<br>Сегодня компания Synology запускает новый сервис — Next Business Day — услугу, позволяющую заменить вышедшее из строя оборудование корпоративного класса в течение одного рабочего дня.


Сегодня компания Synology запускает новый сервис — Next Business Day — услугу, позволяющую заменить вышедшее из строя оборудование корпоративного класса в течение одного рабочего дня.

Обзор Synology UC3200: доступное двухконтроллерное iSCSI хранилище

Пожалуй, с момента как Synology выпустила свой первый NAS для установки в стойку, на всех пресс-конференциях компанию спрашивали, когда же они выпустят 2-контроллерное решение? Сам производитель долгое время объяснял, что у компании есть решение High Availability для организации NAS-ов в кластер, что в современном мире файлового доступа и локальных облаков можно и нужно добиваться отказоустойчивости программными средствами, но видимо сдавшись под натиском вопросов, выпустил в продажу в конце прошлого года свою 2-контроллерную СХД типа Active-Active, ступив на новую для себя территорию SAN-устройств.

Как это часто бывает в нашей работе, получить UC3200 на тест было непростой задачей: слишком сильный спрос у интеграторов на тестовый образец. Но, благодаря всемирному карантину, мне удалось пощупать эту СХД во всей её красе

IP SAN - правильный термин для iSCSI хранилища

Synology UC3200 представляет собой сравнительно новый тип СХД, спроектированных для конвергентных сетей, получающих всё большее распространение в сферах среднего бизнеса. Мы уже много раз писали, но я снова позволю себе напомнить основной принцип сетевой конвергенции: у вас в компании весь сетевой трафик транслируется через TCP по медному кабелю (витой паре). Сюда входит и трафик СХД (NFS, FC, ISCSI) и трафик приложений, и голосовой, а приоритизация и отказоустойчивость определяется обычными сетевыми коммутаторами. В итоге вы экономите на оборудовании за счёт унификации среды передачи данных: везде используется медная витая пара, ну или в крайнем случае оптика, но всё равно только сеть Ethernet, которая легко управляется и обслуживается.

И хотя «конвергентными» сети стали с той поры, как в них научились упаковывать FC трафик, использование FCoE не даёт никаких преимуществ перед «родными» для Ethernet протоколами. Фактически, если стоит задача настроить централизованную СХД для узлов виртуализации, вы будете выбирать между протоколами NFS и iSCSI. Спор о том, какой протокол лучше, лишён всякого смысла: это вопрос предпочтений интегратора и требований конкретной инсталляции, и по скорости эти два типа доступа примерно одинаковы, оба поддерживают Multipath для устойчивости к разрывам связи, оба протокола разгружаются современными сетевыми контроллерами.

Synology реализовала в UC3200 только поддержку протокола iSCSI, поэтому данное устройство уже нельзя причислять к классу NAS-ов, ведь оно предоставляет блочный доступ к LUN-ам, но и к SAN его относить не следует, потому что FC протокола тут нет, и вам не надо покупать отдельные коммутаторы для SAN-сетей. И чтобы научиться «правильно готовить» UC3200, важно понять что перед нами самостоятельный тип СХД, очень дешёвый по меркам серверов Synology, созданный для тех, кому нужно единожды настроить iSCSI тома и забыть про всю инфраструктуру СХД на несколько лет. Разработчик позиционирует это устройство как СХД для серверов Microsoft Hyper-V, OpenStack Cinder или VMware ESXi, который мы и будем использовать в наших тестах.

DSM UC: новая операционная система

Мы привыкли к тому, что NAS Synology - это круто, а потому дорого, ведь обычно в одной коробке у вас и мощный масштабируемый софт для видеонаблюдения, и система резервного копирования файлов, и система резервирования серверов и рабочих компьютеров, и собственная аппаратная и контейнерная виртуализация… ничего этого нет в операционной системе DSM UC, как нет и функции «пакетов», позволяющей устанавливать приложения из репозитория Synology. Почему именно так? Потому что перед вами узкоспециализированное устройство, ориентированное на повышенную надёжность и скорость. Благо, что сохранился интерфейс DSM с тем же самым диспетчером хранения, менеджером iSCSI и поиском.

Центральное место в веб-интерфейсе занимает менеджер High Availability, технологии обеспечения высокой доступности, которая синхронизирует между собой два одинаковых контроллера Synology. Вообще, менеджер HA был доступен и обкатан ещё на NAS-ах Synology, а здесь он просто работает внутри одного устройства, синхронизируя два контроллера.

По каждой «голове» доступна статистика нагрузки CPU, использования памяти, дисков, разделов и iSCSI томов, а так же есть возможность настройки «сигналов производительности», - предупреждений о слишком высокой нагрузке процессора, повышенной задержке в сети или же при обращении к диску. Уведомления могут поступать к вам по E-Mail, через SMS или с помощью Push технологии, что я считаю наиболее удобным.

Организация iSCSI хранилища

Три года назад Synology сделала ставку на BTRFS, и сегодня эта файловая система используется по умолчанию во всех устройствах компании. В UC3200 все LUN-ы хранятся в виде файлов на созданных томах, и такие функции как реорганизация пространства и снэпшоты задействуют технологии Copy on Write, примененные в BTRFS, поэтому поддержки старой-доброй EXT4 здесь уже нет. Обратите внимание на тип LUN-а при его создании: «Thick Provision» обещает более высокую скорость и рекомендуется для обслуживания баз данных, а для «Thin Provision» доступны расширенные функции: дефрагментация, реорганизация пространства для высвобождения неиспользуемой области и до 256 снэпшотов на каждый LUN. Последние вы можете не только хранить и защищать от удаления, но и реплицировать на другой NAS Synology, сохраняя off-site копии ваших LUN-ов.

У модели UC3200 есть особенность, не свойственная другим NAS-ам Synology: для LUN-ов вы можете включать буферизованный доступ, работающий как для операций чтения, так и для записи. Эта опция будет полезна массивам на обычных жёстких дисках, используемым под резервные копии, архивы систем видеонаблюдения, для рабочих мест оператора видеомонтажа, в общем для последовательного доступа.

Всего вам доступны до 128 LUN-ов, до 128 iSCSI целей и до 32 внутренних тома. Здесь надо сделать пояснение, что в терминологии Synology «Пул ресурсов хранения» представляет собой дисковый массив, который разбивается на разделы, на которых уже хранятся LUN-ы. Вы можете назначить созданный пул первому или второму контроллеру, а в дальнейшем изменить привязку, чтобы сбалансировать нагрузку между процессорами. Да, прелесть 2-контроллерных СХД ещё и в том, что вы можете создавать несколько пулов хранения, распределяя нагрузку между «головами».

Конструкция

С точки зрения топологии, Synology UC3200 представляет собой два сервера, объединённые через коммутатор. Головное устройство имеет 12 отсеков для 3.5-дюймовых дисков с интерфейсом SAS, в которые можно установить и 2.5-дюймовые SSD и 3.5-дюймовые HDD. На момент подготовки обзора поддерживались жёсткие диски объёмом до 16 ТБ и SSD объёмом до 3.84 ТБ, а с полным списком вы можете ознакомиться на этой странице.

Synology UC3200

Каждый узел представляет собой отдельный сервер, собранный на 4-ядерном процессоре Xeon D-1521 с частотой 2.4-2.7 ГГц. Семейство Xeon D создано специально для NAS-ов и устройств с низким энергопотреблением. Этот процессор имеет 2-канальный контроллер памяти DDR4 ECC Registered PC2133, и в каждом узле UC3200 установлен один модуль ОЗУ объёмом 8 ГБ.

В нашей статье, посвящённой изучению кэширования в серверах Synology мы выяснили, что NAS кэширует в память данные iSCSI LUN-ов для ускорения операций чтения, поэтому в определённых случаях вы можете не тратить дисковые отсеки на SSD, а обойтись увеличением объёма ОЗУ для ускорения дискового массива. Кстати, говоря об использовании SSD кэширования, хочется отметить, что VMWare ESXi начиная с версии 6.7 U2, имеет очень хороший механизм кэширования на каком-либо storage томе.

Интересно, что система хранения данных имеет функцию синхронизации данных, хранящихся в памяти, которая работает следующим образом: допустим, вам пришлось перезагрузить один из контроллеров для установки обновлений или из-за поломки. Как только он подключится в состояние активного, второй контроллер передаст ему данные, закешированные в ОЗУ, так что вам не придётся тратить время на прогрев его кэша, даже если этот контроллер был резервным и не имел активных пулов хранения. Таким образом, СХД остаётся не просто рабочей во время отключения одного из контроллеров, но и постоянно "прогретой". Это же справедливо и для SSD кэша с той лишь разницей, что двухпортовые SAS SSD накопители "не замечают" отключения одного из контроллеров, и не испытывают риска потери данных.

Ну а раз уж мы заговорили о масштабируемости, то из аксессуаров вам доступны модули памяти, 10-гигабитные сетевые контроллеры 10GBase-T Synology и 10/25-гигабитные сетевые контроллеры Intel, Marvell и Mellanox. По умолчанию каждый из узлов имеет по 2 обычных 1-гигабитных порта и по одному 10-гигабитному порту 10GBase-T, так что вопрос расширения числа сетевых подключений может стоять особенно остро, если у вас используется оптика (читайте нашу статью о различиях 10GBase-T и SFP+ в 10-гигабитных сетях). Для расширения ёмкости к Synology UC3200 можно подключить две дисковые полки RX1219SAS, представляющие собой JBOD на 12 накопителей формата 3.5" с отказоустойчивым SAS экспандером и блоком питания.

 

Схема расширения

Фактически, подобная схема расширения выдерживает отказ одновременно: трёх блоков питания, двух SAS экспандеров и одного контроллера, но последовательное соединение полок расширения не позволит вам, допустим, вытащить на рабочей машине среднюю полку RX1219SAS. Конечно, вероятность того, что вам потребуется это сделать ничтожно мала, ну разве что если в будущем у Synology появится полка расширения на 2.5-дюймовые накопители, а вы решите заменить HDD на SSD... Но не будем высасывать из пальца практически нереальные сценарии использования, а а посмотрим как ведёт себя СХД при отработке различных отказов, ведь именно этот показатель я считаю наиболее важным для данного устройства.

Тестирование отказоустойчивости

При настройке СХД вам нужно выбрать, какие сетевые порты будут работать в отказоустойчивом режиме, чтобы при отключении одного контроллера их IP адреса дублировались на второй контроллер. Здесь предусмотрено простое зеркалирование: порт 1 на контроллере А резервируется с портом 2 на контроллере Б, и так далее. Обратите внимание, что для отказоустойчивости резервируемые порты должны иметь статический IP-адрес, одинаковые подсети, шлюз и даже MTU. Это вполне нормальные и понятные требования, и чтобы посмотреть, как работает отказоустойчивость в NAS-е, начнём с синтетических тестов.

 

Конфигурация тестового стенда:

NAS:

  • 4 x HDD Seagate Exos 16Tb
  • RAID 10

OS:

  • VMWare ESXi 6.7U3
  • Windows Server 2016
  • Подключение iSCSI
  • Файловая система LUN - NTFS, 4kb

Для этого подключим в Windows Server 2016 обычный LUN типа Thin Provision и посмотрим на задержку доступа к тому в разных условиях. Первый тест - это 5-минутное чтение сектора 4K в случайном порядке, при котором мы видим хорошую постоянную стабильность доступа на протяжении всего интервала.

Тест времени доступа

При отключении активного контроллера в режиме чтения Random 4K, время простоя просто какое-то рекордно маленькое - всего 13 секунд, и я не ошибусь, если скажу, что 99% приложений даже не почувствуют этой небольшой задержки, и не приведут к перебоям с сервисами.

Время доступа

Работа на резервном контроллере в режиме чтения так же не отличается от работы на основном, ну разве что кроме немного вырастающей задержки, которая будет видна на некоторых моделях SSD, но с практической точки зрения не повлияет на работу сервиса.

Возврат основного контроллера занимает примерно 120 секунд, но перебой в дисковом доступе составляет уже около 20 секунд, причём как мы видим по графику, доступ к массиву прерывается дважды.

Время доступа к контроллеру

Результаты, которые демонстрирует Synology UC3200 - это если и не чудо, то настоящий прорыв, потому что такое малое время переключения с основного контроллера на резервный, свойственно на порядок более дорогим машинам. На этом можно было бы давать занавес, но сначала надо убедиться, что в реальной жизни всё будет так же гладко, как на синтетических тестах. Давайте повторим всё вышесказанное для 2-потоковой нагрузки типа 4K Rnd Read/Write в соотношении 50/50.

Время доступа

У нас дисковая подсистема собрана на винчестерах с частотой вращения шпинделя 7200 RPM, и конечно же время доступа сильно скачет. С течением времени, очевидно, предиктивные алгоритмы сдаются и максимальная задержка возрастает.

Среднее время доступа read/write

Время переключения с активного контроллера на резервный уже ощутимо возрастает - до 20 секунд, но всё равно остаётся сравнительно низким для устройства такого ценового уровня.

Возврат контроллера

Возврат контроллера в активный режим прерывает работу СХД на 15 секунд, после чего заметно снижается общая задержка массива.

 

Перейдём к тестированию непосредственно в VMware

 

Выше по тексту я упоминал о том, что у ESXi 6.7 есть очень хорошая система кеширования, и меня интересует, как она повлияет на время переключения? Прежде всего, подключим "толстый" iSCSI том со стандартными параметрами и полносью разметим его в VMFS 6, после чего создадим на нём виртуальный диск и пробросим в гостевую Windows Server 2016 для теста.

Подключение iSCSI тома в VMware ESXi

Сама виртуальная машина на время тестирования находится на другом диске, поэтому любые манипуляции с iSCSI томом не влияют на её производительность.

Тестирование с отключенным кэшем

Время простоя дисковой подсистемы чуть выше, чем у Windows,

Тестирование со включенным кэшем

А кэширование увеличивает его ещё больше. Для меня удивительно, что iSCSI инициатор VMware работает хуже, чем у Microsoft, так что если вам нужна высокая скорость iSCSI тома под Windows, лучше пробрасывайте LUN от Synology UC3200 напрямую в гостевую систему и бэкапьте его средствами СХД. Это будет быстрее, чем через виртуальный диск ESXi. Но даже в таком простом варианте, когда образ виртуального диска лежит на подключенном по iSCSI томе, время переключения на резервный контроллер слишком малое для того, чтобы гостевая ОС выдала ошибку доступа к диску.

 

Гарантия

 

Synology UC3200 имеет гарантию 5 лет, в течение которых производитель обязуется хранить в доступности на складах в России запасные части для СХД, однако продления гарантийного срока не предусмотрено, а пакеты расширенного сервиса уровня “NBD” пока лишь ожидаются в перспективе.

 

Рекомендации при заказе

 

Средняя розничная стоимость Synology UC3200 составляет 7500$ в конфигурации без дисков, без направляющих в стойку и с 8 ГБ ОЗУ на каждый контроллер. Никакие дополнительные лицензии для работы устройства не требуются, и даже с имеющимися 8 ГБ памяти система работает быстро и без тормозов, а из-за отсутствия дополнительных функций, расширять память и не требуется. Если в вашей компании уже используется сервер Synology, а вы хотите приобрести UC3200 через тендер, то укажите в качестве обязательного условия совместимость с пакетом Snapshot Replication, который работает только между устройствами Synology. Этим вы обезопасите себя от поставки аналогов.

В целом, Synology UC3200 - это интересная замена SAN-устройств, в которой не используется Vendor Lock для жёстких дисков и твердотельных накопителей, а значит можно не опасаться, что ваша компания столкнётся с ограничениями на поставку HDD/SSD в будущем. Это устройство для тех, кому нужна повышенная надёжность с крайне малым временем переключения между контроллерами, которое даже в режиме Active-Active есть далеко не у каждого производителя СХД. Если же вам всё же необходим минимальным набор бизнес-пакетов, включая Virtual Machine Manager и Surveillance Station, то у Synology для вас есть 2-контроллерная модель SA3200D с режимом работы Active-Passive, но как говорится, это уже совсем другая история.

Автор статьи: Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)