In den Real-World Labs: FC-Systeme der unteren Preiskategorie:
Network-Computing-Test: Fibre-Channel-Storage-Systeme für Einsteiger

von Andreas Stolzenberger (ast@nwc.de), bre

08.10.2008

Vier Speichersysteme der Einstiegsklasse messen sich in den Real-World Labs: SAS-Boy von Nexsan, SU 1202 von Maxdata, Clariion AX4 von EMC und DS3400 von IBM. Dabei tauchen Unterschiede an unerwarteten Stellen auf.

(Fortsetzung des Artikels von Seite 3)

Einfache Server der unteren Preis- und Leistungskategorie ähneln sich stark. Jeder Hersteller verbaut mehr oder weniger dieselben Komponenten, und so fallen Unterschiede kaum ins Gewicht.

Wer ähnliche Ergebnisse bei Speichersystemen für Einsteiger erwartet, der irrt. Zwar arbeiten alle Hersteller auch nur mit regulären Laufwerken und Controllern, doch die eingesetzte Software macht den Unterschied.

Es finden sich im unteren Preissegment Systeme, die einfach nur LUNs (Logical Unit Numbers) generieren. Daneben stehen Lösungen, die einen Leistungsumfang der gehobenen Mittelklasse aufweisen. Aber nicht bei allen Anwendern kommt es auf Dutzende Features an, sodass auch die simplen Boxen ihre Existenzberechtigung beziehungsweise Einsatzgebiete haben.

In den Real-World Labs hat Network Computing [1] vier Entry-Level-Storage-Systeme versammelt: Den neuen SAS-Boy von Nexsan [2], das SU-1202 der mittlerweile insolventen Maxdata [3], die Clariion AX4 von EMC [4] und die DS3400 von IBM/LSI [5].

SAS-Boy: Turbo ohne Hirn

Drei Speichersysteme von Nexsan haben das Labor bereits passiert – zwei davon haben es sogar in funktionstüchtigem Zustand wieder verlassen. Von Gerät zu Gerät hat Nexsan an Stabilität zugelegt, Firmware-Fehler ausgemerzt und Platten mit maroder Hardware gegen zuverlässige Laufwerke ausgetauscht.

Das SAS-Boy von Nexsan: hohe Performance und einfaches Management.

Das Design der Nexsan-Geräte ist sehr einfach. Der Hersteller bringt für wenig Geld viel Kapazität ins SAN (Storage Area Network) und verzichtet dabei auf zusätzliche Funktionen wie Snapshots oder Ähnliches. Dafür gibt es seit der zweiten Gerätegeneration verschiedene Failover-Optionen für die Ausfallsicherheit. Bislang beschränkte sich der Hersteller ausschließlich auf ATA-Laufwerke.

Jetzt stellt Nexsan eine SAS-Variante (Serial-Attached SCSI) des bekannten S-ATA-Boy 2 vor, die mit vierzehn 15000-Touren-Laufwerken zu je 300 GByte arbeitet. Das System setzt zwei SAS-to-Fibre-Raid-Controller mit je 2 GByte Cache, zwei FC- und zwei iSCSI-Ports ein. Die Controller beherrschen neben Raid 0, 1, 4 und 5 auch das Dual-Parity-Raid 6.

Zwei Failover-Modi

In den einfachen aber nicht immer übersichtlichen Web-Dialogen des Nexsan-Management-Tools erstellt der Administrator zunächst Raid-Arrays, die später die LUNs enthalten. Jeweils ein Controller übernimmt die Hauptverantwortung für eine Raid-Gruppe.

Die LUNs des einen Controllers lassen sich aber auch über die Ports des zweiten ansprechen. Nexsan offeriert im Dual-Controller-Modell einen Active-Passive- und zwei Active-Active-Failover-Modi.

Beim Active-Passive-Betrieb arbeiten nur zwei der vier FC-Ports. Fällt ein Port aus, übernimmt einer der beiden passiven dessen WWN (World Wide Name, die Adresse des FC-Ports) und setzt den Betrieb fort. Dieser Modus verlangt keine Multipath-Software auf dem Client-OS.

Beim Active-Active-Modus lassen sich alle vier Ports für Zugriffe nutzen. Bei einem Ausfall eines Ports muss der Client selbst auf einen alternativen Pfad umschalten. Neben reinem FC-FC-Failover können auch die vier iSCSI-Ports als Failover-Pfade dienen.

Die Controller unterstützen die On- und Offline-Generation von Arrays mit Raid 4, 5 und 6. Eilige Administratoren können also sofort auf neue LUNs zugreifen, die jedoch bis zu ihrer vollständigen Initialisierung langsamer arbeiten.

Wer Zeit hat, wählt die Offline-Initialisierung. Hier muss der Verwalter auf die vollständige Formatierung warten, bevor er ein Array nutzen kann.

Im Test zeigt sich der SAS-Boy als schnörkelloses, spartanisches Speichersystem. Viel zu konfigurieren gibt es nicht, und zusätzliche SAN-Funktionen fehlen.

Das Basis-Setup lässt sich binnen weniger Minuten erledigen. Was dem SAS-Boy an Funktionen fehlt, macht er mit roher Performance wett. Ein Durchsatz-Test, der in einem einzelnen Thread 8 GByte Daten sequentiell an das Speichersystem überträgt (Raid-5-Array mit sieben Disks), erreicht im Test bis zu 385 MByte/s. Das schafft kein anderes System im Test.

Allerdings hat eines der anderen Geräte kein Array mit ebenso vielen Spindeln, und ein anderes arbeitet mit 2-GBit/s-FC-Ports. Auch ein Raid-6-Array mit sechs Laufwerken kann sich mit 250 MByte/s sehen lassen. Dafür bleibt der Boy mit rund 15000 Random-I/Os pro Sekunde hinter einigen Konkurrenten zurück.

Fazit

Der SAS-Boy überzeugt durch eine schlichte Ausstattung bei guter sequentieller Block-Performance. Er eignet sich für Streaming-Dienste, Fileserver oder auch als Speicher für Vmware oder Exchange-Cluster. Applikationen mit vielen parallelen Random-I/O-Zugriffen wie Datenbanken kann das Nexsan-Speichersystem hingegen nicht so gut versorgen.

Im Test leistet eines der Volumes sehr gute Dienste als Backend-Speicher für eine Falconstor Virtual-Tape-Library. Auch der Betrieb des Boys hinter einer Speicher-Virtualisierungs-Appliance wie IP-Stor funktioniert gut.

Maxdata SU1202: Flott aus dem Baukasten

Schon seit ein paar Monaten verrichtet ein Maxdata SU-1202 seinen Dienst im Labor. Wie mehrfach berichtet, ist das Unternehmen mittlerweile insolvent. Den Namen hat die taiwanesische Quanmax Inc. gekauft. Dier neue Besitzer baut Maxdata derzeit zu einem Distributor von Servern und Client-Systemen um.

Mit einer OEM-Version der Software von Open-E:das SU-1202 von Maxdata.

Das SU-1202 basiert auf Intels-OEM-Storage-Plattform SSR212. Es fasst zwölf SAS oder S-ATA-Laufwerke, die ein LSI-SAS-Raid-Controller über vier Ports steuert. Für den Test entsandte Maxdata eine Konfiguration mit sechs 15000 Touren schnellen SAS-Laufwerken »ST3300655SS«.

Auf elf Laufwerke aufgebohrt

Seagate [6] hatte Network Computing zuvor bereits fünf Laufwerke dieses Typs für Tests von Speichersystemen und Raid-Controllern zur Verfügung gestellt. Daher erweitert das Laborteam die Grundausstattung des SU-1202 auf insgesamt elf Laufwerke.

Der Rechner im Speichersystem verfügt über eine Quad-Core-Xeon-CPU vom Typ 5310 mit 1,6 GHz und 2 GByte RAM. Eigentlich vermarktet Maxdata den SU1201 als iSCSI- und NAS-Appliance. Je nach Kundenwunsch setzt der Hersteller dazu entweder den »Windows-2003-Storage-Server« oder den »Maxdata Universal-Storage-Server« (USS) ein – eine OEM-Version des Open-E-DSS.

Da die äußerst leistungsfähige Konfiguration mit elf 15000er SAS-Platten einfach zu schnell für den Windows-Storage-Server oder iSCSI ist (Perlen vor die ...), rüstet Network Computing kurzerhand einen Dual-Port-FC-Adapter Qlogic 2342 nach, den die Maxdata-USS-Software im Target-Mode unterstützt.

Das aufgewertete Speichersystem kann sich durchaus mit den anderen Probanden messen lassen, wie die weiteren Tests zeigen.

Mit Open-E-Software an Bord

Die »NWC-Edition« des SU 1202 arbeitet im Test mit einem 10-Platten-Raid-5-Verband und einem Spare-Laufwerk. Alternativ ließe sich auch Raid-6 verwenden. Network Computing nutzt überwiegend die FC-Funktion des USS.

Hier hat Open-E leider noch Nachholbedarf. Der Verwalter muss die WWNs der angebundenen FC-Initiatoren manuell eintippen und zu Client-Gruppen zusammenfügen. Die erstellten LUNs präsentiert das Speichersystem an beiden FC-Ports, sodass die angebundenen Server mit Multipath-Option beim Ausfall eines Ports auf den anderen umschalten können.

Leider kann der DSS/USS ein als FC-LUN deklariertes Volume auch nur über FC präsentieren. iSCSI dient nicht als alternativer Pfad. Hier will Open-E jedoch mit kommenden Versionen des DSS nachbessern. Positiv fällt dabei auf, dass sich die DSS-Software-Updates von der Open-E-Website direkt auf dem Maxdata-System einspielen lassen.

Hohe Performance

Die Performance des modifizierten SU 1202 ist überraschend hoch. Ein Durchsatz-Test erreicht mit 200 MByte/s Schreibperformance nahezu das Tempolimit eines einzelnen 2-GBit/s-Ports. Startet Network Computing den Durchsatz-Test parallel auf zwei Rechnern, die das SU 1202 über verschiedene Ports ansprechen, erreichen beide Test-PCs Transferraten von 180 MByte/s und darüber.

Die aggregierte Bandbreite liegt damit bei etwa 360 MByte/s. Auch bei den I/Os lässt sich das Maxdata-System nicht lumpen. 20000 I/Os pro Sekunde bei Random-Zugriffen ermittelt das Testteam.

Fazit

Das aufgebohrte Maxdata SU-1202 als »Baukastensystem« erreicht mit Hilfe der Open-E-Software sehr hohe Performancewerte, lässt dafür aber viele FC-Funktionen vermissen.

Es eignet sich dafür gut für Installationen, bei denen ein Speichersystem parallel mehrere Aufgaben erledigt – also neben FC-SAN- auch noch NFS/SMB-NAS-Dienste übernimmt. Im Labor in Poing setzt Network Computing das SU 1202 derzeit exklusiv als Backend-Speicher für »IPStor«-Appliances von Falconstor ein.

Auf Grund der guten Performancewerte wird Network Computing das SU-1202 nach Abschluss dieses Tests weiter modifizieren. Auf dem System werden wir Suns Open Solaris 11 mit dem Comstar-Diskserver installieren. Anschließend wird es mit einem 8-GBit/s-FC-Adapter von Qlogic erste Messungen mit der bislang schnellsten aller FC-Normen absolvieren müssen.

Sollte Maxdata wegen der angesprochenen Probleme das SU 1202 nicht mehr liefern können, gelten die Testergebnisse für die Kombination Intel SSR212 mit Open-E-DSS, wie man sie auch im Portfolio anderer Hersteller findet.

Clariion Ultralite: AX4

Die kleinste aller Clariions fasst in der Grundausstattung zwölf Laufwerke, lässt sich jedoch mit zusätzlichen SAS-JBODs bis auf 60 Drives ausbauen. Das Enclosure fasst SAS und S-ATA-Laufwerke, die der Anwender auch nach Belieben mischen kann.

So können mehrere Tiers, mit schnellen 146-GByte-SAS- und geräumigen, aber langsamen 750-GByte-S-ATA-Drives in einem Gehäuse parallel arbeiten. Zum SAN hin stellt die AX4 insgesamt vier 4-GBit/s-FC-Ports zur Verfügung, die im Active-Active-Failover-Modus arbeiten.

Die AX4 liefert EMC entweder mit FC- oder mit iSCSI-Ports. Das System kann jedoch nie beide SANs parallel adressieren. Im Inneren der Box arbeitet EMCs Flare-Betriebssystem, das auf einem stark abgespeckten Windows-Kern basiert. Dem Betriebssystem stehen 2 GByte Cache-Speicher zur Seite. Auch das Entry-Level-System liefert EMC mit USV-Modulen (Unterbrechungsfreie Stromversorgung) aus, um Datenverluste durch Stromausfälle zu verhindern.

Testsystem mit drei Festplatten-Typen

Für den Test entsandte EMC ein System mit vier 146-GByte-, sechs 300-GByte-SAS- und zwei 750-GByte-S-ATA-Laufwerken. Diese in der Praxis eher unübliche Konfiguration soll die flexible Konfigurierbarkeit des Systems demonstrieren.

Der Testsieger: das Clariion AX4 von EMC.

Die ersten vier 146er-Laufwerke arbeiten zwangsweise im Raid-5-Verband und enthalten in reservierten Bereichen das Betriebssystem. Dem Anwender stehen vier mal 133 GByte für eigene Arrays zur Verfügung, welche er sinnvollerweise zu einem Raid-5-Verband kombiniert.

Trotz gemischter Konfiguration lässt sich ein Global-Spare-Drive für alle Arrays deklarieren. Im Test-Setup stellt Network Computing hierfür eines der 300-GByte-Drives ab. Die verbleibenden fünf arbeiten als schnelles Raid-5-Array, die zwei S-ATA-Laufwerke als Raid-1-Spiegel.

Management über Web-Interface

Anders als bei den größeren Systemen setzt EMC bei der AX4 auf ein integriertes Web-Management anstelle einer externen Verwaltungs-Applikation. Das Web-GUI überrascht den Verwalter durch seine Schlichtheit ohne Java, Ajax oder sonstige moderne Web-Effekte.

Auf den ersten Blick wirken die Dialoge wie das Web-Management eines günstigen Taiwan-Routers von 2001. EMC bezeichnet »Navisphere Express« denn auch scherzhaft als »Web 3.0, Back to the Roots«.

Im Alltagsbetrieb zeigen sich dann die Stärken der minimalistischen und anfangs ungewohnten Oberfläche. Das GUI bleibt simpel und dennoch übersichtlich und funktioniert vor allem sehr schnell. Die LUN-Deklaration erledigt die AX4 nur Offline. Erstellt der Administrator ein Volume auf einem Raid-5-Array, muss er die Initialisierung abwarten, bevor er das Drive nutzen kann.

Multipathing-Software mit dabei

Im Lieferumfang des AX4 findet der Anwender EMCs Multipathing-Software. Diese ist nicht zwingend vonnöten, da viele der modernen Systeme wie Vmware oder Linux bereits mit dem Basis-FC-Treiber die Multipathing-Option (MPIO) unterstützen.

Je nach lizensierten Features beherrscht die AX4 eine Reihe von simplen SAN-Funktionen. Dazu zählen die bekannten Snapshots oder eine SAN-Copy-Option, die LUNs von einer Clariion auf eine andere verschieben kann. Das Snapshot-Tool ist in der vorliegenden Konfiguration enthalten.

Langsamer als SAS-Boy

Bei der rohen Durchsatz-Performance schneidet die AX4 mit rund 230 MByte/s auf dem 5-Platten-SAS-Array erwartungsgemäß langsamer ab als der Boy von Nexsan. Dieser nutzt jedoch ein 7-Platten-Array für den Test und muss damit zwangsweise schneller arbeiten.

Der S-ATA-Spiegel in der AX4 bringt es nur auf 60 MByte/s – aber wesentlich schneller kann ein simpler ATA-Spiegel gar nicht arbeiten. Bei der I/O-Performance liegt das EMC-System mit rund 18000 IO/s pro Sekunde im Mittelfeld.

Fazit

Die AX4 ist ein sehr gutes Allrounder-Modell für Einsteiger. Sie eignet sich für Random-Access-Applikationen ebenso wie für Dienste mit großen Blöcken, etwa Vmware. Das System ist aber in keiner dieser Disziplinen der Performance-Sieger.

Die flexible Konfiguration mit SAS und S-ATA erlaubt dem Anwender, die Konfiguration den eigenen Bedürfnissen bestmöglich anzupassen. Damit erhält die AX4 im Test die Referenz-Bewertung, denn auch der Preis der Lösung ist sehr gut.

Als Tüpfelchen auf dem »i« würde sich der Anwender hier nur noch wünschen, dass die AX4 parallel iSCSI- und FC-Ports zur Verfügung stellt. Ein iSCSI-SAN könnte hierbei einen kostengünstigen Ausfallpfad stellen, so dass der Verwalter kein redundantes FC-SAN aufstellen muss.

IBM DS3400: Zügiger Zufall

IBM sendet eine DS-3400 zum Test. Das Einstiegsmodell auf Basis von LSI [7]-Hardware fasst zwei Controller und bis zu zwölf SAS- oder S-ATA-Laufwerke. Auch hier darf der Anwender SAS und S-ATA kunterbunt mischen.

Die FC-Controller arbeiten mit einem eingeschränkten Active-Active-Failover-Verfahren. Jede LUN wird zunächst exklusiv einem Controller zugeteilt und ist auch nur über diesen ansprechbar. Dabei weist das System die neuen logischen Disks einfach wechselweise dem Controller 1 oder 2 zu und erreicht damit ein rudimentäres statisches Load-Balancing.

Der Preis-Leistungssieger: Das DS3400 von IBM kostet rund 10.300 Euro.

Sollte ein Controller jedoch ausfallen, übernimmt der zweite Controller alle LUNs. Das Verfahren der AX4 erlaubt im Gegensatz dazu eine höhere Performance, da alle LUNs über vier Ports erreichbar sind. Wie EMC liefert auch IBM die passende MPIO-Software für Windows und Linux-Systeme mit. In der Regel verfügen die Systeme wie auch Vmware bereits über die nötigen Multipath-Komponenten.

Unzureichendes Java-Tool

IBM/LSI löst das Problem der Erstinstallation recht elegant. So lange das Speichersystem noch nicht über eine gültige IP-Adresse verfügt, kann der Verwalter es mit der mitgelieferten Java-Management-Applikation über den FC-Port inband verwalten. Stimmt die IP-Adresse, schaltet der Administrator auf Out-of-Band-Management über IP um.

Das Java-Management-Tool gehört zu den Schwächen der DS3400. Die Dialoge sind leider nicht logisch und schlecht zusammenhängend aufgebaut. Der Administrator würde sich eine objektorientierte Struktur wünschen. Die sollte die erstellen LUNs sowie verbundenen Server darstellen und die passenden Einstellungen in Kontextmenüs packen.

Stattdessen teilt das Tool die Konfiguration in vier Menüs auf. Unter »Configure« lassen sich nur neue Zuweisungen erstellen. Bestehende ändert der Verwalter in »Modify«-Menü – das ist etwas verwirrend und umständlich.

Bis zu vier Disk-zu-Host-Deklarationen

Die Lizenz der Maschine erlaubt dem Administrator, vier Storage-Partitionen zu erstellen. Damit sind vier voneinander getrennte Disk-zu-Host-Deklarationen gemeint, nicht etwa die Zahl der Hosts. Eine Gruppe aus fünf Vmware-Servern, die simultan auf zwei LUNs zugreifen kann, zählt demnach nur als eine Partition.

Für den Test sendet IBM eine Maschine mit sechs 146-GByte-SAS-Laufwerken. Diese Konfiguration erreicht gemütliche 170 MByte/s beim Durchsatz-Test – das ist die Hälfte des SAS-Boys.

Der Hersteller LSI optimiert laut eigenen Aussagen die Performance des Systems auf Random-I/O-lastige Zugriffe von mehreren Threads. Der I/O-Test liefert denn auch beeindruckende 30000 Random I/Os pro Sekunde – das ist das Doppelte des SAS-Boys.

SAN-Funktionen wie Snapshots oder Volume-Copies beherrscht die DS3400 nur dann, wenn der Anwender eine zusätzliche Softwarelizenz für diese Dienste erwirbt. Die Testmaschine kommt mit abgeschalteten Features.


Fazit

Die DS3400 stellt sich als Speichersystem mit hoher I/O-Performance dar. Im Gegenzug fallen die Durchsatz-Messungen etwas schwächer aus.

Das System eignet sich daher eher für I/O-lastige Dienste wie Datenbanken als für Applikationen mit großen Datenblöcken wie etwa Vmware. Laut Hersteller lassen sich die LUN-Parameter modifizieren und damit der Durchsatz verbessern – aber nur, wenn der Administrator das Command-Line-Interface nicht scheut.

SAN-Funktionen gibt es gegen Aufpreis. Das Java-GUI ist leider wenig übersichtlich und nicht logisch aufgebaut. Im Gegenzug geht IBM mit einem sehr aggressiven Preis an den Start: Die zum Test vorliegende Konfiguration mit sechs 146-GByte-Laufwerken kostet gerade mal 10.300 Euro.

Resümee des Tests

Der Test liefert einige unerwartete Ergebnisse. Vor allem die extremen Schwankungen in der Performance – 380 gegen 170 MByte/s oder 30000 gegen 15000 I/Os pro Sekunde – hätte Network Computing so nicht erwartet.

Systemverwalter müssen daher vor dem Kauf einer Lösung genau feststellen, auf welche Performance es in der jeweiligen Installation ankommt. Ein Allround-System, das in allen Belangen eine optimale Geschwindigkeit erreicht, gibt es offenbar nicht.

Die simplen Systeme von Nexsan und Maxdata erweisen sich als überraschend leistungsfähig für durchsatzorientierte Applikationen. Für den Einsatz mit kleinen Vmware- oder Exchange-Clustern reichen diese Systeme aus. Auch leisten sie gute Dienste als simples Backend für Virtualisierungs-Appliances wie IP-Stor oder VTL von Falconstor.

Auf der anderen Seite überraschen auch die kleinen Systeme der großen Hersteller, die ihre Geräte sonst nur in Begleitung von Service-Personal anliefern. EMC etwa liefert ein sehr einfach zu bedienendes und vor allem sehr günstiges Allround-System mit grundlegenden SAN-Funktionen und guter Performance – und kassiert dafür den Testsieg.

Auch IBMs DS3400 schneidet gut ab. Das System kann in Sachen Failover-, SAN-Funktionen und Management-GUI nicht ganz mit der AX4 mithalten. Während die Durchsatz-Raten eher enttäuschen, trumpft die DS3400 im Gegenzug mit einer sehr hohen I/O-Performance auf.

[1] http://www.networkcomputing.de/
[2] http://www.nexsan.com/
[3] http://www.maxdata.de/
[4] http://www.emc.com/
[5] http://www.ibm.de/
[6] http://www.seagate.de/
[7] http://www.lsi.com/

Verwandte Artikel