Примеряемся к NVMe NAS

Спрос на NAS-решение увеличивается: по прогнозам, в течение следующих семи лет объем глобального рынка NAS почти утроится, достигнув $130 миллиардов. Одним из драйверов роста является удешевление высокоскоростных накопителей NVMe – цена за терабайт уже опустилась ниже $100.

Потенциальные роли NVMe NAS:

• Корпоративные файловые службы

Централизованное хранение данных с возможностью оперативной аналитики.

• Запуск производственных программ

Ускорение рабочих процессов: загрузка, редактирование и воспроизведение видео в сверхвысоком разрешении, визуализация, создание спецэффектов, AI/ML-расчеты.

• Хостинг гипервизоров

Использование в качестве высокопроизводительного хранилища для виртуализированных серверов.

• Резервное копирование и восстановление данных

Обеспечение целостности данных и быстрое аварийное восстановление.

Выбор есть

На рынке представлен широкий спектр (в основном дорогих) высокопроизводительных NVMe-систем, предназначенных для хранения критически важных данных. Также доступны специализированные NVMe- и гибридные решения для резервного копирования.

Кроме готовых решений, существуют программные продукты – как коммерческие, так и с открытым кодом, позволяющие создавать NVMe-хранилища на стандартном серверном оборудовании. Программно-определяемые системы привлекают пользователей гибкостью настройки, возможностью подбирать компоненты под собственные нужды и значительным снижением затрат.

Составляющие программно-определяемого NVMe -хранилища

Типичное современное хранилище – это сервер, оснащенный специализированной ОС. Его функциональность и эффективность напрямую зависят от программного обеспечения.

Open-E JovianDSS – пример многофункционального программного решения на основе файловой системы ZFS. Оно обеспечивает надежное хранение, защиту и постоянный доступ к данным корпоративной инфраструктуры. Среди ключевых преимуществ – встроенные функции резервного копирования, охватывающие широкий диапазон рисков и позволяющие обойтись без дополнительных сторонних инструментов. ZFS гарантирует целостность данных посредством механизмов снимков и репликации.

Функция On-Off-site Data Protection обеспечивает надежное резервное копирование и восстановление данных в случае аварий благодаря сочетанию нескольких подходов: локального и удаленного резервирования, гибких политик хранения, моментальных снимков и клонирования.

Аппаратная основа для NVMe-хранилища

Базовая серверная платформа для хранилища NVMe должна поддерживать подключение достаточного количества NVMe SSD. Важными критериями является наличие запаса вычислительных ресурсов (процессорные ядра, оперативная память), а также широкополосное сетевое соединение.

Одним из примеров такой платформы является ASUS RSA500A-E12-RS12U с поддержкой до 12 накопителей NVMe в конструктиве 1U. Если этого недостаточно, можно обратить внимание на ASUS RS520A-E12-RS24U с емкостью до 24 NVMe-дисков в 2U. Для построения гибридных NVMe/HDD-решений оптимальным вариантом будет ASUS RS520A-E12-RS12U .

Системы на базе ZFS активно используют оперативную память для кэширования данных и метаданных, вычисления избыточности, сжатия и дедупликации. Особенно ресурсоемка дедупликация — она существенно повышает требования к объему RAM. Необходимый объем памяти зависит от размера блока и общего объема дедуплицированного пула. Остается актуальным общее правило: "1 ГБ оперативной памяти на каждый 1 ТБ хранения" .

Тесты  на скорую руку

Нашей целью была не оценка функциональности хранилища, а практическое сравнение производительности систем на NVMe SSD и HDD.

В качестве тестовой платформы мы выбрали ASUS RS520A-E12-RS12U , поддерживающую и NVMe SSD, и SATA HDD. На сервер был установлен Open-E JovianDSS , а сами пулы сформированы средствами ZFS :

• Пул Z1 (NVMe): 3×7.68 ТВ NVMe SSD

• Пул Z1 (HDD): 4×4 ТБ SATA HDD

Тестировали передачу потоковых данных между сервером и клиентом в сети 25GbE с помощью утилиты FIO , используя следующие шаблоны:

fio --name=reads --filename=.PhysicalDrive$ --thread --rw=read --direct= 1 --ioengine=windowsaio --bs= 1 M --numjobs= 8 --iodepth= 8 --size= 138 G --group_reporting >> read.txt

fio --name=write --filename=.PhysicalDrive$ --thread --rw=write --direct= 1 --ioengine=windowsaio --bs= 1 M --numjobs= 8 --iodepth= 8 --size= 138 G --group_reporting >> write.txt

Результаты тестов – на табло:

Время – деньги

Когда важно быстро работать, минимизировать сервисное окно резервного копирования и не терять данные – на помощь приходят NVMe-хранилища. Они бывают не такими дорогими, чтобы их игнорировать.