Używanie protokołu iSER (iSCSI Extensions For RDMA) w celu zwiększenia wydajności serwera NAS QNAP obsługującego środowisko VMware® ESXi lub grupę VJBOD
1. Wyzwania
Wydajność i stabilność środowiska wirtualizacji jest zależna od wszystkich jego elementów składowych: dysków, konfiguracji pamięci masowej, sieci, funkcji hypervisor i aplikacji. Personel informatyczny w małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP) często staje przed zadaniem optymalizowania wydajności i identyfikowania wąskich gardeł.
Ponieważ oferta firmy QNAP jest adresowana również do sektora MŚP, doskonale zdajemy sobie sprawę z istotności tych wyzwań i wiemy, że kluczem do zwiększania wydajności pamięci masowej jest zapewnienie optymalnej pracy zarówno systemów pamięci masowej, jak i łączącej je sieci. We wszystkich głównych seriach produktów QNAP NAS dla sektora MŚP obsługiwany jest już protokół iSER (iSCSI Extensions For RDMA) — rozwiązanie stosowane od lat w systemach korporacyjnych. Naszym celem jest zaoferowanie informatykom niezastąpionego rozwiązania, które pozwoli dramatycznie zwiększyć wydajność środowisk zwirtualizowanych, a dzięki temu poprawić efektywność systemów informatycznych całego przedsiębiorstwa.

2. Wprowadzenie do protokołu iSER (iSCSI Extensions for RDMA)
Począwszy od wersji 4.3.3 systemu QTS, możliwe jest włączenie protokołu iSER przy połączeniach iSCSI między serwerami wirtualizacji VMware a serwerami QNAP NAS z procesorami Intel lub AMD. Wymagane jest jedynie, aby każdy serwer wirtualizacji i serwer NAS miał kartę sieciową obsługującą protokół iSER. W systemie QTS 4.3.5 włączenie protokołu iSER jest możliwe również w przypadku połączeń z wirtualnymi grupami JBOD QNAP (VJBOD).
Protokół iSER różni się od tradycyjnego iSCSI, ponieważ umożliwia przesyłanie danych bezpośrednio do bufora pamięci serwera ESXi lub NAS, z pominięciem sterownika sieciowego i warstw gniazd. Zwiększa to wydajność transferu danych, a dodatkowo zmniejsza opóźnienia i obciążenie procesora serwera NAS.
W testach QNAP stwierdzono, że włączenie protokołu iSER pozwala zwiększyć wydajność maszyn wirtualnych od 60% do 100%*. Dodatkową zaletą jest zmniejszenie opóźnień odczytu swobodnego o 50% lub nawet więcej. Wyniki testów pokazują, że protokół iSER sprawdza się szczególnie dobrze w przedsiębiorstwach używających serwera QNAP NAS jako magazynów danych dla serwerów VMware ESXi udostępniających aplikacje biznesowe lub infrastrukturę pulpitów wirtualnych (VDI).
W kolejnych rozdziałach opisano wymagania systemowe i procedury włączania obsługi protokołu iSER w środowisku wirtualizacji. W dokumencie opisano też korzyści z wykorzystania protokołu iSER do zwiększenia wydajności w różnych konfiguracjach: hybrydowej pamięci masowej NAS z technologią Qtier™, serwera NAS opartego wyłącznie na pamięci flash i serwera NAS używanego jako grupa VJBOD z pamięcią podręczną SSD.

*Szczegółowe konfiguracje i wyniki testów podano w sekcji 5. Przyrosty wydajności mogą być różne w zależności od konfiguracji systemu.
3. Wymagania systemowe
Włączenie obsługi protokołu iSER na serwerze QNAP NAS wymaga spełnienia następujących warunków:
Wymagania sprzętowe
- VMware:
- Co najmniej jeden serwer QNAP NAS z procesorem Intel lub AMD i systemem operacyjnym QTS 4.3.3 lub nowszym.
- Co najmniej jeden serwer VMware ESXi (system QTS obsługuje protokół iSER jedynie w przypadku środowiska VMware ESXi).
- VJBOD: Dwa serwery QNAP NAS z procesorami Intel lub AMD, oba z systemem operacyjnym QTS 4.3.5 lub nowszym.
Wymagania sieciowe
- W każdym serwerze QNAP NAS i VMware ESXi musi być zainstalowana karta sieciowa obsługująca protokół iSER*.
- Wszystkie serwery NAS i VMware ESXi muszą być połączone albo bezpośrednio (bez przełącznika), albo za pośrednictwem przełącznika Mellanox obsługującego protokół iSER**.
Ważne
- Karty sieciowe obsługujące protokół iSER powinny być połączone w dedykowanej sieci i skonfigurowane wyłącznie dla potrzeb transferu danych. W przeciwnym razie wydajność połączeń będzie ograniczona lub nawiązanie połączenia może być niemożliwe.
- Możliwe jest używanie przełączników innych producentów, jeśli obsługują one rozszerzenie PFC (Priority Flow Control). W przypadku przełączników innej marki niż Mellanox firma QNAP nie może jednak zagwarantować wzrostu wydajności po włączeniu protokołu iSER.
Wymagania programowe
- W środowisku VMware ESXi 5.5, 6.0 i 6.5 konieczne jest zainstalowanie sterownika zgodności iSER. Sterownik można pobrać na stronie http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=29
Uwaga: W środowisku VMware ESXi 6.7 lub nowszym sterownik jest już zainstalowany fabrycznie i nie trzeba go instalować.
*Poniżej wymieniono dostępne obecnie karty sieciowe obsługujące protokół iSER. Aby zakupić karty rozszerzeń, skorzystaj z witryny internetowej QNAP lub skontaktuj się z autoryzowanym dystrybutorem.
Model | Specyfikacja | Produkt |
---|---|---|
LAN-10G2SF-MLX dwuportowy 10 GbE | Adapter: Mellanox Connect-3 Pro EN; złącze: SFP+ | ![]() |
LAN-40G2SF-MLX dwuportowy 40 GbE | Adapter: Mellanox ConnectX-3 Pro EN; złącze: QSFP | ![]() |
** Poniżej podano listę przełączników Ethernet firmy Mellanox zalecanych w przypadku korzystania z protokołu iSER. Przełączniki Mellanox Spectrum pozwalają utrzymywać bardzo niskie opóźnienia i zapewniają nieblokujące przełączanie z prędkością transmisji bez utraty pakietów. W połączeniu z optymalnym zarządzaniem przeciążeniem przełączniki Mellanox umożliwiają uzyskanie maksymalnej wydajności połączeń iSER. Więcej informacji na temat przełączników i kart sieciowych obsługujących protokół iSER można znaleźć w oficjalnej witrynie internetowej Mellanox lub uzyskać od autoryzowanego dystrybutora.
Model | Specyfikacja |
---|---|
MSN2700-BS2F | Przełącznik Open Ethernet w technologii Spectrum™, 40GbE, 1U, MLNX-OS, 32 porty QSFP28 |
MSN2700-BS2R | Przełącznik Open Ethernet w technologii Spectrum™, 40GbE, 1U, MLNX-OS, 32 porty QSFP28 |
MSN2410-BB2F | Przełącznik Open Ethernet w technologii Spectrum™, 10GbE/100GbE, 1U, MLNX-OS, 48 portów SFP28 |
MSN2100-BB2F | Przełącznik Open Ethernet w technologii Spectrum™, 40GbE, 1U, MLNX-OS, 16 portów QSFP28 |
MSN2100-BB2R | Przełącznik Open Ethernet w technologii Spectrum™, 40GbE, 1U, MLNX-OS, 16 portów QSFP28 |
4. Wdrażanie protokołu iSER w istniejącym środowisku wirtualizacji VMware
W tej sekcji podano instrukcje włączenia protokołu iSER na istniejącym połączeniu iSCSI między jednym serwerem QNAP NAS i jednym serwerem VMware ESXi 6.0. Jeśli środowisko obejmuje wiele serwerów NAS lub VMware, należy wykonać odpowiednie czynności dla każdego serwera NAS i VMware.
4-1. Konfigurowanie ustawień sieciowych serwera NAS
Przed przystąpieniem do zmiany ustawień upewnij się, że używany serwer QNAP NAS jest wyposażony w procesor Intel lub AMD i pracuje w systemie QTS 4.3.3 lub nowszym.
- Wyłącz serwery NAS i VMware ESXi, po czym zainstaluj w obu z nich karty sieciowe obsługujące protokół iSER.
- Połącz serwery NAS i VMware ESXi bezpośrednio lub za pośrednictwem przełącznika obsługującego protokół iSER.
- Włącz serwery NAS i ESXi.
- Zaloguj się do systemu QTS na serwerze NAS i wybierz kolejno opcje „Panel sterowania” > „Sieć i przełącznik wirtualny” > „Interfejsy”. Znajdź interfejsy odpowiadające karcie sieciowej z obsługą protokołu iSER i przypisz każdemu z nich statyczny adres IP w dedykowanej podsieci. Dla maksymalizacji korzyści wydajnościowych z zastosowania protokołu iSER zaleca się również ustawienie wartości 9000 dla parametru „Ramka Jumbo”.
4-2. Instalowanie sterownika iSER Mellanox (nie dotyczy VMware ESXi 6.5 i późniejszych)
Uwaga:
- Sterownik iSER Mellanox musi być zainstalowany na każdym serwerze ESXi.
- W tym dokumencie opisano procedurę dla środowiska ESXi 6.0 i wersji sterownika 1.9.10.5-10EM-600.0.0.2494585. W przypadku innych wersji środowiska ESXi i sterownika mogą mieć zastosowanie nieco inne kroki i elementy interfejsu użytkownika.
- W środowisku VMware ESXi 6.7 lub nowszym sterownik jest już zainstalowany fabrycznie i nie trzeba go instalować.
- Pobierz sterownik iSER Mellanox ze strony http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=29.
- Prześlij sterownik na serwer ESXi. Dla potrzeb tego samouczka sterownik jest zapisywany bezpośrednio na serwerze NAS, a następnie przesyłany na serwer ESXi z wykorzystaniem programu Putty i sesji SSH.
- (Opcjonalnie) Usuń wszelkie wcześniejsze wersje sterownika.
Sterownika iSER nie można używać równolegle z jakąkolwiek wcześniejszą jego wersją. Jeśli jest już zainstalowana inna wersja tego sterownika, zatrzymaj wszystkie operacje i maszyny wirtualne na serwerze ESXi i usuń istniejący sterownik.
Uruchom polecenie esxcli software vib list | grep mlx, aby sprawdzić nazwę i wersję aktualnie zainstalowanego sterownika. Poniżej podano polecenie usuwające wcześniejszą wersję sterownika, składającą się z trzech części: nmlx4-core, nmlx4-en i nmlx4-rdma.
esxcli software vib remove -n (nmlx4-core)
esxcli software vib remove -n (nmlx4-en)
esxcli software vib remove -n (nmlx4-rdma) - Uruchom następujące polecenie, aby zainstalować nowy sterownik:
esxcli software vib install -d /MLNX-OFED-ESX-1.9.10.5-10EM-600.0.0.2494585.zip
- Po zakończeniu instalacji uruchom ponownie serwer VMware ESXi i uruchom polecenie esxcli software vib list | grep mlx, aby upewnić się, że zainstalowane są wszystkie trzy sterowniki (net-mlx4-core, net-mlx4-en i net-mlx4-ib) w wersji 1.9.10.5-10EM-600.0.0.2494585.

4-3. Konfigurowanie ustawień sieciowych serwera ESXi
W tej sekcji przedstawiono informacje na temat konfigurowania połączenia iSER z serwerem ESXi.
- Zaloguj się do aplikacji VMware vCenter.
- W lewym panelu wybierz serwer VMware ESXi.
- Na karcie „Configuration” (Konfiguracja) przejdź do sekcji „Networking” (Sieć) i kliknij opcję „Add Networking” (Dodaj sieć), aby otworzyć okno „Add Network Wizard” (Kreator dodawania sieci).
W aplikacji vCenter dodaj nowy przełącznik wirtualny dla serwera ESXi. - Jeśli system operacyjny gościa ma mieć dostęp do interfejsu sieciowego, najpierw wybierz opcję „Virtual Machine” (Maszyna wirtualna) w polu „Connection Type” (Typ połączenia) i kliknij przycisk „Next” (Dalej). W przeciwnym razie przejdź do kroku 6.
- Na stronie „Network Access” (Dostęp do sieci) wybierz nowo zainstalowaną kartę sieciową obsługującą protokół iSER. Kliknij przycisk „Next” (Dalej) w dwóch kolejnych oknach, aby zaakceptować ustawienia domyślne, a następnie kliknij przycisk „Finish” (Zakończ) w celu zamknięcia kreatora dodawania sieci.
Wybierz nowo dodaną kartę sieciową, aby kontynuować. - Ponownie kliknij opcję „Add Networking” (Dodaj sieć). Wybierz wartość „VMkernel” w polu „Connection Type” (Typ połączenia), upewnij się, że wybrana jest nowo zainstalowana karta sieciowa obsługująca protokół iSER i postępuj zgodnie z instrukcjami kreatora, aby dokończyć wprowadzanie ustawień. Pozostaw domyślne wartości opcji „Port Group” (Grupa portów).
- Na stronie „IP Settings” (Ustawienia IP) określ statyczny adres IP adaptera sieciowego. Następnie kliknij przyciski „Next” (Dalej) i „Finish” (Zakończ), aby zakończyć pracę kreatora.
Dodaj typ połączenia VMkernel i określ statyczny adres IP karty sieciowej. - Upewnij się, że nowy przełącznik wirtualny karty sieciowej obsługującej protokół iSER jest widoczny na ekranie „Configuration” (Konfiguracja) > „Networking” (Sieć).
Nowy przełącznik wirtualny zawiera sieć VM (opcjonalnie) i połączenie VMkernel.
4-4. Zmiana połączenia sieciowego iSCSI na iSER
- Zaloguj się do aplikacji VMware vCenter.
- W lewym panelu wybierz serwer VMware ESXi.
- Na karcie „Configuration” (Konfiguracja) wybierz opcję „Storage Adapters” (Adaptery pamięci masowej). Na tej stronie powinien być widoczny adapter iSER wyświetlany jako „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER)”, jak również istniejący adapter wyświetlany jako „iSCSI Software Adapter”.
Uwaga: W przypadku konfigurowania nowego środowiska wirtualizacji należy najpierw utworzyć adapter „iSCSI software adapter” i uruchomić ponownie serwer ESXi, aby został wyświetlony adapter „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER)”.
Adapter „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER)” zostanie wyświetlony po skonfigurowaniu ustawień sieciowych serwerów NAS i VMware ESXi zgodnie z opisem w sekcji 4-3. - Wybierz urządzenie „iSCSI Software Adapter” i kliknij opcję „Properties” (Właściwości).
- Usuń wszystkie istniejące powiązania portów z listy na karcie „Network Configurations” (Konfiguracje sieci). Dodatkowo usuń wszystkie obiekty docelowe iSCSI z list na kartach „Dynamic Discovery” (Wykrywanie dynamiczne) i „Static Discovery” (Wykrywanie statyczne). Dzięki temu połączenia będą nawiązywane wyłącznie z użyciem protokołu iSER.
Usuń wszystkie pozycje z list na kartach „Network Configurations” (Konfiguracje sieci), „Dynamic Discovery” (Wykrywanie dynamiczne) i „Static Discovery” (Wykrywanie statyczne). - Zamknij okno właściwości adaptera sprzętowego iSCSI. Na stronie „Configuration” (Konfiguracja) > „Storage Adapters” (Adaptery pamięci masowej) wybierz urządzenie w sekcji „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER) Adapter” (Adapter iSER Mellanox) i kliknij opcję „Properties” (Właściwości).
- Na karcie „Network Configuration” (Konfiguracja sieci) kliknij przycisk „Add” (Dodaj), aby utworzyć nowe powiązanie portów VMkernel. Wybierz port VMkernel utworzony dla połączenia iSER w sekcji 4-3.
Zmodyfikuj właściwości urządzenia „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER) Adapter” i dodaj przełącznik wirtualny iSER, aby spowodować ponowne przeskanowanie obiektu docelowego iSCSI. - Powtórz kroki 5 i 6 dla każdego urządzenia w sekcji „Mellanox iSCSI over RDMA (iSER) Adapter” wymagającego połączenia iSER.
Połączenia z obiektem docelowym iSCSI i jednostką LUN serwera QNAP będą teraz automatycznie nawiązywane z użyciem nowego interfejsu iSER.
Połączenie z jednostką iSCSI LUN na serwerze QNAP NAS jest teraz nawiązywane z użyciem adaptera iSER.
5. Używanie protokołu iSER z grupą VJBOD na serwerze QNAP NAS
W tej sekcji opisano włączanie protokołu iSER na dwóch serwerach QNAP NAS podczas tworzenia połączenia VJBOD.
Uwaga: Oba serwery NAS muszą pracować w systemie QTS 4.3.5 lub nowszym.
- Zaloguj się do systemu QTS na lokalnym serwerze NAS i przejdź na stronę „Menu główne” > „Pamięć masowa i migawki” & „Pamięć masowa” > „Dyski/VJBOD”.
- Wybierz polecenie „VJBOD” > „Utwórz grupę VJBOD”.
Zostanie wyświetlony kreator dysku VJBOD. - Kliknij przycisk „Dalej”.
Zostanie wyświetlony ekran „Łączenie ze zdalnym serwerem QNAP NAS”. - Wybierz zdalny serwer NAS z zainstalowaną kartą sieciową obsługującą protokół iSER.
- Wprowadź hasło do zdalnego serwera NAS i kliknij przycisk „Dalej”.
Zostanie wyświetlony ekran wyboru interfejsów.
- W sekcji „Interfejs lokalnego serwera NAS” wybierz adapter sieciowy obsługujący protokół iSER.
- W sekcji „Interfejs zdalnego serwera NAS” wybierz adapter sieciowy obsługujący protokół iSER.
- Zaznacz opcję „Używaj protokołu iSER, gdy jest dostępny” i kliknij przycisk „Dalej”.
- Wykonuj dalsze instrukcje kreatora, aby dokończyć tworzenie grupy VJBOD.
Aby sprawdzić, czy połączenie iSER działa, przejdź na stronę „Menu główne” > „Pamięć masowa i migawki” > „Pamięć masowa” > „Dyski/VJBOD” i wybierz używany dysk zdalny. Jeśli połączenie iSER zostało nawiązane, w polu „Typ połączenia” będzie wyświetlana wartość „iSER”.

Uwaga: Jeśli dysk zdalny zostanie odłączony, system QTS najpierw podejmie próbę jego ponownego podłączenia przy użyciu protokołu iSER. W razie niepowodzenia system QTS podejmie próbę ponownego podłączenia dysku przez iSCSI. Aby zmienić typ połączenia z iSCSI z powrotem na iSER, wystarczy odłączyć i ponownie podłączyć dysk zdalny.
6. Testy wydajności i ich wyniki
W przeprowadzonych przez QNAP pomiarach przyrostu wydajności z używania protokołu iSER zamiast zwykłej komunikacji iSCSI wykorzystano następujący sprzęt:
QNAP NAS
- TVS-EC2480-SAS-RP: hybrydowa macierz pamięci masowej
- TES-EC3085U: macierz pamięci masowej oparta całkowicie na pamięci flash
VMware
- Klaster VMware ESXi 6.0 złożony z pięciu serwerów Dell PowerEdge R420. Każdy serwer miał procesor Intel Xeon E5-2450 i 128 GB pamięci RAM.
- System operacyjny maszyny wirtualnej: Windows 2012 R2 64-bitowy
Sieć
- Karta sieciowa Mellanox LAN-40G2SF-MLX 40GbE zainstalowana w serwerach NAS i każdym z serwerów PowerEdge
- Przełącznik Mellanox Spectrum SN2410 40GbE łączący serwery VMware ESXi z serwerami NAS.
Uwaga: Dla dokładniejszego pomiaru przyrostu wydajności każdy z serwerów NAS połączono z przełącznikiem Mellanox 40GbE tylko jednym kablem 40GbE. W zwykłych okolicznościach można jednak używać wielu połączeń 10GbE i 40GbE oraz wielu przełączników, co pozwala dodatkowo zwiększyć wydajność i dostępność pamięci masowej z protokołem iSER.

Na każdym z serwerów VMware ESXi zainstalowano oprogramowanie Iometer z następującymi ustawieniami.
Uwaga: Dla potrzeb testu użyto typowych ustawień programu Iometer. Sposób uzyskiwania dostępu w rzeczywistych zastosowaniach zależy od aplikacji.
Iometer (przepustowość iSCSI) | |
---|---|
Oczekujące operacje we/wy → 1 na obiekt docelowy | Przepustowość zapisu → 2M sekwencyjny 100% Zapis 100% |
Procesy robocze → 20 | Przepustowość odczytu → 2M sekwencyjny 100% Odczyt 100% |
Czas narastania → 30 sekund | Rozmiar transferu → Plik 16 GB |
Iometer (wydajność IOPS iSCSI) | |
Oczekujące operacje we/wy → 1 na obiekt docelowy | Wydajność IOPS zapisu → 4K sekwencyjny 100% Zapis 100% |
Procesy robocze → 20 | Wydajność IOPS odczytu → 4K sekwencyjny 100% Odczyt 100% |
Czas narastania → 30 sekund | Rozmiar transferu → Plik 16 GB |
6-1. Jedna maszyna wirtualna z technologią Qtier™: włączenie protokołu iSER zwiększa wydajność odczytu/zapisu sekwencyjnego o 100%, do 4000 MB/s
W tym teście sprawdzaliśmy wydajność pojedynczej maszyny wirtualnej łączącej się z hybrydową pamięcią masową NAS. Jest to typowa konfiguracja dla aplikacji biznesowych wymagających dużej wydajności i bardzo dużej pojemności, na przykład serwerów poczty.
Specyfikacja serwera NAS | |
---|---|
Model | QNAP TVS-EC2480-SAS-RP |
Procesor | Intel Xeon E3-1246 |
Pamięć | 32 GB |
Konfiguracja pamięci masowej | Dysk SSD Seagate SAS x12, RAID 10 Dysk twardy Seagate SATA x12, RAID 6 1 pula magazynu, 1 jednostka iSCSI LUN oparta na sektorach |
Karta sieciowa | Karta sieciowa 40GbE LAN-40G2SF-MLX |
Wyniki testu pokazały wzrost wydajności odczytu i zapisu sekwencyjnego o ponad 100%, a szybkość odczytu sekwencyjnego przekroczyła 4000 MB/s. Dowodzi to, że zastosowanie protokołu iSER może znacząco zwiększyć wydajność odczytu i zapisu sekwencyjnego w intensywnie używanych aplikacjach.



6-2. Pięć maszyn wirtualnych z technologią Qtier™: włączenie protokołu iSER zwiększa wydajność odczytu/zapisu swobodnego o 80%, do 180 000 IOPS
Do drugiego testu użyliśmy takiej samej konfiguracji hybrydowej pamięci masowej NAS, jak do pierwszego. Tym razem jednak zwiększyliśmy liczbę maszyn wirtualnych VMware do pięciu. Taki scenariusz testowy odzwierciedla zastosowania w małych i średnich przedsiębiorstwach, gdy jeden serwer QNAP NAS obsługuje wiele aplikacji wymagających dostępu swobodnego, takich jak bazy danych serwera WWW lub serwera dzienników.
Wyniki testu przedstawiają łączną wydajność wszystkich maszyn wirtualnych jako połączoną wydajność operacji odczytu i zapisu. Wyniki pokazały, że włączenie protokołu iSER zwiększyło wydajność odczytu i zapisu swobodnego o ponad 80%. Wydajność operacji odczytu/zapisu swobodnego sięgnęła łącznie 180 000 IOPS pomimo używania tylko 12 dysków SSD w konfiguracji RAID 10. Stwierdzono też wzrost szybkości dostępu sekwencyjnego.
Opóźnienia spadły z 0,9 ms do 0,5 ms, co oznacza sprawniejsze reagowanie, gdy wiele aplikacji potrzebuje dostępu swobodnego do tego samego serwera NAS.



6-3. Pięć maszyn wirtualnych z pamięcią masową opartą całkowicie na pamięci flash: włączenie protokołu iSER zwiększa wydajność odczytu/zapisu swobodnego o 60%, do 250 000 IOPS
W poprzednim teście udało się zwiększyć wydajność każdej maszyny wirtualnej o około 36 000 IOPS, gdy używana była hybrydowa pamięć masowa NAS z technologią Qtier™. Niektóre aplikacje biznesowe, np. serwery SQL, wymagają jednak jeszcze lepszych wyników. Aby zbadać dalsze korzyści, jakie może przynieść zastosowanie protokołu iSER, zmieniliśmy serwer NAS na model QNAP TES-3085U. Jest to pamięć masowa NAS oparta całkowicie na pamięci flash, wyposażona w 30 gniazd SSD. Serwer NAS podłączono do pięciu maszyn wirtualnych VMware.
Używana konfiguracja testowa nie wymaga używania technologii Qtier, więc nie było już konieczne używanie jednej dużej puli magazynu. Dla potrzeb testu podzielono 30 dysków SSD na 5 pul magazynu, z których każda zawierała jednostkę iSCSI LUN opartą na sektorach. Taka konfiguracja pamięci masowej pozwala ograniczyć ryzyko utraty danych i zwiększyć wydajność ze względu na możliwość niezależnego pobierania metadanych z poszczególnych pul magazynu.
Specyfikacja serwera NAS | |
---|---|
Model | QNAP TES-3085U |
Procesor | Intel Xeon D-1548 |
Pamięć | 32 GB |
Konfiguracja pamięci masowej | Dysk SSD Samsung SATA x30, RAID 10 5 pul magazynu 5 jednostek iSCSI LUN opartych na sektorach |
Karta sieciowa | Karta sieciowa 40GbE LAN-40G2SF-MLX |
Dla potrzeb testu oceniano łączną wydajność wielu maszyn wirtualnych w celu zmierzenia połączonej wydajności operacji odczytu i zapisu. Włączenie protokołu iSER zwiększyło łączną wydajność odczytu i zapisu swobodnego o ponad 80%, do 250 000 IOPS. W przeliczeniu oznacza to, że każda maszyna wirtualna może korzystać maksymalnie z 50 000 IOPS. Jest to znacznie więcej niż 30 000 IOPS typowo zalecane do obsługi serwerów SQL. Opóźnienia zostały zmniejszone do zaledwie 0,3 ms w porównaniu z 1,1 ms przy komunikacji iSCSI.


6-4. Serwer NAS w grupie VJBOD z pamięcią podręczną SSD: włączenie protokołu iSER zwiększa wydajność odczytu o 80%
W systemie QTS 4.3.5 i późniejszych wersjach możliwe jest używanie protokołu iSER przy połączeniach VJBOD. Aby sprawdzić taką konfigurację, połączyliśmy dwa serwery QNAP NAS o identycznych parametrach sprzętowych w grupę VJBOD i przetestowaliśmy wydajność dysku zdalnego na lokalnym serwerze NAS.
Specyfikacja serwera NAS | |
---|---|
Model | QNAP TVS-EC1680U |
Procesor | Intel® Xeon® E3-1246 v3 @ 3,50 GHz |
Pamięć | 8 GB |
Konfiguracja pamięci masowej | Dyski SSD SAMSUNG 860 PRO 512 GB x 8, skonfigurowane jako pamięć podręczna SSD Wszystkie pozostałe wnęki dysków: Dyski twarde |
Karta sieciowa | 40GbE LAN-40G2SF-MLX |
Wyniki testów pokazują, że włączenie protokołu iSER znacznie zwiększyło wydajność odczytu sekwencyjnego i swobodnego. Wydajność odczytu sekwencyjnego wzrosła o 72%, a odczytu swobodnego o 89%. Opóźnienia przy dostępie swobodnym zmniejszyły się o 41%. Wyniki wskazują też, że po włączeniu protokołu iSER wąskim gardłem całej konfiguracji była już nie sieć, lecz pamięć masowa. Sugeruje to, że zwiększenie liczby dysków SSD mogłoby dodatkowo zwiększyć wydajność zapisu.



6-5. Wnioski z testów
Użycie protokołu iSER pozwala zwiększyć wydajność odczytu i zapisu swobodnego wielu maszyn wirtualnych nawet o 80% i ograniczyć opóźnienia o około 50%. Wyniki te mają zastosowanie do hybrydowej pamięci masowej NAS, serwera NAS opartego wyłącznie na pamięci flash oraz serwera NAS używanego jako grupa VJBOD z pamięcią podręczną SSD.
Testy wykazały, że włączenie protokołu iSER może zwiększyć rzeczywistą wydajność serwera QNAP NAS pełniącego funkcję magazynu danych VMware ESXi lub używanego przez inny serwer QNAP NAS jako grupa VJBOD. W połączeniu z pamięcią masową SSD protokół iSER pozwala zwiększyć wydajność kluczowych aplikacji wykonywanych w klastrach VMware lub na serwerach QNAP NAS połączonych w konfiguracji VJBOD.
Dodanie obsługi protokołu iSER do systemu QTS to doskonały przykład innowacyjności firmy QNAP i jej dążenia do oferowania szybkiej pamięci masowej wszystkim klientom, a szczególnie tym, którzy obecnie borykają się z problemami wydajnościowymi właśnie w warstwie pamięci masowej. Aby wspomagać klientów zainteresowanych używaniem protokołu iSER, firma QNAP będzie kontynuować testy tego protokołu w różnych konfiguracjach, a wyniki będą sukcesywnie publikowane.