Il NAS QNAP ES2486AFdc, in congiunzione con gli SSD SANDISK SN655, rappresenta una soluzione di alto livello, ideale per assicurare prestazioni elevate in ogni condizione di lavoro.
QNAPES2486AFdc è uno storage di rete di classe enterprise con supporto NVMe e file system ZFS ottimizzato per la deduplicazione in linea e i workload all-flash.
Questa nuova versione con dual controller consente una elevata continuità operativa e la possibilità di lavorare anche in caso di interruzione del servizio di uno dei due nuclei operativi. In questo modo è possibile raggiungere un tempo di attività ed una ridondanza ottimali garantendo un’elevata disponibilità dei dati e dei servizi erogati.
Questo modello di fascia alta, da poco annunciato da QNAP, prosegue nel solco tracciato dai precedenti modelli “ES” ed è destinato agli ambienti enterprise, dove il volume di dati trattato e il numero di accessi simultanei è particolarmente elevato. QNAP vanta oltre 10 anni di esperienza nello sviluppo e realizzazione dei sistemi HA: in questo caso parliamo di macchine in formato rack, ideali per la gestione di ambienti virtualizzati, database, backup e tanto altro. La base hardware giova di un lungo periodo di sviluppo e supporto, un aspetto fondamentale per quegli ambienti di produzione dove investimenti e ROI sono calcolati con precisione, così da ottenere il massimo rendimento e uno sfruttamento ottimale dei sistemi lungo tutto il periodo di vita utile.
Proprio per questo, ES2486AFdc eredita una infrastruttura di base comune al predecessore ES2486dc ma, al contempo, assicura maggiori prestazioni e funzionalità, grazie soprattutto all’interfaccia per i drive NVMe.
Dual controller
Ciascun controller è indipendente e ospita tutti i componenti necessari per operare in modo autonomo rispetto all’altro. Ciascuno include una motherboard su base Intel e un microprocessore Xeon D-2142IT a 1,9 GHz.
Questo processore per server enterprise della famiglia Skylake dispone di 8 core, è in grado di gestire sino a 16 thread e può raggiungere i 3 GHz di frequenza per soddisfare i carichi di lavoro più esigenti (Intel Turbo Boost Technology). Il controller per la RAM integrato può allocare sino a 512 GByte di memoria DDR4 ECC su quattro canali.
Questo storage enterprise è realizzato con componenti di comprovata durabilità.
Pur non trattandosi di una CPU di recente introduzione (2018), è in grado di offrire prestazioni elevate grazie al supporto per avanzate tecnologie per la virtualizzazione come Intel Virtualization Technology, Virtualization Technology for Directed I/O e Intel VT-x with Extended Page Tables (EPT).
Le estensioni del set di istruzioni rappresentano comandi aggiuntivi che possono aumentare le prestazioni quando specifiche operazioni vengono eseguite su più oggetti. Questi possono includere SSE (Streaming SIMD Extensions) e AVX (Advanced Vector Extensions).
Grazie a Intel Advanced Vector Extensions 512 (AVX-512) è possibile raggiungere elevate capacità di calcolo durante le operazioni vettoriali ultra-wide (512 bit), con fino a 2 FMA (istruzioni Fused Multiply Addition), per accelerare le prestazioni nei compiti computazionali più impegnativi. All’atto pratico, il microprocessore Xeon D-2142IT offre una robusta capacità di calcolo e la stabilità necessaria per operare 24/7, il tutto entro un TDP di soli 65 W.
Nella configurazione in prova, ogni controller beneficia di 64 GByte di memoria DDR4 su quattro moduli e può arrivare ad ospitare sino a 512 GByte in totale. Si tratta di un quantitativo di RAM adeguato alla maggior parte dei compiti intensivi e per la gestione di VM multiple.
Porte ed espandibilità
QNAP ES2486AFdc è uno storage enterprise progettato per quegli ambienti che richiedono alta capacità di calcolo e una elevata densità rack. In sole due unità standard (2U), questo modello incorpora due controller active-active e 24 slot per drive ad alte prestazioni di tipo NVME U.3 e U.2.
La connettività ad alte prestazioni è di serie e permette di collegare facilmente lo storage enterprise alle reti più complesse.
Rispetto alla generazione precedente (ES2486dc), il modello in prova si distingue per la disponibilità di 3 porte LAN 2,5 GbE (contro le 3 Gbit) e offre quattro porte SFP+ a 10 GBps per sostenere i workload più complessi. Eventuali controller di rete a 25 o 100 GBps possono essere integrati grazie alla presenza di due slot PCI Express e alla disponibilità di un parco accessori QNAP particolarmente ampio.
Ciascun controller beneficia poi di due porte USB 3.0 per la connessioni di device esterni, come per esempio UPS intelligenti.
Sul fronte alimentazione è presente una batteria di backup incorporata e facilmente sostituibile a caldo. Questa soluzione è particolarmente vantaggiosa perché permette di mantenere attivo il sistema in caso di micro-interruzioni, salvaguardando ogni singola transazione in atto. Un aspetto non di poco conto in ambienti enterprise e mission-critical.
Internamente, i controller dispongono poi di una memoria flash da 4 GByte, con doppia protezione per quanto riguarda il sistema operativo di avvio. È poi presente un modulo Cache per C2F (Copy To Flash) SSD M.2 da 64 GByte e due slot PCIe Gen 3 x8 per schede di espansione.
La ridondanza tra i due controller è dunque totale, un aspetto fondamentale nei sistemi active-active, sempre disponibili per lo switch dei workload in caso di anomalie o problemi.
La qualità costruttiva è elevata, i leveraggi di sblocco e ogni parte del NAS sono assemblati con cura e con materiali solidi; un aspetto indispensabile per garantire continuità operativa e innesti rapidi e precisi tra controller e backplane dei drive SSD.
Il sistema di raffreddamento è molto efficace e conta su tre ventole dedicate per ciascuno nodo, opportunamente dotate di paratie capaci di aprirsi in funzione del flusso immesso e di canalizzare l’aria nei punti più critici della motherboard (CPU, VRM). Le ventole possono essere rimosse in blocco ma per farlo il controller deve essere estratto interamente dal corpo principale del NAS enterprise. Per una manutenzione diretta e più rapida sarebbe stato forse preferibile un accesso indipendente dal lato superiore dello chassis, come avviene sui sistemi storage mono-controller.
Le ventole operano stabilmente tra i 6.000 e gli 8.000 giri al minuto per assicurare temperature interne inferiori ai 50°C nella maggior parte degli scenari operativi. La rumorosità complessiva è perciò molto alta ma in linea con le macchine del segmento e destinate a CED e data center, dove la soglia di rumore percepito è solitamente alta.
I singoli controller sono dotati di alimentatori ad alta efficienza facili da rimuovere ma non è prevista una soluzione ridondata per singolo nodo, complice anche il ridotto spazio a disposizione.
Storage NVMe, affidabilità di classe enterprise
Fra le sostanziali differenze tra la nuova release ES2486AFdc e il precedente ES2486dc c’è sicuramente l’adozione di storage all flash. Anche in questo caso il numero massimo di unità installabili è di 24, in formato 2,5”. Tuttavia, il passaggio da storage SAS a NMVe formato U.3 e U.2 comporta un importante salto di prestazioni e affidabilità.
In primis, la tecnologia NVMe comunica direttamente con la CPU di sistema e i driver sono compatibili con tutti i principali sistemi operativi, a prescindere dal formato.
Questa tecnologia è stata pensata per offrire velocità e interoperabilità superiori: lo standard NVMe utilizza il bus PCIe ed è in grado di trasferire una quantità di dati fino a 12/13 volte superiore rispetto ai loro equivalenti SAS.
Il protocollo sfrutta percorsi di dati paralleli a bassa latenza per comunicare con sistemi a valle, come le architetture dei processori ad alta velocità. Lo standard NVMe può supportare code I/O multiple, fino a 64K, con ciascuna coda dotata di 64K voci. Tale soluzione consente attività di input/output con trasferimenti più rapidi rispetto ai vecchi modelli di storage che utilizzano driver legacy, come lo standard AHCI (Advanced Host Controller Interface).
SANDISK SN655
Per sfruttare appieno le doti del NAS QNAP ES2486AFdc abbiamo ricevuto quattro unità NVMe SSD SANDISK SN655 da 7,68 TByte ciascuna.
Questi drive sono assemblati in formato U.3 da 15 mm e sono disponibili in differenti tagli di capacità, per garantire espandibilità e spazio a sufficienza per i workload più impegnativi. La memoria di nuova generazione utilizzata consente infatti densità bit-per-mm più elevate e capacità superiori rispetto alle generazioni precedenti, fino a 61,44 TByte.
Il controller di gestione Sandisk NVMe 1.4 Compliant Controller PCle 4.0 si occupa di gestire traffico dati e protocolli di trasmissione da e verso le memorie, realizzate con tecnologia BiCS5 3D TLC NAND 3D. Non solo, la tecnologia NVMe consente un accesso a bassa latenza agli SSD collegati direttamente, o tramite array di storage NVMe-OF.
Questi device enterprise offrono molteplici vantaggi, come per esempio protezione contro la perdita di energia, protezione end-to-end del percorso dati e il supporto per settori con dimensioni variabili. Le prestazioni dichiarate sono elevate, con 6.800 MB/s in lettura sequenziale, 2.000 MB/s in scrittura sequenziale e 980K IOPS in lettura casuale.
Storage enterprise QES e ZFS
QNAP ES2486AFdc adotta il sistema operativo di classe Enterprise QES, qui in versione 2.2.1.2410, basato sul file system ZFS. I vantaggi sono molti; QES supporta la gestione logica dei volumi, la deduplicazione dei dati in linea basata su blocchi e la compressione in linea. Ciò consente di ridurre le operazioni di I/O e il consumo di spazio sui drive SSD, un dettaglio che permette di estendere il ciclo di vita delle singole unità.
QES soddisfa le applicazioni aziendali più esigenti, come file server mission-critical, server di virtualizzazione, VDI, data center di medie dimensioni, video streaming, video sorveglianza ed un efficiente backup e recupero dei file.
Questo ambiente operativo è stato concepito per assicurare affidabilità e resilienza superiori al convenzionale QNAP QTS, utilizzato sulle linee di prodotti per le PMI. È basato su FreeBSD e assicura integrità dei dati end-to-end, oltre a un massimo di oltre 65mila snapshot, con supporto remote backup e recovery tramite SnapSync.
Si tratta di una soluzione di disaster recovery che consente di abilitare efficaci schemi di backup dei dati tra NAS primario e storage secondario. Questa architettura prevede la replica unificata ed è integrata direttamente nell’ambiente QNAP QES.
All’atto pratico, il sistema si basa sulla relazione Mirror tra Shared/LUN sui sistemi di archiviazione primari e secondari. Ciò consente di realizzare una sincronia periodica, così da poter disporre di una replica sempre aggiornata, utile in casi di disaster recovery o anomalie di funzionamento della struttura di storage primaria.
Quando si parla di ZFS le parole chiave sono “integrità” e “affidabilità”, elementi che costituiscono il fondamento di una infrastruttura hardware che gestisce TByte o PByte di dati, nonché migliaia di interazioni al secondo tramite applicazioni o processi di lettura e scrittura continua su database.
ZFS ha la capacità di prevenire la corruzione dei dati, una eventualità che può avere ripercussioni importanti sul business ed è spesso difficile da individuare preventivamente. Il file system in uso ha la capacità di riparare autonomamente i dati e include il controllo di tutti i blocchi. L’integrità è ottenuta mediante esecuzione regolare del “Pool Scrubbing”, una procedura che consente di intervenire sui potenziali problemi in modo proattivo.
Il cuore di questa architettura è il journaling ZIL (ZFS Intent Log), in grado di memorizzare ogni modifiche riguardante i file archiviati sul dispositivo. All’atto pratico, ZIL registra le modifiche in un registro dedicato e, in caso di arresto anomalo del sistema o interruzione dell’alimentazione, QES può accedere al file journal per applicare le necessarie modifiche, assicurando che il file system sia rapidamente ripristinato senza errori o corruzioni.
Tra i pregi del sistema, la capacità di lavorare in modo trasparente rispetto a OS e App, secondo modalità che sfruttano transazioni I/O sincrone o asincrone, a seconda dell’applicazione e del tipo di richiesta effettuata. Per ambienti estremamente critici ZFS può essere impostato per lavorare unicamente attraverso “transazioni sincrone”, un particolare che innalza sensibilmente l’integrità dei dati, impattando sulle prestazioni.
Come avviene su altri file system, le performance di ZFS possono risentire in modo più o meno evidente dello stato operativo del pool di dischi, dal suo grado di frammentazione e dalle riserve effettive di spazio libero.
Su ZFS questi aspetti possono determinare consistenti cambiamenti di prestazioni: ciò è dovuto alla caratteristica fondamentale del file system denominata Copy-on-Write. Di fatto, il sistema scrive sempre nuovi dati in un blocco diverso, aggiornando i metadati in modo che facciano riferimento alla nuova posizione. Solo dopo questa operazione il blocco precedente viene liberato e reso disponibile per ulteriori scritture.
Continui cicli di accesso e scrittura portano così alla frammentazione del pool dati, un potenziale problema che è risolto brillantemente dal sistema operativo QES, attraverso la funzionalità di overprovisioning. Si tratta di una “riserva” di spazio disco precedentemente determinata, in percentuale rispetto alla capacità del volume stesso. Essa garantisce prestazioni di scrittura casuale sempre coerenti, anche quando il pool è quasi pieno.
Storage enterprise – Uso e test
Come di consueto il NAS è stato inserito nel loop di rete del laboratorio prove, questa volta però utilizzando lo switch gestito layer 2 QSW-M3216R-8S8T, dotato di 8 porte LAN 10 GbE e altrettante SFP+ di pari prestazioni.
La configurazione iniziale è alla portata degli installatori di rete con buona esperienza in ambito enterprise e degli installatori che già operano nell’universo QNAP. Una volta allocati i drive e installato l’ambiente operativo è possibile accedere in modo indipendente a entrambi i controller tramite LAN management.
Trattandosi di una macchina dual controller active-active per l’alta disponibilità il sistema è dotato di tool dedicati che permettono agli admin di visualizzare lo stato operativo di ogni porta e persino degli alimentatori. Le opzioni operative del cluster consentono di attivare il failover di sistema, per esempio quando si verifica un problema di rete (guasto o assenza di connessione), o nel caso di una anomalia JBOD. Allo stesso modo è possibile definire lo stato di “failback”, per un rapido (e automatico) ritorno alle condizioni di operatività standard quando il sistema è stato ripristinato. Definendo traffico e porte su IP statico è possibile attivare anche una protezione specifica sulle porte di gestione LAN, così da assicurare un accesso amministrativo in ogni circostanza.
Le informazioni sul singolo controller sono riassunte efficacemente in forma grafica e analitica, così da consentire una rapida analisi sullo stato operativo del sistema. È perciò possibile osservare lo stato dello storage pool, delle cartelle condivise, dei LUN e lo stato della cache.
Lo stesso vale per i servizi associati abilitati: gli admin possono intervenire rapidamente sullo stato di operatività del server, per una aggregazione Microsoft AD e per operare secondo i servizi standard offerti (NFS, iSCSI, FTP, RSync, File Station, SnapSync, TFTP…).
L’uso e la configurazione generale permettono di definire spazi di lavoro e cartelle condivise per gli endpoint di rete, così da abilitare schemi di condivisione, archiviazione e backup, in base alle necessità. La ridondanza del sistema assicura continuità di servizio anche in caso di problemi di comunicazione con uno dei due nodi.
Entrambi i controller possono sostenere il traffico. Questo, oltre a consentire la ridistribuzione delle risorse di calcolo, permette disporre di un servizio di archiviazione high-availability, continuo e ad alta velocità tramite i protocolli di comunicazione standard (SMB, NFS e iSCSI).
Nelle attività di accesso diretto, il NAS QNAP ha mostrato prestazioni molto elevate, con velocità media di lettura di 1.110 MB/s e circa 800 MB/s in scrittura. L’accesso a cartelle SMB avviene a velocità che possono raggiungere i 952 MB/s e gli 862 MB/s in scrittura.
Lavorando con file di dimensioni medio/grandi si raggiunge facilmente il limite imposto dall’adattatore LAN 10 GbE!
La gestione LUN iSCSI avviene mediamente a 700 MB/s, mentre la gestione degli snapshot si attesta sui 700/800 MB/s.
Sul fronte consumi, il NAS configurato con i quattro drive Sandisk, così come ricevuto per i test, si attesta sui 177 W in idle e nei carichi di lavoro a basso impatto, per salire a 224 W durante la gestione di workload a media intensità. Il consumo di picco registrato arriva a circa 345 W.
Il NAS enterprise QNAP ES2486AFdc, in congiunzione con gli SSD SANDISK SN655, rappresenta una soluzione di alto livello, ideale per assicurare prestazioni elevate in ogni condizione di lavoro. La configurazione dual controller mette al riparo da malfunzionamenti o anomalie di rete, per la massima resilienza del business d’impresa.
Punteggio
90
su 100
PRO
Elevate prestazioni; 4x 10 GbE di serie; ventilazione efficace; dual controller; espandibilità RAM; supporto HA.
CONTRO
Manca opzione dual-PSU per controller; ventole non direttamente accessibili.
La connettività ad alte prestazioni è di serie e permette di collegare facilmente lo storage enterprise alle reti più complesse.
