Network-Computing-Test: Storage-System:
Einzeltest: »Compellent Storage Center« - mit Tiers jonglieren

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

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28.11.2008

Redundanz erzeugt das Mittelklasse Speichersystem »Storage Center« von Compellent nicht mit Platten-Arrays. Blockorientierte Raid-Level lassen sich auf drei Tiers mischen – eine Lösung, die Geld sparen kann.

Schneller Massenspeicher kostet Geld, langsamen gibt es dafür fast geschenkt. Ein Terabyte schnellen SAS- oder FC-Speichers kommt auf etwa 1200 Euro und verteilt sich auf drei Laufwerke. Bei S-ATA reicht eine Platte, und die kostet nur noch knapp über 100 Euro.

Die Anwender suchen folglich nach Tiered-Storage-Lösungen – intelligenten Mischungen aus schnellen teuren und langsamen, aber großen und günstigen Laufwerksgruppen. Dabei soll das schnellste Tier 1 zwar die maximale Performance liefern, dafür aber möglichst klein bleiben, um Kosten zu sparen.

Viele marktübliche Lösungen überlassen es dem Anwender, die Tiers passend zu konfigurieren und zuzuweisen. Eine vollautomatisierte Lösung will Compellent [1] mit dem »Storage Center« liefern.

Mischung aus Fibre-Channel, SAS- und SATA-Platten

Das Speichersystem verwaltet drei Tiers. Das erste setzt 4-GBit/s-FC-Laufwerke mit 15000 Touren ein, das zweite benutzt 10000-Touren-SAS-Platten, und Tier 3 kommt mit S-ATA-Laufwerken zurecht. Anders als bei anderen Herstellern erzeugt Compellent keine statischen Arrays.

Die Daten der LUNs (Logical Unit Numbers) splittet der Storage-Controller zunächst in Blöcke auf. Dann versieht er Gruppen von Blöcken mit der nötigen Redundanz und sichert sie auf die angebundenen Laufwerke.

Ein Regelwerk legt dabei fest, welche Redundanzmechanismen zum Einsatz kommen. Compellent nutzt Raid-1 sowie Raid-5 mit einem Parity-Block pro 5 oder pro 9 Datenblöcke. Das Regelwerk enthält zudem den Migrationspfad durch die Tiers.

Redundanz-Niveau automatisch angepasst

Neue und häufig benutzte Datenblöcke hält das Storage-Center mit Raid-1 im ersten Tier. Blöcke mit wenigen Zugriffen verschiebt das System automatisch von Tier zu Tier weiter und passt dabei stets die Redundanz an.

In den Real-World Labs Poing absolviert ein Storage-Center seit Monaten verschiedenste Tests. Die vorliegende Konfiguration setzt ein Tier-1-Modul mit sechzehn 146-GByte-FC-Platten sowie ein Tier-3-Modul mit acht 500-GByte-S-ATA-Disks ein. Auf Tier-2 verzichtet das Testgerät.

Die beiden JBODs (Just a Bunch of Disks) bindet der Storage-Controller mit je zwei FC-Ports an. Zum SAN (Storage Area Network) hin kommuniziert das Storage-Center mit zwei 4-GBit/s-FC-Ports. Zudem stehen zwei 1-GBit/s-Ethernet-Schnittstellen für iSCSI-Initiatoren bereit.

Holpriger Testbeginn

Das Compellent-Testgerät legte einen schlechten Start hin. Das Herausziehen und Wiedereinstecken eines defekten Laufwerks verursachte einen Totalausfall. Ursprünglich dachten Tester und Hersteller, ein Fehler des JBODs wäre dafür verantwortlich. Wie sich später herausstellte, schoss ein Firmware-Fehler das System ab.

Das Hinzufügen der Platte wertete die Software als Kapazitätserhöhung. Daraufhin reklamierte ein Dienst, der gar nicht zur Testausstattung gehören sollte, es sei keine passende Lizenz vorhanden. Auf Grund dieses Lizenzfehlers stoppte der Controller die Freigabe weiterer Blöcke und das System stellte den Dienst ein – zum Glück ohne Datenverlust.


Das Funktionsprinzip des Compellent-Storage-Center: Die Daten werden auf Block-Ebene virtualisiert und unterschiedlichen Speichermedien zugewiesen, von teuren FC-Platten bis hin zu preisgünstigen SATA-Disks.

Bei allem Respekt vor der Lizenzpolitik des Herstellers: Ein Lizenzfehler darf laut Meinung von Network Computing nicht zu einem kommentarlosen Totalabsturz führen.

Den Firmware-Fehler hat Compellent behoben und verspricht, dass die neue Version auch dann weiterarbeitet, wenn eine Lizenzverletzung vorliegt.

Problem mit Performance

Mit der frischen Software an Bord setzt Network Computing den Test fort und stößt auf ein neues Problem: Zwar liefert das Storage-Center gute Werte bei I/O-Messungen mit vielen Threads und kleinen Datenblöcken, der rohe Durchsatz bei Tests mit wenigen Threads und großen Datenblöcken fällt jedoch recht flau aus (etwa 170 MByte/s). Solche Aufgaben muss das Speichersystem jedoch meistern, wenn es mit Diensten wie Vmware zu tun hat.

Auch hier findet sich die Ursache recht schnell. Das Testsystem betreibt das FC-Backend lediglich mit 2 GBit/s. Die Performance-Messungen, welche 8 GByte Rohdaten auf ein Volume schreiben, begrenzt daher die Geschwindigkeit des Backend-Loops.

Kurz vor dem Abschluss der Tests entsendet Compellent abermals einen Techniker, der zumindest das Backend des Tier-1-JBODs auf 4-GBit/s beschleunigt. Dazu legt er übrigens nur zwei DIP-Schalter um – das hätte wohl auch vor dem Test passieren können.

Im Anschluss liefert das Storage-Center dann die gewünschten Performance-Werte im Bereich von 360 MByte/s.

Komfortable Verwaltung

Abgesehen von den Startschwierigkeiten schlägt sich das Storage-Center im Test sehr gut. Das Web-Management-Tool »System Explorer« lässt sich einfach bedienen. Der Administrator kann mit wenigen simplen Schritten neue LUNs erstellen und diese den angebundenen Servern zuweisen.

Templates bestimmen dabei, wie die Migrationspfade der einzelnen Disks aussehen sollen. Dank des Block-Konzepts arbeiten alle Volumes mit Thin-Provisioning.

Im Test fällt dabei auf, dass das Provisioning neuer Blöcke die Performance um etwa 10 Prozent reduziert. Der Administrator kann daher beim Erstellen von LUNs auswählen, wie viele neue freie Blöcke das System automatisch erstellt. Zudem kann er im laufenden Betrieb einer LUN neue Blöcke zuweisen.

Das GUI gibt dem Verwalter zudem einen recht guten Überblick über das aktuelle Geschehen. Performance-Graphen zeigen aktuelle I/Os und Durchsätze in Abhängigkeit von LUNs, Controllern oder angebundenen Servern. Zudem sieht der Administrator exakt, wie sich die LUNs gerade im System verteilen. Die Zuweisung von LUNs zu Server-Ports stellt ein eigenes Panel grafisch dar.

Dazu gibt es alle in der Mittelklasse üblichen Funktionen wie Snapshots, LUN-Kopien und asynchrone Spiegel. Der Verwalter kann einen Zeitplan für automatische Snapshots hinterlegen. Das System hält diese für eine begrenzte Dauer vor und löscht veraltete Abbilder.

Im Notfall genügen wenige Mausklicks, um aus einem Snapshot eine LUN für Wiederherstellungsaufgaben zu erstellen.

Fazit

Konzept, Bedienung, Verwaltung und Funktion des Storage-Centers überzeugen. Jedoch musste das Testsystem mit einigen Startschwierigkeiten kämpfen. Das flexible Block-Konzept erledigt seinen Job ordentlich.

Im Langzeittest funktioniert die automatische Migration der Daten über verschiedene Raid-Levels und Laufwerksgruppen sehr gut, so dass sich der Administrator nicht um das Tiering kümmern muss. Allerdings kostet dieser funktionelle Luxus das ein oder andere MByte/s beim rohen Datendurchsatz.

[1] http://www.compellent.com/

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