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FAS6200 avec Data ONTAP 8 Cluster-Mode : performances et évolutivité à la clé

Le 1er novembre 2011, NetApp a établi un nouveau record au banc d'essai SPECsfs2008 NFS avec son système NetApp® FAS6200 doté de Data ONTAP® 8 Cluster-Mode. Le système NetApp a exécuté plus de 1,5 million d'opérations par seconde en SPECsfs2008_nfs.v3, soit 35 % de mieux que le précédent record, et ce, en exploitant moins de la moitié de l'infrastructure.

Cet article explique comment Data ONTAP parvient à offrir des performances HPC-level tout en proposant les fonctionnalités de premier plan caractéristiques des produits NetApp. Nous parlerons du travail réalisé au niveau du banc d'essai pour arriver à ces performances d'exception et à cette remarquable évolutivité qui suit le développement de votre cluster. Mais avant cela, commençons par quelques informations générales sur le Cluster-Mode.

Notions de base sur Cluster-Mode

Comme vous le savez déjà probablement, Data ONTAP 8 regroupe les fonctionnalités de Data ONTAP 7G et de Data ONTAP GX dans une seule base de codes avec deux modes de fonctionnement distincts : d'une part, 7-Mode, qui offre des possibilités équivalentes aux versions Data ONTAP 7.3.x, et d'autre part, Cluster-Mode, qui prend en charge les configurations à contrôleurs multiples avec un espace de noms global et un système de fichiers en cluster. Ainsi, Data ONTAP 8 offre une évolutivité à la fois horizontale et verticale en termes de performances et de capacité de stockage. Vous profitez d'une solution qui s'adapte aux besoins de votre entreprise.

Le Cluster-Mode fait appel à des éléments de base haute disponibilité que vous connaissez déjà : deux systèmes FAS standard ou deux systèmes V-Series (configuration active-active dans laquelle chaque contrôleur est responsable de la moitié des disques en fonctionnement normal et prend tout en charge en cas de défaillance de son homologue). Au sein d'une paire haute disponibilité, un contrôleur constitue un « nœud ». Les paires sont regroupées en cluster grâce à des interconnexions dédiées 10 Gigabit Ethernet (10GbE). Pour des questions de fiabilité, ces interconnexions sont redondantes et servent aussi bien aux transferts de données qu'aux communications du cluster.

Les éléments de base de Cluster-Mode ne doivent pas être nécessairement identiques, et vous pouvez construire un cluster en utilisant les paires haute disponibilité FAS que vous possédez déjà. Lorsque vous décidez de faire évoluer les performances, vous pouvez ajouter un nouveau système FAS à votre cluster et retirer, sans interruption, ceux qui ne vous sont plus utiles.

Pour en savoir plus sur Data ONTAP 8 Cluster-Mode, consultez ce récent rapport technique de NetApp.

Un système Cluster-Mode peut être composé de FAS homogènes ou hétérogènes (comme illustré) et/ou de systèmes de stockage V-Series. En outre, il est capable de prendre en charge simultanément tous les protocoles d'accès au stockage.

Figure 1) Un système Cluster-Mode peut être composé de FAS homogènes ou hétérogènes (comme illustré) et/ou de systèmes de stockage V-Series. En outre, il est capable de prendre en charge simultanément tous les protocoles d'accès au stockage.

Banc d'essai SPECsfs : des résultats exceptionnels

Maintenant que vous connaissez mieux Cluster-Mode, venons-en à la configuration qui nous a permis d'obtenir ces excellents résultats au banc d'essai SPECsfs. Si vous vous êtes déjà intéressé à des bancs d'essai, vous aurez certainement constaté que de nombreux records sont établis avec des systèmes qui ne sortiront probablement jamais d'un environnement de laboratoire. Pour ces tests, nous avons tenu à utiliser une configuration qui pourrait être aisément appliquée et exploitée en conditions réelles dans un data center.

Voici ce que comprenait notre système de stockage en test :

  • 24 contrôleurs de stockage FAS6240 (12 paires haute disponibilité)
  • Chacun avec un module Flash Cache de 512 Go
  • Un total de 1728 disques (72 disques par contrôleur) configurés en groupes RAID RAID-DP®

Nous avons choisi le FAS6240, la plateforme de milieu de gamme parmi les systèmes de stockage d'entreprise FAS6200, car il constitue un choix type. Le FAS6280, qui se positionne en haut de gamme, offrirait naturellement des performances supérieures dans les mêmes conditions de test.

Étant donné qu'un contrôleur FAS6240 peut prendre en charge jusqu'à 3 To de Flash Cache, limiter chaque nœud de cluster à une seule carte de 512 Go peut paraître insignifiant, comparé à ce qui pourrait être déployé au sein d'une configuration classique de data center. Une telle installation est également modeste si l'on se réfère à la quantité de disques SSD déployés au sein de récentes configurations de test SPECsfs.

De même, l'utilisation de seulement 72 disques par contrôleur tend à être minimaliste quand on sait qu'un contrôleur FAS6240 peut en accepter jusqu'à 1440. Enfin, les disques employés étaient des disques SAS de 450 Go à 15K tr/min. Il convient par ailleurs de souligner que RAID-DP, qui est l'implémentation RAID 6 à double parité de NetApp, a été activé sur l'ensemble des tests. Rien d'étonnant à cela puisque les clients en font une pratique standard (RAID-DP est une fonctionnalité par défaut chez NetApp). Cette approche entraîne toutefois des différences notables avec la plupart des tests SPECsfs réalisés par d'autres et qui recourent à la mise en miroir pour éviter la surconsommation de RAID.

Les résultats du banc d'essai SPECsfs2008 sont illustrés par le graphique de la Figure 2. Le débit au point de terminaison a atteint 1 512 784 opérations par seconde en SPECsfs2008_nfs.v3 avec un temps de réponse global (ORT) ou une latence moyenne de 1,53 milliseconde (ligne en pointillés). Les résultats de NetApp aux tests SPECsfs2008 sont consultables dans leur intégralité sur le site Web SPEC. Si vous connaissez bien les tests SPECsfs, vous pouvez constater que le cluster présente un profil très similaire à ce que l'on pourrait observer pour un système de stockage autonome. À des débits plus faibles, le cluster affiche un temps de réponse (le temps nécessaire pour répondre à une requête) plus court, et ce temps de réponse augmente à mesure que la charge devient plus importante.

Depuis plusieurs années déjà, les temps de réponse rapides sont la marque de fabrique de NetApp. Les résultats obtenus lors de ce banc d'essai viennent conforter cette image, même si nous n'avons pas essayé d'optimiser les accès aux données. En fait, notre environnement de test était même le moins optimal possible sur ce plan. Les clients de test demandaient les données à n'importe quel nœud du cluster sans tenir compte de l'endroit où elles se trouvaient réellement. Sur 24 demandes reçues par un nœud, 23 en moyenne concernaient les données d'un autre nœud. Ces chiffres sont révélateurs d'une chose : en contexte réel, des charges de travail sensibles à la latence, telles que Microsoft® Exchange, les applications de bases de données et les machines virtuelles, pourraient tourner efficacement sur un cluster NetApp.

Résultats au banc d'essai SPECsfs pour Data ONTAP 8.1 Cluster-Mode : débit en opérations/s SPECsfs par rapport au temps de réponse des clients. Le débit a atteint jusqu'à 1 512 784 opérations/s. La ligne en pointillés correspond au temps de réponse global (ORT) de 1,53 milliseconde.

Figure 2) Résultats au banc d'essai SPECsfs pour Data ONTAP 8.1 Cluster-Mode : débit en opérations/s SPECsfs par rapport au temps de réponse des clients. Le débit a atteint jusqu'à 1 512 784 opérations/s. La ligne en pointillés correspond au temps de réponse global (ORT) de 1,53 milliseconde.

Évolutivité linéaire

Soyons réalistes, peu d'entre vous ont actuellement besoin d'un cluster de stockage capable d'offrir 1,5 million d'opérations par seconde. En revanche, vous pouvez être amenés à exiger des performances supérieures à celles de votre système de stockage. Compte tenu de la tendance à la virtualisation en masse, au cloud computing et aux données volumineuses, vos besoins de performances vont très certainement s'accroître plus vite que ce que vous aviez prévu. Sachant cela, nous avons aussi voulu tester l'évolutivité d'un cluster NetApp.

Outre les résultats SPECsfs2008 sur 24 nœuds dont nous venons de parler, nous avons publié cinq résultats intermédiaires avec des clusters 4 nœuds, 8 nœuds, 12 nœuds, 16 nœuds et 20 nœuds de systèmes FAS6240. Dans tous les cas, la configuration par nœud était identique à celle utilisée pour les 24 nœuds : 512 Mo de Flash Cache et 72 disques par nœud de contrôleur.

Comme vous pouvez le voir sur la Figure 3, les performances évoluent de manière extrêmement linéaire à mesure que des nœuds sont ajoutés. L'ORT reste stable dans toutes les configurations testées.

Taille des clusters et temps de réponse global/débit SPECsfs2008

Figure 3) Taille des clusters et temps de réponse global/débit SPECsfs2008

L'évolutivité est donc au rendez-vous : vous pouvez bâtir votre cluster dans le temps et bénéficier d'une progression prévisible des performances sans avoir à subir une augmentation du temps de réponse qui aurait des répercussions négatives sur vos applications sensibles à la latence.

Conclusion

Les récents résultats obtenus par NetApp au banc d'essai SPECsfs2008 NFS traduisent des performances exceptionnelles et une évolutivité linéaire. Les systèmes FAS6200 dotés de Data ONTAP 8 Cluster-Mode offrent des performances de stockage HPC-level aux infrastructures IT classiques. Outre les performances exceptionnelles et la faible latence, Cluster-Mode propose l'intégralité du portefeuille NetApp en matière de protection des données et d'efficacité du stockage, mais aussi la continuité des opérations, l'intégration à un vaste écosystème de partenaires et un support complet pour les environnements clouds et en colocation sécurisés.

Que vous choisissiez des systèmes FAS ou V-Series, Data ONTAP 8 Cluster-Mode vous apporte la fiabilité dont vous avez besoin pour assurer la continuité de votre activité, la flexibilité nécessaire pour rester en phase avec l'évolution du marché et l'efficacité opérationnelle indispensable à la croissance de votre entreprise.

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Chris Lemmons
Responsable senior
Ingénierie des charges de travail


Chris Lemmons a consacré une bonne partie de ses 28 ans d'expérience dans le secteur IT à étudier les subtilités qui distinguent les performances de stockage et les performances informatiques. Ancien employé de Data General, de Ziff-Davis et de Veritest, il a rejoint NetApp il y a 7 ans. Depuis, il s'intéresse presque exclusivement aux performances de stockage, tout particulièrement dans les environnements applicatifs d'entreprise où tournent Oracle®, Exchange et VMware®.



Bhavik Desai
Ingénieur performances
NetApp


Bhavik Desai a fait ses débuts chez NetApp en tant que jeune diplômé en sciences informatiques issu d'un master de l'université de Clemson. Depuis trois ans qu'il travaille dans l'entreprise, il se concentre sur les performances de nombreuses technologies intervenant dans le stockage NetApp, comme Exchange, VMware et Hyper-V™. Depuis peu, il concentre ses efforts sur les bancs d'essai standard de l'industrie, comme les bancs d'essai SPECsfs2008 et SPC-1.


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NetApp face à la concurrence

Deux autres entreprises ayant récemment publié leurs résultats au banc d'essai SPECsfs2008 NFS dépassent les 1 million d'opérations par seconde. La première exploite une solution axée sur HPC, la seconde, une appliance de cache face à un stockage tiers. Nous sommes néanmoins convaincus que seule NetApp peut vous offrir la solution gagnante combinant un stockage unifié et des performances HPC-level avec l'évolutivité, l'efficacité du stockage et la protection intégrée des données indispensables à tout environnement d'entreprise.

Pour en savoir plus, NetApp TR-3990 vous donne un comparatif plus détaillé entre les résultats de NetApp et ceux communiqués récemment par un tiers. Un bulletin de blog publié il y a peu par Dimitris Krekoukias de NetApp se penche davantage sur ces résultats SPECsfs.


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