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SoIP急先锋 Vicount存储解决方案

  优点

  • 安装、配置非常简单,维护成本较低
  • 基于标准UDP协议,可方便的加入到现有网络中
  • 将磁盘分解为虚拟IP分区,提供了强大的虚拟存储能力

  缺点

  • 管理功能有待于加强

  价格

  • 9~10万元

  【IT168评测中心】同直接存储相比,网络存储可以提升对于存储容量的利用率,提升管理和维护的效率,降低存储管理成本。目前,网络存储解决方案有很多,FC-SAN可以提供出色的性能和扩展性,但是需要光纤交换机等昂贵的专用设备和光纤网络,其部署、运行成本并非是中小型企业所能承担的。iSCSI协议可以在标准的以太网上运行,这已经大幅度的降低了部署SAN设备的成本,其设备本身也比FC类的更便宜,是目前比较热门的IP存储存储解决方案之一。NAS应用较为广泛,但是性能、可伸缩性都比较局限。

  SoIP(Storage–over-IP)技术近年来网络存储的一股新技术方向,这种技术利用了IP的优势来免除用户对上述四个方面的权衡。SoIP在IP层对存储进行虚拟化,充分利用网络交换机技术来创建主机和磁盘存储设备之间的直接连接。因此,这种方法消除了使用控制器和专用硬件所带来的瓶颈。另外,SoIP还把IP作为存储架构,这样就去除了性能和可扩展能力方面的限制,在无需增加专用交换机、HBA、TOE或RAID控制器成本和性能负担的前提下,提供了真正的网络存储能力。(希望了解更多信息的读者可阅读《Z-SAN:实现IP存储的新途径》、《Vicount依靠Z-SAN技术的SoIP的实现》两篇文章)

  Vicount i-SPACE 4R 企业级存储设备是北京兆维晓通科技有限公司于8月初在国内发布的产品,同时发布的还有i-SPACE 4DS桌面级存储设备,它们均采用了美国Zetera公司的Z-SAN技术,是国内厂商首次尝试SoIP的实践。

  Vicount i-SPACE 4R企业级存储设备定位于中小型企业用户,为1U机架式产品(43.5mm x 440mm x540mm,高x宽x长),可以安装4颗SATA接口的硬盘,按照每颗硬盘500GB的容量计算,可以提供2TB的存储容量,该产品可以进行堆叠,因此在较小的空间内能提供巨大的存储空间。

  因为应用了基于SoIP的Z-SAN技术,Vicount i-SPACE 4R可轻易的进行扩展,用户直接将新的设备插入到网络交换机中,就可以完成容量和性能的同步升级。目前,每一台Vicount i-SPACE 4R设备可提供最大2TB的存储容量,并能够提供接近于80MB/s的读写速度。用户可以随时增加Vicount i-SPACE存储器的数量,使得单一卷的容量最大可扩充到128PB,同时设备的扩充可带来性能同步的增长。

  Vicount i-SPACE 4R安装、配置和管理均非常的方便,它兼备块存储和文件存储的优异性和多用性的网络存储解决方案。Vicount i-SPACE 4R可以实现与NAS一样的共享存储,能同时为多种应用服务器提供共享存储空间,例如MS Exchange服务器和SQL Server数据库服务器等,并且能为这些应用服务器提供块级数据保护措施。Vicount i-SPACE 4R还能向具有特殊要求的用户提供安全的私人专享卷,保证私有数据的安全性。

  Vicount i-SPACE 4R系统布局

  Vicount i-SPACE 4R系统布局同机架式1U服务器非常的类似,前三分之一是存储区域,后三分之二是系统主板区域。从其硬件配置来看,这款设备基于Mavell提供的芯片设计,比采用通用处理器等方案具有更高的性价比。

主控制器芯片方向上有两个4cm散热风扇

主板SATA接口通过背板连接SATA硬盘

  Marvell 88F5181是一颗主频为500MHz的处理器,主要定位于访问点和路由器等网络设备。这款处理器基于Marvell专利的Feroceon ARM CPU架构,利用可变管线以实现尽可能降低功耗,达到更理想的性能功耗比。

  Marvell 88SX6042是SATA控制器芯片,该芯片可提供4个SATA II端口,并且可支持RAID 0/1/10等磁盘阵列模式。

  Marvell 88E1111是一颗千兆以太网PHY芯片,用于提供Vicount i-SPACE 4R千兆接入能力。

Spansion 闪存芯片

  S29AL032D是一颗32Mb(4M x 8-Bit或者2 Mx 16-Bit)容量的3.0V CMOS闪存芯片,支持引导。

NANYA DRAM内存芯片 NT5DS16M16CS

  简单易用的安装和配置

  前面介绍过,Vicount i-SPACE 4R存储设备只有一个电源按钮、复位按钮、电源插口和千兆网口,因此几乎不需要用户进行配置,只要把它连接到一个可提供DHCP服务的网络中并且预留足够的空闲IP地址,即可投入使用了。

  兆维晓通提供给我们一个叫做Vicount Personal Storage Manager v1.3.2的软件包,可用于Windows XP/2003等Windows操作系统。安装该软件包如同安装普通的软件。安装伊始,该软件包会检测系统是否已经安装J2RE,如果没有会自动安装。

  更确切的说,安装Vicount Personal Storage Manager v1.3.2过程如同安装硬件的驱动程序。安装过程中,系统会侦测到三个新设备:

  • 磁盘驱动器

  • Zetera Virtual Bus

  • Z-SAN SCSI Adapter

  • Z-SAN Logical Processor

  Vicount存储管理系统界面比较简洁,用户可以分别查看逻辑卷、物理设备和系统状态。上图显示的是物理设备的状态,上述界面提供了磁盘柜名称、型号、类型、位置、总空间、未使用空间、状态和固件版本。读者可以注意到,磁盘柜本身需要一个IP地址,而磁盘柜中安装的所有物理磁盘也都需要一个IP地址。而每生成一个逻辑卷,也需要分配给相应数量的IP地址,因此使用这款设备要确保网络内有足够的空闲IP地址。

  逻辑卷状态可以显示逻辑卷名称、卷类型、被分配的盘符、文件系统(NTFS或者ZFS)、总空间、挂接状态、是共享还是私有。

系统状态

  要正常的使用Vicount i-SPACE 4R存储设备,需要建立逻辑卷。根据用户数据的重要性,用户可以选择不同的逻辑卷模式,比如非常重要的数据可以选择镜像卷模式,而普通的数据只要选择标准卷模式即可。

建立镜像条带卷的配置界面

建立条带化卷的配置界面

建立镜像卷的配置界面

建立标准卷的配置界面

  用户可以给建立的逻辑卷设定密码,利用这种方式可以仅让得到密码授权的用户使用该磁盘。Vicount i-SPACE 4R存储设备提供了两种文件格式,不过选择NTFS文件系统之后,无法共享卷,只有选择ZFS文件系统才能使用共享功能。

  在兆维晓通公布的资料中是这样介绍ZFS文件系统的:

  “Z-SAN技术包括一个拥有多个启动程序的文件系统,可在块级设备上实现文件和卷共享。Z-FS文件系统可在不降低性能和可管理性的情况下允许多个用户同时读写文件。Z-FS文件系统基于来自合作伙伴公司DataPlow(www.dataplow.com)的技术,优于传统的基于服务器和NAS的文件共享方法,创造了一个比传统技术更易于管理且扩展成本更低的数据存储环境。Z-FS文件系统的优势包括:高性能文件和卷共享与优异的可管理性相结合;通过日志提供先进错误恢复功能;直接多用户访问,不需要访问控制服务器的干预,消除了性能瓶颈;可在异构计算环境中支持多种常见的操作系统;支持自动碎片整理。”

  测试平台和测试方法

测试平台配置

主板 ASUS NCL-DS1
芯片组 E7520(Lindenhurst)+ICH5R
驱动程序 INF 7.3.1.1013
处理器 Intel Xeon 3.0GHz
主频 3.0GHz
FSB 800MHz
L2容量 2MB
处理器设置 XDbit Disable EIST Disable C1 State Disable HyperThreading Enable
内存 2x 512M Reg.ECC DDR333
磁盘控制器 板载Adaptec 7902w控制器
硬盘 Cheetah 10K.7 ST373207LC
驱动程序 5.2.3790.1830
磁盘设置 主分区为20GB,NTFS格式
操作系统 Microsoft Windows Server2003,5.02.3790,SP1
网卡 板载Broadcom BCM5721千兆网卡
驱动程序 8.27.1.0

  我们在上述配置的服务器上分别安装了Microsoft Windows 2003 SP1企业版,正确安装了各个硬件的驱动程序,确保服务器工作在非常好的的状态。然后安装了Vicount Personal Storage Manager v1.3.2,分别构建了不同类型的逻辑卷:

  卷类型 卷容量 磁盘数量 块大小
Standard 标准 230GB 1 32KB
Standard2 标准 230GB 4 32KB
RAID1 镜像 230GB 2 32KB
RAID0 条带化 240GB 4 32KB
RAID10 镜像条带化 240GB 4 32KB

  我们还分别测试了使用NTFS文件格式和ZFS文件格式情况下的各类型逻辑卷的性能。

  我们所使用的评测项目如下:

  • Simpli Software HDTachRW-3.0.1.0

  Simpli Software HDTachRW-3.0.1.0是一款体积小巧,功能较为齐全,使用简单的磁盘测试软件。它可以测试整个磁盘每个位置的读取和写入性能,随机访问时间和CPU占用率。

  • IOMeter 2004.7.30

  IOMeter是一款功能非常强大的IO测试软件,它除了可以在本机运行测试本机的IO(磁盘)性能之外,还提供了模拟网络应用的能力。在这次的测试中,我们仅仅让它在本机运行测试服务器的磁盘性能。为了全面测试被测服务器的IO性能,我们分别选择了不同的测试脚本。

  • Max_throughput(read):文件尺寸为64KB,100%读取操作,随机率为0%,用于检测磁盘系统的最大读取吞吐量

  • Max_IO(read):文件尺寸为512B,100%读取操作,随机率为0%,用于检测磁盘系统的最大读取操作IO处理能力

  • Max_throughput(write):文件尺寸为64KB,0%读取操作,随机率为0%,用于检测磁盘系统的最大写入吞吐量

  • Max_IO(write):文件尺寸为512B,0%读取操作,随机率为0%,用于检测磁盘系统的最大写入操作IO处理能力

  • SiSoftware.Sandra.Professional.2005.SR2a

  SiSoftware Sandra是一款可运行在32bit和64bit Windows操作系统上的分析软件,这款软件可以对于系统进行方便、快捷的基准测试,还可以用于查看系统的软件、硬件等信息。我们利用其File System benchmark模块对于格式化之后的磁盘进行了测试。

  Sisoft Sandra 2005 Filesystem测试

  从测试结果来看,除了条带化卷(RAID0)之外,其它的卷类型均是NTFS下的Drive Index得分更高,但是相差并不大。在各个子项目中,也大都是NTFS文件类型下的测试结果占优。在NTFS文件格式下,平均访问时间均低于ZFS文件格式。

  我们将持续读取(Sequential Read)和持续写入(Sequential Write)两个子项目做成图表。在RAID10模式下,NTFS持续读取速率可以达到85MB/s,而ZFS持续读取速率也达到了79MB/s,这同兆维晓通公布的官方资料相符。在其它卷类型下,其持续读取速率也均在72MB/s以上,其中的ZFS RAID0的持续读取速率也达到了79MB/s。

  持续写入性能方面,则是RAID0模式具有非常好的的表现,其中NTFS文件格式下达到了73MB/s,ZFS文件格式下也达到了68MB/s。我们还注意到RAID10模式下的写入性能有明显的降低,只有33-37MB/s,很可能是此种卷类型下数据校验的计算量较大造成的。我们还提醒读者注意,在标准模式下,NTFS文件格式下使用多块硬盘比使用一款硬盘具有更高的性能,而ZFS文件格式下则没有性能差异。

  Simpli Software HDTachRW-3.0.1.0

  Simpli Software HDTachRW-3.0.1.0是一款体积小巧,功能较为齐全,使用简单的磁盘测试软件。它可以测试整个磁盘每个位置的读取和写入性能,随机访问时间和CPU占用率,我们对于逻辑卷进行了Full Bench测试。

  HD Tach RW平均读取测试结果显示ZFS文件格式的性能略微的优于NTFS文件格式,而且RAID0和RAID10测试中,NTFS文件格式的读取性能明显的低于ZFS。这款软件的测试结果同Sisoftware Sandra 2005 Filesystem测试结果所表现出来的趋势非常的不一致。

  两种文件格式下的随机访问时间基本上是一样的,NTFS文件格式的CPU占用率更低,具有一定的优势。

  IOMeter 2004.7.30测试

  IOMeter的测试结果显示,NTFS文件格式下IO能力普遍的高于ZFS文件格式。比如NTFS文件格式读取IO能力在普遍在5600 IOps左右——RAID10卷模式时读取IO能力略低。写入IO能力方面,ZFS文件格式同NTFS文件格式有很大的差距,前者只有500 IOps左右,后者则在6000 IOps左右。

  IOMeter吞吐量测试结果显示,同样的卷模式,NTFS文件格式的性能明显的高于ZFS。在NTFS文件格式下,标准卷模式和镜像卷模式的读取吞吐量达到了75MB/s,而条带化和镜像条带化卷模式的读取吞吐量略低,为63MB/s。在ZFS文件格式下,标准卷模式和镜像卷模式的读取吞吐量只有42MB/s,而条带化和镜像条带化卷模式的读取吞吐量则只有36MB/s。两种文件系统下所表现出来的趋势一样,都是标准卷模式和镜像卷模式的性能更高。

  NTFS文件格式下的写入吞吐量最高达到了68MB/s,而ZFS文件格式下的写入吞吐量最高仅为29MB/s。在NTFS文件格式下,两种标准模式性能最高,其中使用多块硬盘的标准模式略有优势,条带化卷模式、镜像卷模式和条带化镜像卷性能依次降低,这同其数据校验的复杂程度有关。ZFS文件格式下所表现出来的趋势同NTFS文件格式下一样,只是差异没有那么明显。

  IT168评测中心观点

  信息化的深入和多媒体业务的快速增长,无论是大型企业还是中小型企业,无论是办公、税务、设计还是医疗、教育和制造业,他们的的数据都在日期膨胀,一个良好的存储系统应该能提供足够的性能、灵活的扩展能力和管理能力。

  Vicount i-SPACE 4R存储设备因为采用了Zetera Z-SAN技术,因此可以支持从异构主机到异构存储系统的透明访问,不但可以支持Windows用户,也能很好的支持Linux用户。该设备的安装和配置非常的简单,每个客户端只要安装Personal Storage Manager软件即可使用被授权的逻辑卷。不过,该软件仅通过密码来控制用户对于已有逻辑卷的使用,而每个客户端都有权限新建逻辑卷,并不利于统一的规划存储设备的使用。

  我们使用了三种常用的磁盘测试软件对于Vicount i-SPACE 4R存储设备进行了测试,测试结果显示该设备的读写能力较高。Sisoft Sandra FileSystem测试显示最高读取吞吐量图片了80MB/s,写入吞吐量也能维持在70MB/s以上。IOMeter测试显示,大部分逻辑卷模式下读取吞吐量都在75MB/s左右,写入吞吐量也在60MB/s以上。这款设备已经接近于最大化千兆以太网的吞吐能力,因此如果要求更高则只要在网络中连接多款设备即可提升吞吐量和存储容量,这正是这类产品最大的优势所在。

  据悉,兆维晓通公司还计划在今年年底之前推出功能更强大产品,进一步充实Vicount i-SPACE的队伍,这些产品有望支持RAID5、RAID6。

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