首個針對數據中心級方案的暴力評測之「性能表現」

在之前發布的《首個針對數據中心級方案的暴力評測》的文章中，我們對此次參與評測的產品和方案進行了詳細的介紹，讓大家對此次評測有了一定的了解。在接下來這篇文章中，我們將通過實際的測試，來展示Dell EMC數據中心級方案在性能方面的表現。

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E企研究院針對基於Dell EMC SC7020與FS8600測試證明，SC7020與FS8600能夠組合成一套邏輯統一的塊與文件存儲系統，在20片SSD配置下，塊數據與文件數據的讀寫性能均達到優異水平：

★ 8K大小數據塊的隨機讀寫性能達到40萬和28萬IOPS，平均響應時間僅為0.41與0.38毫秒；

★ 在4K小文件存儲方面，在隨機讀方面接近4萬OPS（每秒操作量），隨機寫入達到1.8萬OPS；

★ 單一文件目錄可存儲100萬個小文件，在500萬個海量小文件存儲測試中，其每秒打開率仍超過了8000 OPS；

★ 在大文件讀寫方面，順序讀取吞吐量超過3.2GB/s，順序寫入帶寬則接近1.3GB/s。

塊數據存儲是企業數據中心內最廣泛的數據存儲應用，通常存儲著企業最核心的數據。例如資料庫數據，其性能、可靠性與可擴展就顯得尤為重要。

本篇我們將展示Dell EMC塊存儲與文件存儲的基礎性能，SC7020是Dell EMC面向企業級市場推出的一款中端存儲產品，其特點是源自Compellent賴以成名的自動存儲分層技術，不但支持全快閃記憶體配置，同時還支持SSD與HDD混合配置，最多可以分三層存儲，同時兼顧性能與成本。在擴展方面，採用類似Scale up+Scale out的方式，添加硬碟櫃（JBOD）主要擴展容量；通過添加多台SC7020存儲形成聯合陣列，不僅提升容量，更能提升性能。

高負載下 SC7020維持峰值性能

SC7020陣列主要面向塊數據存儲場景，為企業關鍵業務應用提供數據訪問能力，其小尺寸數據的隨機讀寫能力就顯得尤為重要，如業內通常以4K尺寸大小數據的隨機讀寫性能（IOPS和延遲）作為衡量存儲系統性能的事實標準，而資料庫類應用則通常考驗8K尺寸大小的數據的隨機讀寫性能。E企研究院用於此次測試的SC7020採用全快閃記憶體配置，配備了12片800GB的寫密集型SSD和6片480GB的讀密集型SSD，一共18片SSD。其中這兩類SSD分屬不同RAID組，各需要一片作為熱備盤，實際16片SSD參與性能測試。

Dell EMC SC7020

雖然存儲系統的裸性能並不代表其在實際環境中的性能表現，但卻能夠作為參考，對是否能夠支撐應用運行所需的性能有一個初步的結論。E企研究院首先對Dell EMC SC7020全快閃記憶體陣列的性能進行了測試，主要關注在資料庫主流使用的8K尺寸數據塊下的隨機讀寫性能。其性能表現如下圖：

SC7020全快閃記憶體陣列（18片SSD配置）在8K尺寸數據塊場景下的隨機讀取性能，在使用2線程並發情況下（即FIO中numjob=2），在1~128隊列深度（iodepth）下的性能表現情況。在隊列深度為16時，獲得最佳性能，8K隨機讀IOPS超過了40萬，而平均響應時間僅為0.41ms。隨著隊列深度的進一步增加，即模擬超負載的情況下，其IOPS性能依然能夠維持在峰值性能——40萬IOPS。

眾所周知，相對於SSD的讀性能，其寫性能近乎有幾倍的差距。而SC7020全快閃記憶體陣列中可以混合使用不同類型的SSD，比如面向讀為主的工作負載，其可以配置更多的大容量讀SSD（每GB成本相對較低）。

而如果面向寫為主的工作負載，則可提高寫密集型SSD的比例（耐寫度更高，寫性能更高）。如E企研究院針對SC7020的測試中，其配備了12片800G容量的寫密集型SSD，數據首先寫入到這12片寫密集型SSD組成的資源池內，不僅能夠提升SC7020全快閃記憶體陣列的綜合壽命，同時也能提升寫性能。

如上圖所示，SC7020的寫性能雖然相比讀性能有所下降，但在12片寫密集型SSD的配置下，仍能達到近30萬IOPS；並且由於SC7020存儲對數據寫入的優化設計，以及也採用寫性能更好的SSD，其平均響應時間相對於讀操作反而有所下降，在獲得近30萬IOPS時，其平均響應時間僅為0.38ms。

SC7020全快閃記憶體陣列雖然僅配備了18片SSD，但仍提供了超過40萬IOPS的8K隨機讀性能和近30萬IOPS的8K隨機寫性能。相對於大多數中小企業環境，已經能夠很好地滿足其關鍵業務的性能需求。

而在本次測試中，SC7020全快閃記憶體陣列還將作為文件存儲FS8600的實際數據存儲。SC系列存儲系統本身只提供塊數據的訪問能力，但通過在現有環境中簡單地增加額外設備，就能獲得文件數據的存儲與訪問能力。

不止塊存儲 SC7020文件存儲增強

文件存儲是企業數據中心除塊存儲之外的另一大存儲需求。大約十年之前，塊存儲+文件存儲的組合，可以滿足絕大多數企業用戶對存儲的所有需求。於是，SAN+NAS的「統一存儲」概念在業內風靡一時。但是，隨著公有雲的興起，對象存儲一度搶走了文件存儲的風頭。

但隨著數字化轉型進程的深入，尤其是物聯網、大數據分析以及人工智慧等新型應用的崛起，功能相對簡單的對象存儲並不能替代文件存儲在企業數據中心的地位，比如包括AWS、Azure、阿里雲以及騰訊雲等主流公有雲服務商都專門推出的文件存儲服務，而之前沒有NAS存儲的私有雲解決方案商則迅速基於Ceph FS構建自有的文件存儲解決方案，Ceph FS是Ceph存儲中應用最不成熟，發展也最晚的存儲服務。這也凸顯了文件存儲在企業數據中心迫切需求。

Dell EMC有多種文件存儲解決方案，比如面向大規模海量數據存儲的ECS，高性能文件存儲Isilon，以及統一存儲Unity。Dell EMC Storage SC系列單獨使用只提供塊數據存儲服務，但與FS8600組合（類似NAS機頭），卻能靈活組合成同一個解決方案，達到類似統一存儲的「功效」。對於企業客戶愛說，以SC系列存儲起步，在塊存儲方面選擇SCv3020或者SC4020，隨著企業業務的發展，逐漸有文件存儲的需求，在現有SC系列存儲環境中，通過添加FS8600設備就可實現「統一存儲」組合方案，為應用同時提供塊數據與文件數據存儲。

雖然同屬一套存儲解決方案，FS8600與SC系列卻能單獨升級擴容，互相併不影響，同樣FS8600也能通過聯合存儲升級，最大可組合4台設備（共8個控制器）形成聯邦存儲陣列，容量可達到PB級別，滿足絕大多數中小企業應用場景的存儲需求。基於SC7020構建的統一存儲組合方案也擁有不錯的性能，不管是典型小文件場景下所需的隨機訪問性能，還是大文件所需的吞吐能力，其都能滿足大多數用戶所需。

SC7020「統一」存儲方案在文件存儲方面的性能表現

在4K小文件隨機讀寫測試中，基於SC7020全快閃記憶體陣列組合的統一存儲，其在文件數據存儲方面分別獲得了4萬OPS（Operations per Second，每秒操作量）和1.8萬OPS；在比例為50%的混合讀寫測試中超過了3.2萬OPS，而在海量小文件存儲方面，E企研究院在5個目錄下共計寫入500萬個4K尺寸大小的文件，然後進行隨機數據讀取測試，SC7020統一存儲組合方案也獲得了8000 OPS。同時在大文件連續讀寫性能方面，這一方案的讀寫吞吐量分別達到了3.2GB/s和1.2GB/s。這一性能可以滿足中小企業大多數應用場景下的文件存儲需求。

4K小文件隨機讀寫性能的意義在於能夠為企業應用（如網站、手機App圖片）等的小文件提供存儲服務；大文件連續讀寫性能則主要滿足如伺服器日誌、高清圖片、視頻等大文件的存儲需求。

塊存儲與文件存儲的性能測試結果表明，SC7020全快閃記憶體存儲系統在典型塊存儲和文件存儲應用場景下都能提供優異的性能。當然，僅僅通過這兩項測試還不足以證明SC7020在實際應用中的表現。

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