布线,外部通过MX9116n结构交换引擎与SC7020全闪存阵列通过FCoE直连,整个架构只需要两根线缆,简捷的布线有助于提升运维效率。
需要值得注意的是,在上图的参考架构中,需要使用至少两台相同配置的MX840c四路服务器作为Oracle RAC节点,但受限于现实环境,我们只有1台MX840c可供使用。
所以E企研究院参考了以往相似环境中的数据库性能测试:使用同一台SC7020全闪存阵列,但使用两台相同配置的PowerEdge R720(Intel Xeon E5-2670 v2,10core@2.5GHz,64G内存)作为Oracle RAC数据库节点,其性能如下图所示:
在两台配置较低的PowerEdge R720双路服务器作为Oracle RAC数据库支撑时,其每分钟OLTP事务处理量接近100万次(即TPM)。如果将R720替换为计算核心更多且内存容量更大的MX840x四路服务器,并综合考虑相同配置下SC7020的性能表现,MX7000的Oracle数据库性能预计将会突破120万TPM,同时考虑到测试数据与MX840c内存容量的比例,内存容量越大,能够缓存的数据越多,意味着更好的性能,预计其峰值性能将接近150万TPM
E企研究院认为,这一性能水平能够支撑绝大多数中大型企业关键应用场景。出于可靠性需求,如果采用MX7000作为关键应用支撑,应尽可能将MX840c四路服务器放置在两个不同的MX7000之内,以进一步提高其可靠性。
面向未来:关键应用+软件定义存储
符合软件定义存储特征的解决方案正受到用户的青睐,开始走进企业数据中心,并开始逐步承载企业关键应用。E企研究院认为,虽然现阶段软件定义存储真正用于支撑企业关键应用的案例还较少,但伴随着x86生态系统的迅猛发展,尤其是新一代25GbE网络以及NVMe SSD单位成本逐年降低,软件定义存储解决方案支撑企业关键应用将成为未来主流。
因此,E企研究院基于MX7000构建了一套软件定义存储支撑关键应用的测试环境,用以评估MX7000在此环境下的支撑能力,其架构如下图所示:
在此次测试中,配置较高的两台MX740c双路计算节点安装Oracle Linux 7.5操作系统,并安装Oracle 12c数据库软件。另外配置相同的MX740c双路计算节点则用作vSAN集群,使用Optane做读写缓存,P4610 SSD作为数据实际存储。vSAN与Oracle RAC之间通过标准iSCSI协议连接。
由于E企研究院实验室只有一台MX7000设备,因此所有计算与网络设备都位于同一个机箱之中。在实际环境中,出于可用性需求,我们建议同一个应用的计算与网络设备尽量分布在多个MX7000机箱中,通过OpenManage中的“结构”功能,即使位于不同MX7000机箱,其逻辑路径也是一致的,并不影响性能
基于MX7000构建的软件定义存储方案对Oracle RAC数据库的支撑能力评估
经过多次反复测试,此测试方案的数据库平均性能约为38万TPM,即每分钟平均处理38万在线事务数,平均每秒事务处理数约为6400(TPS),平均响应时间仅为9ms。结合E企研究院的以往经验,这一性能能够满足大多数中小型企业的性能需求。
同时结合CPU性能监控可以发现,在测试过程中,CPU占用率极低,平均仅为15%左右,极大部分时间都出于闲置等待阶段,这意味着网络或者存储单元出现平均。MX7000内部采用新一代25GbE网络,其出现瓶颈的几率较小。
结合以往测试经验,E企研究院认为存储极大可能存在瓶颈,一方面因为vSAN采用标准iSCSI接口对外提供存储服务,虽然绝大多数应用都支持标准iSCSI,但iSCSI本身的效率较低,尽管vSAN采用性能领先的Optane+U.2 NVMe SSD,但并不能完全发挥去优势。
虽然从E企研究院的测试结果来看,基于vSAN的软件定义存储解决方案在性能上还有进一步提升的空间,但结合目前业内的技术趋势来看,这一瓶颈终将会得以解决,例如NVMe over Fabrics。
从E企研究院构建的三大应用场景测试结果来看,模块化设计的Dell EMC PowerEdge MX7000完全有能力对满足传统数据中心架构或新型数据中心提出的可靠性、灵活性以及易维护性等需求,更为重要的是,其可灵活搭配的组件使得MX7000能够降低企业从传统数据中心向新型数据中心过渡的复杂度,为用户构建软件定义的数据中心提供强有力支撑。