何谓存储服务器?可以把它理解为一个计算单元和存储单元的结合体。相比服务器+磁盘阵列的传统存储方案,存储服务器带来了一个更低成本的存储解决方案。那么性能呢?来看看下面配置了3Gbps SAS RAID卡和15块硬盘的存储服务器的实际表现吧。
一、通用?还是专用?
以往我们测试的服务器大多都是通用型,顾名思义,通用型的服务器——无论是塔式还是机架,这种服务器在设计的时候并没有太多的偏好,配置的比较均衡,比如配置双路处理器、较多的内存、充裕的内部存储空间和丰富的I/O选择,这样的配置决定了这类服务器可以适应大多数的应用,无论是文件/打印,还是数据库、Web、视频等等。
如果是一机多用,或者是服务器需要变换服务角色,那么无疑具有宽泛配置扩展性的通用服务器是很好的选择。但如果从应用出发,在一些特定的应用环境中,比如云计算,或者存储,量体裁衣的专用服务器却能够更好的满足应用需求,就好比一台动力十足、空间充裕,兼顾越野性能和舒适性的SUV,虽然能满足大多数的驾驶和乘坐需求,但如果用它专门来载客或者越野却又不是那么适用了。
存储服务器可以认为是一种特殊定制的专用服务器,相比通用服务器广泛的应用类型,存储服务器只是为存储而生。由此,它并不擅长繁重的计算任务,或者具有大量的内存来满足虚拟化等应用。相比通用服务器,存储服务器最明显特点是具有更加“海量”的内部存储空间。通用服务器通常可以安装4~8块磁盘(当然可以更多),而存储服务器通常具有12~24块硬盘,硬盘数量甚至可以媲美小型的磁盘阵列。
存储服务器也可以被称作是一种成本更低的解决方案。由于应用更为简单,存储环境对计算能力要求并不高,所以很多存储服务器采用了单路设计,内存插槽也更少,相对多功能的通用服务器成本也要更低。而相对于服务器+磁盘阵列的存储方案,存储服务器是一个独立的单元,成本上无疑也要更低,更加适合价格敏感、对容量要求不苛刻的中小型存储环境。
上图这台强氧HT3115是一台典型的存储服务器,在3U的空间中可以容纳15块3.5寸SAS/SATA热插拔硬盘。基于SuperMicro(超微)平台,采用Intel 3420芯片组,配置了英特尔至强X3430处理器。作为存储服务器核心设备之一,RAID卡采用了Promise(乔鼎)SuperTrak EX16650 16口SAS/SATA RAID卡,主芯片采用Intel IOP348,配有512MB ECC DDR2缓存。
值得一提的是,这款强氧HT3115存储服务器主板还带有一个PCI-E x16 2.0插槽,看上去这款服务器可以安装一款x16接口的专业显卡,作为工作站应用。另外,主板上还提供了一个PCI-E x8插槽,不过从强氧HT3115的规格表来看,这个x8插槽只能工作在x4模式下。电源方面用料十足,配置了3颗380W ABLECOM冗余电源,为服务器提供了充足动力,并提供了冗余保护,避免电源失效造成的宕机。
对于一款存储服务器,我们不免拿它和磁盘阵列相比较。存储服务器是否可以替代中低端磁盘阵列,这是一个见仁见智的问题。在价格方面,存储服务器要比磁盘阵列+服务器的组合方式更加便宜,这也是存储服务器诞生的初衷。这种整合了服务器和阵列的产品,在空间占用和耗电上表现也要更好一些。
如果企业存储需求不高,比如十几TB或几十TB,选择存储服务器是更廉价的方案。但从另一个方面看,存储服务器这种将计算单元和存储单元整合到一起的方式却曾遭到阵列拥簇者的诟病,这种“将所有鸡蛋放到一个篮子”中的模式难免在安全性和可靠性比独立的服务器+存储模式低一些,计算和存储分开,可以避免数据因系统问题而无法有效访问。
1、托架和硬盘
强氧HT3115正视图
如果从外观上看,这台3U的强氧HT3115的确和通用型服务器有些不同,前面板全部用于3.5寸热插拔硬盘托架,这让它看上去更像是一台磁盘阵列。功能区域位于右上角,包括电源按钮、Reset按钮,电源和状态显示灯等。
存储服务器所具备的硬盘数量一般为12~24块,24块硬盘的存储服务器已经可以跨入小型磁盘阵列的行列。这台强氧HT3115最大支持15块3.5寸热插拔SAS/SATA硬盘,安装2TB SATA硬盘,内部存储容量可以达到30TB,对于一般的小型存储应用应该说是足够用了。
送测的强氧HT3115配置了15块1TB SATA硬盘
作为存储的核心设备,硬盘的重要性毋庸置疑。HT3115所配置的硬盘为西部数据WD1002FBYS企业级硬盘(黑盘),容量1TB,采用SATA II接口,32MB缓存,转速7200,单碟容量375GB。每块硬盘集成两颗数据处理器来提升硬盘性能,最大内部传输率可以达到145MB/s。
2、后部接口
再来看看后部接口。强氧HT3115后部接口比较简单,提供了2个PS/2接口、2个USB 2.0接口、串口、VGA接口和2个千兆以太网接口。
强氧HT3115后视图
配置三颗380W冗余电源
电源部分是非常关键的一个部件,电源品质的好坏关系着系统的可靠性。强氧HT3115配置了三颗ABLECOM高品质电源,每颗最大输出功率380W。正常状态下分担负载,其中一颗失效的话剩余两颗担负起负载,并报警提示。需要注意的是,三颗电源需要同时接电,如果一颗没接电的话会有报警提示。
3、散热系统
强氧HT3115内部空间较大,理线比较清楚,机箱内并不杂乱,这也有利于散热。HT3115采用了单路设计,配置了一颗至强X3430处理器,TDP95W,相比80W的标准TDP至强发热量要高一些。HT3115散热系统做工还是较为精良,在机箱前方安装了4个92mm风扇,机箱后部安装了2个80mm风扇,中间通过导流风罩增加气流强度,形成中央贯通的风道,提高对CPU、内存、主板等关键部件的散热效果。
强氧HT3115内部结构
机箱前部安装了四个92mm模块化风扇,三洋电机出品,品质较高,不过噪音很大
存储服务器作为数据的载体,容纳着大量的硬盘,相信没有一个企业希望因为散热问题导致珍贵的数据丢失或破坏。所以散热系统一般都是存储服务器设计厂商们所重视的地方,就像这款强氧HT3115,前后共6个三洋高品质风扇,并通过导流风罩形成贯通风道,提高散热效果。风扇采用模块化设计,可以独立安装,这样在风扇出现故障的时候就可以迅速替换,为挽救数据争分夺秒。
不过,HT3115所配置的机箱风扇转速较高,并且不具备PWM(脉冲宽度调节)转速控制功能,使得风扇一直在较高转速工作,虽然保证了散热效果,但是造成了很大的噪音。主观来说,如果将HT3115作为工作站应用,在这样的噪音源旁边工作并不是一件喜人的事情。
4、内部细节
强氧HT3115基于SuperMicro X8SIE平台,采用Intel 3420芯片组,支持英特尔至强X3400、L3400以及Core i3-540、i3-530和奔腾G6950处理器。送测机型配置了一颗Intel Xeon X3430,采用45nm工艺,具有四个核心,主频2.4GHz,具有8MB L3缓存,功耗95W。对于一台存储应用的服务器,对CPU的要求并不苛刻,但是如果作为工作站,进行视频编辑等应用,则需要进行大量的运算任务,对CPU要求较高,那么单路处理器就不太适合繁杂的视频处理了。
强氧HT3115内部结构
硬盘背板采用SATA933
主板集成了6个内存插槽,虽然更大的内存可以增加数据的吞吐速度,但存储服务器对内存的需求不会像虚拟化等应用那么苛刻。HT3115最大可以支持32GB ECC DDR3内存,对于大部分存储应用都应该足够了。标配了2GB ECC DDR3内存。
插槽部分不能算多,提供了一个PCI-E x16 2.0插槽,可以用来安装高速的专业显卡,作为工作站应用。另外还提供了一个PCI-E x8插槽(x8机械、x4电气),还有一个PCI插槽。
5、阵列卡
在存储服务器中,RAID卡是十分关键的部件,关系着整个系统的存储性能,也关系着阵列的功能丰富度,比如决定RAID卡级别,提供数据保护等。强氧HT3115配置了一块Promise SuperTrak EX16650 RAID卡,这款产品是Promise 3Gbps产品中的高端产品,采用主频1.2GHz的Intel 81348 XScale主控芯片,支持丰富的RAID级别,包括RAID 0/1/1E/5/6/10/50/60。
Promise SuperTrak EX16650 RAID卡
EX16650具有四个四端口3Gb SAS SFF-8078连接器,采用PCI-E x8接口,板载512MB ECC DDR2缓存,并且可以连接BBU(电池备份单元),防止断电造成缓存中的数据丢失,不过送测的产品没有配置BBU。
Promise SuperTrak EX16650 RAID卡参数规格:
Promise SuperTrak EX16650 RAID卡参数规格
三、测试环境
强氧HT3115 | |
外形 | 3U机架式 |
处理器 | Intel Xeon X3430 2.40GHz |
处理器数量/最高 | 1/1 |
L2缓存 | 4*256KB |
L3缓存 | 8MB |
芯片组 | Intel 3420 |
内存/最大 | 2GB/32GB ECC DDR3 |
内存插槽 | 6个DIMM插槽 |
扩展插槽 | 1个PCI-E x16 2.0、1个PCI-E x8(x4电气)、1个PCI |
硬盘/托架 | 15*1TB SATA II/15个3.5英寸热插拔硬盘托架 |
光驱/软驱 | 无 |
显卡/显存 | Matrox G200eW /16MB |
网络适配器 | 双Intel 82574L千兆以太网网卡 |
电源 | 380W*3 |
阵列卡 | Promise SuperTrak EX16650/512MB |
2、测试环境
Windows Server 2008 R2企业版 | |
阵列模式 |
1系统盘+14块硬盘组建RAID 5 |
读写策略 |
ReadAhead(读)、WriteBack(写) |
测试手段 |
Iometer 2006.7.27 |
操作系统:Windows Server 2008 R2英文企业版
阵列模式:系统盘和数据盘分开,在一块硬盘上安装操作系统,为了测试存储系统的最大能力,将剩下的14块硬盘组建成一个大的RAID 5阵列,条带选择64KB。将操作系统和数据分开,可以降低数据面临的风险。
读写策略:在RAID卡设置界面中可以选择RIAD卡缓存的读写策略,策略的不同设置对存储系统的读写能力有较大影响。读策略有三种选择:no、ReadCache、ReadAhead,通过测试,选取ReadAhead(预读)可以获得最大的读取能力。写策略有两种,WriteThrough和WriteBack,WriteThrough可以理解为不通过缓存直接将数据写入到硬盘,选择Write Back以获得最大的写入能力。
测试手段:测试手段采用测试存储系统Iops、吞吐量等性能常用的Iometer,IOMeter是一款功能非常强大的IO测试软件,它包含了负载发生器(IOMeter称其为Worker),提供一系列标准测试组件以模仿实际应用,如WebServer(网站服务器)、FileServer(文件服务器)和在OLTP(OnLine Transaction Processing,在线交易处理)服务器。这些测试组件产生不同大小的输入输出请求和读/写分布,以模仿实际应用中的行为。
对于Iometer,我们测试了顺序读、顺序写、Fileserver、Webserver这几个脚本。
四、测试结果
1、顺序读:
Iometer顺序读
顺序读测试可以较好的测试存储系统对特定数据块的读取能力,也能直接反应存储系统的最大读取性能。在顺序读测试中,存储系统性能随着数据块的增大在不断上升,在128KB数据库开始曲线开始平稳,读取性能达到了650MB/s左右,读取能力基本饱和,后面更大的数据块读取中曲线也无太大变化,一直维持在650MB/s左右。从顺序读测试结果来看,强氧HT3115对于大数据块可以提供较强的顺序读取能力。
2、顺序写
同样,顺序写测试也是测试存储系统在不同数据块的性能表现,也可以反应存储系统的最大写入能力。在测试中,写入性能随着数据块增大不断上升,在64K数据块达到峰值,接近600MB/s,这是一个很高的数值,写入峰值接近读取峰值,反映了存储系统读写能力比较平均。在512KB数据块出现了下滑,随后较为平稳,保持在550MB/s左右,写入能力的下滑和数据块太大可能有关。
3、Fileserver
文件服务器应用在一个多用户或网络化的环境中专门用于文件的存储、恢复和管理。不同的用户访问形成了多线程,因此工作负载是随机性的。通过应用512B~64KB的数据块,设置不同的读写分布,80%读取、100%随机,可以模拟文件服务器模式下存储系统的表现。队列深度设置为1~256,用于模拟多用户访问。
Fileserver测试中,IOps随着队列深度的提升而增加,在256队列深度达到最大值,接近1400 IOps,这是一个很高的数值。
4、Webserver
Web服务器是用来处理多用户通过Internet或Intranet进行的访问,这些请求具有典型的随机性,并且在用户在访问页面或视频时更偏向于读请求。测试读取尺寸从512B到512KB不等,100%读取,100%随机,用于模拟Web服务器下存储系统的性能。同样,为了模拟多用户访问,采用较深的队列深度,选择1~256。
Webserver测试中,IOps随队列深度的增加而提升,在256队列深度达到最大值,超过了4000 IOps,不难看出,这同样是一个很高的数值。
小结:量体裁衣,选购适合自身的存储方案
虽然6Gbps SAS时代已经来临,但高端3Gbps SAS RAID卡+14块硬盘的存储系统也并不会让我们失望。从测试数据可以看出,无论是顺序读写能力,还是更加考量随机读写能力的文件服务器、Web服务器等测试中,这台强氧HT3115存储服务器均取得了抢眼的成绩,表现出了良好的综合性能。
强氧HT3115
互联网的飞速发展也在不断推动着对存储的需求,从传统的应用来看,互联网应用如Web服务器、邮件服务器、游戏服务器、企业级文件服务器、企业数据库、视频点播/编辑/监控等,这些应用都需要大量的存储空间,那么,存储服务器又更加适合哪些应用?
当然,存储服务器最大的优势在于成本更低,在容量和性能上也可媲美中低端磁盘阵列,并且配置灵活,可以选择不同的阵列卡,对于企业文件服务器、邮件服务器,或者视频点播、监控等应用,不失是一种好的选择。但对于关键任务领域,如大型数据库,服务器+磁盘阵列这种将计算和存储分离的方式似乎更可靠一点。
强氧HT3115存储服务器优缺点:
优点:做工精良,存储性能优秀
缺点:噪音较大