چرا Supermicro؟
Supermicro یکی از مبتکران برجسته فناوری سرور و ذخیره‌ساز با کارایی بالا و ارائه دهنده اصلی سرور پیشرفته Building BlockSolutions® برای مراکز داده جهانی، رایانش ابری، هوش مصنوعی و سیستم‌های محاسبات edge است. Supermicro متعهد به حفاظت از محیط زیست از طریق برنامه "We Keep ITGreen®" است و کارآمدترین راه حل‌های سازگار با محیط زیست موجود در بازار را به مشتریان ارائه می‌دهد.
عملکرد سرورهای +supermicro A با استفاده از پردازنده نسل سوم AMD EPYC و ذخیره‌ساز Red Hat Ceph چگونه است؟
زیر ساخت‌های ذخیره‌سازی سازمانی و فناوری‌های مرتبط با آن سال به سال در حال پیشرفت هستند.
بخصوص، زمانی که افزایش توجه به سمت فناوری‌های AI ،5G ،IoT و ML می‌رود تقاضا برای راه حل‌های ذخیره‌سازی تعریف شده توسط SDS (Software-Defined Storage) مبتنی بر سرورهای ذخیره‌ساز خوشه‌ای نیز افزایش می‌یابد. Red Hat ® Ceph Storage (Ceph) یک راه حل برجسته در SDS است که بارهایی با کارایی بالا را برای اجرای کارآمد امکان‌پذیر می‌کند. توان عملیاتی بالا و تأخیر کم دستگاه‌های ذخیره‌سازی مدرن از فاکتورهای مهمی هستند که عملکرد کلی خوشه Ceph را بهبود می‌بخشند.
استفاده از خوشه Ceph با به کارگیری SSD NVMe (Solid State Drives) عملکرد کلی برنامه را به حداکثر می‌رساند. Supermicro خوشه‌های Ceph را بر اساس سرور ذخیره‌سازی Supermicro AS -2124US-TNRP با ریزپردازنده‌های نسل سوم AMD EPYC و SSDهای all-flash NVMe طراحی کرده و سپس آزمایشات مختلفی را برای طراحی با پیکربندی‌های بهینه شده Ceph برای تحویل دادن به کاربران ceph انجام داده است.
شرح ذخیره‌ساز Red Hat Ceph:
Red Hat Ceph Storage یک محصول آماده برای تولید Ceph است. این پلتفرم ذخیره‌ساز open-source، داده‌های توزیع شده روی خوشه رایانه‌ای را مدیریت می‌کند و رابط‌هایی برای ذخیره‌سازی در سطح شی، بلوک و فایل فراهم می‌کند. پس از تأیید شبکه، ذخیره‌ساز Red Hat Ceph محافظت از داده‌ها، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن جسم مورد نیاز با تراکم بالا را پیشنهاد می‌کند. این راه حل برای بارهای کاری مدرن مانند هوش مصنوعی، زیرساخت‌های فضای ابری و تجزیه و تحلیل داده‌ها طراحی شده است. رابط‌های API (application programming interfaces) اجازه انتقال و ادغام برنامه‌های شما را می‌دهد. برخلاف ذخیره‌سازی سنتی، ذخیره‌سازی Red Hat Ceph برای نصب‌هایی با حجم بالا (معمولاً پتابایت (PB) یا بزرگتر) بهینه شده است.
چگونه Supermicro را راه‌اندازی کنیم؟
Supermicro چندین تست عملکرد را با تنظیمات زیر اجرا کرده است. شکل 1 معماری Supermicro را با:
- سه گره مانیتورینگ
- چهار گره OSD (Object Storage Daemon)
- 10 گره RBD (RADOS BLOCK Device) را نشان می‌دهد.
جزئیات سخت‌افزار Supermicro و نرم‌افزار ذخیره‌ساز Red Hat Ceph
این خوشه در سرورهای +Supermicro A حاوی پردازنده‌های نسل سوم AMD EPYC مستقر شده است. نسخه نرم‌افزار مورد استفاده Red Hat Ceph Storage 4.2 ،Red Hat EnterpriseLinux® 8.2 و تستر fio (Flexible I/O) 3.25 است.
نتایج آزمون پایه
هدف آزمایش اول اندازه گیری عملکرد خالص I/O از ذخیره‌سازی در هر گره‌ای است که بسته Ceph نصب نشده است. هر گره دارای 22 KIOXIA CM6 3.84TB NVMe SSD است که عملکرد آن با استفاده از ابزار تستر Fio با محرک libaio IO اندازه گیری شد. عملکرد IOPS برای workloadهای تصادفی IO با اندازه کوچک (4 کیلوبایت) ارزیابی شد. عملکرد متوالی همچنین برای workloadهای IO پی در پی با اندازه بزرگ (128 کیلوبایت) ارزیابی شده است. این آزمون سه بار انجام شد و میانگین نتایج به دست آمد. در زیر، نتایج آزمون پایه را نشان می‌دهیم:
- گزینه‌های Fio برای workload تصادفی: تعداد jobs - 8، عمق صف - 32، موتور IO - libaio
- گزینه‌های Fio برای workload متوالی: تعداد jobs - 1، عمق صف - 32، موتور libaio - IO
پیکربندی و نتایج معیار
بخش‌های زیر نتایج عملکرد معیار جامع یک خوشه Ceph مبتنی بر all-flash را با استفاده از 22 KIOXIA HDS-SMP-KCD6XLUL3T84 NVMe SSD ارائه می‌دهند. این آزمایش در فضای ذخیره‌ساز مبتنی بر RBD که بلوک ذخیره‌ساز جزئی برای Ceph است، انجام شد. Workloadها با استفاده از معیار Fio با ده سرور client ایجاد شد. قبل از شروع آزمایش، ما 200 تصویر RBD ایجاد کردیم که در مجموع 20 ترابایت داده تولید می‌کند. سپس ما یک تکرار را 2 بار اعمال کردیم، در نتیجه اندازه کل داده‌های ذخیره شده در خوشه 30 ترابایت شد.
*10 Clients x 20 RBD images per client x 100 GB RBD image size = 20 TB (2x Replication: 15 TB x 2 = 30 TB)
یک آزمون تصادفی با بار کاری 4 کیلوبایت IO کوچک و با تعداد jobs معادل 8 و عمق صف 32 در هر نمونه Fio ایجاد و اجرا شد. همچنین یک آزمون پی در پی با بار کاری، 128 کیلوبایت IO بزرگ با تعداد jobs معادل 1 و عمق صف 32 در هر نمونه Fio ایجاد و اجرا شد. ما همچنین تغییرات تأخیردر هر آزمون را اندازه‌گیری کردیم. این آزمون سه بار انجام شد و میانگین نتایج به دست آمد.
نوشتن تصادفی با بارکاری 4k
ما عملکرد و تأخیر نوشتن تصادفی 4 کیلوبایتی را با افزایش عمق صف در 200، client اندازه گیری کردیم. در عمق صف 32، عملکرد نوشتن تصادفی 4 کیلوبایتی با میانگین K IOPS719، با تأخیر متوسط 8.9 میلی ثانیه و دنباله تاخیر متوسط (99.99٪ تاخیر هفتم) 134.23 میلی ثانیه اندازه‌گیری شد.
خواندن تصادفی با بارکاری 4KB
ما عملکرد و تأخیر خواندن تصادفی 4 کیلوبایتی را با افزایش عمق صف در 200، client اندازه گیری کردیم. در عمق صف 32، عملکرد خواندن تصادفی 4 کیلوبایتی با میانگین 3194K IOPS، با تأخیر متوسط 2 میلی ثانیه و دنباله تاخیر (99.99٪ تاخیر هفتم) 683 میلی ثانیه، اندازه‌گیری شد. با افزایش عمق صف، عملکرد و تأخیر بیشتر می‌شود. دنباله تأخیر (99.99٪ تاخیر هفتم) در عمق صف 16 و بالاتر به طور قابل توجهی افزایش یافت.
بارکاری نوشتن متوالی 128KB
با حداکثر 60، client میانگین خروجی بارکاری برای 128 کیلوبایت نوشتن متوالی, 16گیگابایت در ثانیه است. تاخیرها با افزایش تعداد client ها به طور پیوسته افزایش می‌یابد.
بارکاری خواندن متوالی 128KB
با حداکثر 100، client میانگین خروجی بارکاری برای 128 کیلو بایت خواندن متوالی، 39 گیگابایت در ثانیه است. تأخیر با افزایش تعداد مراجعه کنندگان به طور پیوسته افزایش می‌یابد، در حالی که وقتی تعداد client به 100 رسید، توان عملیاتی نسبتاً ثابت باقی می‌ماند.
خلاصه عملکرد ذخیره‌ساز Red Hat Ceph
4K Random Writes Latency @32 IO Depth 8.9ms
4K Random Writes throughput @32 IO Depth 719K IOPS
4K Random Reads Latency @32 IO Depth 2ms
4K Random Reads throughput @32 IO Depth 3.19M IOPS
128K Seq Writes throughput 16GB/s @60 clients
128K Seq Reads throughput 39GB/ s @200 clients
نتیجه :
سرورهای + Supermicro A برای محیط‌های سازمانی بهینه شده و عملکرد مداوم بالایی را ارائه می‌دهند و آنها را به یک راه حل ایده‌آل برای ذخیره‌سازی تعریف شده توسط نرم‌افزار ذخیره‌ساز Red Hat Ceph تبدیل می‌کند. Supermicro با استفاده از سرورهای AS -2124US-TNRP، پردازنده‌های نسل سوم AMD EPYC 7713 ،SSDهای نسل چهارم PCI-E NVMe و ذخیره‌ساز Red Hat Ceph، خوشه Ceph مبتنی بر all-flash را برای بهینه‌سازی عملکرد طراحی کرده است. این راه حل می‌تواند عملکرد خواندن تصادفی 4 کیلوبایتی را به بیش از 3.19 میلیون برساند و این یک عملکرد دائمی عالی است.
)
