Новый класс решений от QLogic: ускорение операций ввода-вывода в сетях SAN

Для комплексного решения вышеописанных проблем дистрибьютор оборудования QLogic в России и странах СНГ компания DSCon представила новый класс решений, призванных устранить дисбаланс производительности обмена данными между серверами и хранилищами, а также, снизить латентность. Технология Mt. Rainier, представленная QLogic осенью 2012 года, позволила объединить адаптер Fibre Channel (FC) и технологию кэширования. Идея проста: быстрая, надежная флэш-память, установленная на адаптере, кэширует данные, хранящиеся в сети SAN, и таким образом, обеспечивает более высокую скорость доступа процессора сервера к этим данным. На этой технологии основано прозрачное, высокопроизводительное, обладающее низким уровнем задержек решение для ЦОД, использующих сети FC SAN, включая виртуализованные и кластерные среды.

Адаптеры серии QLE10000 стали первыми в новой линейке продуктов FabricCache. Они представляют собой пару PCIe карт конструктива HHHL (половинная высота, половинная длина), первая из которых основана на привычном, проверенном временем адаптере 8Gb FC с дополнительным процессором и его оперативной памятью, а вторая содержит 200ГБ (модель QLE10522) или 400ГБ (QLE10542) Flash-памяти. Вторая карта берет из слота PCIe только питание, а весь обмен данными и сигналами управления между картами идет по внутреннему кабелю, связывающему пару карт между собой.

С точки зрения серверной ОС адаптеры QLE10000 выглядят как обычный 2-х портовый адаптер 8Gb FС типа QLE2562, установленный в слот PCIe, а работа кэша и управление кэшированием, встроенное в сам адаптер, полностью прозрачны и невидимы для системы. Это существенно упрощает внедрение адаптеров в существующие среды сетей хранения данных и облегчает настройку и обслуживание систем.

Карты, установленные в разных нодах кластера, умеют общаться друг с другом через  SAN. Это обеспечивает фактическое суммирование объемов кэш-памяти всех карт и построение разделяемого по SAN пула прозрачной кэш-памяти с практически линейным масштабированием производительности и гарантированным обеспечением когерентности кэша. Это же свойство карт позволяет поддерживать неизменным «горячий» кэш при физическом перемещении виртуальной машины с одного сервера на другой. При этом скорость доступа к данным, кэшированным на «соседней» карте является практически такой же, как к данным на карте, установленной в «своем» сервере.

Приложения, для которых использование адаптеров FabricCache дает наибольший эффект, в общем случае являются кластеризованными и/или виртуализованными  приложениями транзакционного характера с относительно небольшими среднетиповыми размерами блоков данных (4КБ-128КБ). В частности, можно упомянуть такие популярные приложения и среды, как Oracle Real Application Cluster (RAC), Microsoft SQL, IBM DB2 PureScale и другие распределенные базы данных в кластерных серверных конфигурациях. Применение решения в виртуализованных серверных средах также дает существенный прирост производительности и позволяет увеличивать число виртуальных машин на один сервер. Приложения, передающие через сети SAN большие объемы потоковых данных, в частности: архивирования, резервного копирования/восстановления или обработки видео, не получают существенного прироста производительности от использования описываемого решения, ввиду низкого процента попадания в кэш, характерного для всех типов подобных приложений.

Проведенные тесты для баз SQL с использованием Benchmark Factory for Databases TPC-E показали, что адаптеры QLogic QLE10000 дают прирост числа транзакций от 7 до 22 раз для баз данных OLTP, причем, наибольший эффект достигается при установке адаптеров в серверные кластеры. Тестирование QLE10000 в средах Oracle RAC продемонстрировало сокращение времени ответа в среднем на 57% и максимум на 82%. Для Microsoft Exchange Server тесты показали 5-кратное улучшение производительности.

Будучи решением, работающим в составе аппаратуры сервера, адаптеры QLE10000 в то же время позволяют существенно разгрузить трафик инфраструктуры SAN. Это освобождает ресурсы полосы пропускания для других приложений и значительно увеличивает полезный срок использования, как существующих сетей, так и хранилищ данных. Использование решений QLogic семейства FabricCache позволяет клиенту изменить акценты в своей технической политике в области развития СХД: теперь при принятии решения о покупке дополнительного количества дисков можно думать в первую очередь об объеме хранимых данных и уже потом – о скорости работы СХД. Соответственно, вместо покупки новых, более скоростных СХД, можно проводить модернизацию существующих или покупать новые СХД в более дешевой конфигурации.

Число транзакций в секунду при  использовании традиционных и новых адаптеров серии QLogic FabricCache.

Современные виртуализованные и распределенные приложения в ЦОД требуют высокой скорости операций ввода/вывода. Существующие решения не отвечают потребностям растущего количества серверов, работающих вместе для обеспечения работы сложных, бизнес-критических приложений, таких как СУБД и другие OLTP решения, системы CRM и ERP, серверы электронной почты, Web-серверы, аналитические и финансовые приложения, а также кластерные приложения: Oracle RAC и IBM DB2 pureScale. Адаптеры QLogic серии FabricCache QLE10000 позволяют справиться с этой проблемой и улучшить в разы производительность приложений без какой-либо дополнительной модернизации существующей инфраструктуры. Решение полностью не зависит ни от операционной среды серверов, ни от приложений, ни от оборудования SAN или СХД. Для адаптера QLogic не требуется никакого другого ПО, кроме стандартного, проверенного годами драйвера FC. Соответственно, практически отсутствует риск нарушения работы существующей инфраструктуры в результате внедрения нового оборудования или программного обеспечения.