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RELATÓRIO DE VALIDAÇÃO VALIDAÇÃO ESG Lab. - IBM

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<strong>RELATÓRIO</strong> <strong>DE</strong><br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong><br />

<strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>.<br />

Série <strong>IBM</strong> DS5000<br />

Desempenho Real para Sistemas Virtualizados<br />

Por Brian Garrett<br />

Com Claude Bouffard<br />

Setembro, 2008


<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Índice<br />

Índice Geral.................................................................................................................................................. 2<br />

Introdução.................................................................................................................................................... 3<br />

Histórico............................................................................................................................................ 3<br />

Série <strong>IBM</strong> DS5000............................................................................................................................4<br />

Validação <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>...................................................................................................................................... 5<br />

Metodologia Benchmark Variada e Realista............................................................................................. 5<br />

Cargas de Trabalho de Aplicações........................................................................................................... 6<br />

Configurações do <strong>Lab</strong>oratório de Teste (Test Bed).................................................................................. 7<br />

Layout do Drive ........................................................................................................................................ 7<br />

Configurando Máquinas Virtuais............................................................................................................... 8<br />

Os Resultados........................................................................................................................................... 9<br />

Throughput Bruto Agregado ....................................................................................................................................... 9<br />

Utilização da Maquina Virtual...................................................................................................................................... 11<br />

Escalabilidade IOPS Heterogênea Realista ............................................................................................................... 11<br />

Lidando facilmente com Picos Curtos de Throughput............................................................................................... 13<br />

Escalabilidade do Desempenho em nível de Aplicações Heterogêneas................................................................... 14<br />

Destaques da Validação <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>............................................................................................................. 18<br />

Pontos a Serem Considerados.................................................................................................................. 18<br />

Ponto de Vista do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>........................................................................................................................ 19<br />

Apêndice...................................................................................................................................................... 20<br />

Relatórios <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>.<br />

O objetivo dos Relatórios <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> é instruir profissionais do campo da Tecnologia da Informação a respeito de<br />

tecnologias emergentes e produtos da indústria de armazenamento, administração de dados e segurança de<br />

informação. Os relatórios <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> não visam substituir qualquer processo de avaliação que deva ser conduzido<br />

previamente à opção pela compra de qualquer destas tecnologias emergentes, mas sim auxiliar no discernimento<br />

das mesmas. Nosso propósito é avaliar algumas das características/ funções mais valiosas destes produtos,<br />

demonstrar como elas poderiam ser utilizadas para solucionar problemas de clientes reais e identificar quaisquer<br />

áreas carentes de melhorias. A perspectiva de perícia da <strong>ESG</strong> como mediadora baseia-se em nossa própria<br />

experiência testando tais produtos assim como em entrevistas com clientes que fazem uso destes produtos em<br />

ambiente de produção. Este relatório <strong>ESG</strong> foi patrocinado pela LSI Corporation.<br />

Todos os nomes de marca registrada são de propriedade de suas respectivas empresas. Informações contidas nesta publicação foram obtidas por<br />

fontes consideradas confiáveis pelo Enterprise Strategy Group (<strong>ESG</strong>), porém tais informações não são garantidas pelo <strong>ESG</strong>. Esta publicação pode<br />

conter opiniões do <strong>ESG</strong>, que estão sujeitas a mudanças eventuais. Esta publicação está protegida pelas leis de direitos autorais, em nome de The<br />

Enterprise Strategy Group, Inc. Qualquer reprodução ou distribuição, total ou parcial, seja em forma impressa, eletrônica ou de qualquer outra<br />

forma a pessoas não autorizadas a recebê-la, sem o expresso consentimento de Enterprise Strategy Group, Inc., será considerada violação dos<br />

direitos autorais americanos e estará sujeita a ação contra danos civis e, se aplicável, processo penal. Caso haja dúvidas, favor contatar o<br />

Atendimento ao Cliente <strong>ESG</strong> através do telefone (508) 482.0188.<br />

- 2 -<br />

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Introdução<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Um número cada vez maior de organizações vem implementando o armazenamento em rede juntamente com a<br />

virtualização do servidor de forma a consolidar, reduzir custos e melhorar a flexibilidade e disponibilidade de<br />

aplicações críticas, como bases de dados e e-mails. As pesquisas do <strong>ESG</strong> indicam que Profissionais de TI<br />

procurando obter mais benefícios da consolidação entre servidor e armazenamento estão preocupados com<br />

desempenho. Este relatório <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> apresenta os resultados de um novo Benchmark de desempenho, desenvolvido<br />

para avaliar as aptidões realistas de um sistema de armazenamento <strong>IBM</strong> DS5300, associado ao SAN (Storage Area<br />

Network), implementado em datacenter altamente consolidado e virtualizado.<br />

Histórico<br />

O uso da tecnologia de virtualização de servidores tem aumentado entre organizações de todos os tamanhos,<br />

em todos os ramos do mercado, em todo o mundo. Em pesquisa recente do <strong>ESG</strong> sobre usuários atuais e futuros<br />

da virtualização de servidores, 52% das organizações entrevistadas já fazem uso desta tecnologia, enquanto<br />

48% planejam utilizá-la. ¹ Considerando os grandes benefícios econômicos da virtualização de servidor, a<br />

abundância de capacidade de processamento acessível e a dificuldade cada vez maior em solucionar questões<br />

relacionadas ao consumo de eletricidade e refrigeração dos Datacenters, o <strong>ESG</strong> prevê que a adoção da<br />

virtualização de servidores continuará intensa no futuro próximo.<br />

A pesquisa do <strong>ESG</strong> indica que a vasta maioria das organizações (87%) que já utiliza servidores virtualizados fez<br />

a transição em conjunto com a implementação do armazenamento em rede. Fazendo uma comparação, se<br />

tivermos discos rígidos interligados como ilhas, um grande aumento na utilização ocorrerá quando as aplicações<br />

compartilharem uma 'piscina' de armazenamento em rede. Aplicações implementadas em máquinas virtuais<br />

compartilhando uma 'piscina de armazenamento' são mais ágeis e acessíveis do que aquelas implementadas<br />

em discos rígidos ligados diretamente.<br />

FIGURA 1. <strong>DE</strong>SAFIOS DA VIRTUALIZAÇÃO DO SERVIDOR E DO ARMAZENAMENTO EM RE<strong>DE</strong><br />

1<br />

Relatório de Pesquisa <strong>ESG</strong>, O Impacto da Virtualização do Servidor no Armazenamento, Dezembro, 2007.<br />

- 3 -<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Enquanto os benefícios da virtualização do servidor e armazenamento em rede são claramente persuasivos,<br />

profissionais de TI se deparam com um número de desafios em seu dia-a-dia enquanto tentam administrar um misto<br />

consolidado de aplicações sendo executadas em infra-estrutura virtualizada. Como mostrado na Figura 1, as duas<br />

maiores preocupações são o desempenho e a falta generalizada de informação e de melhores práticas. Isto se<br />

comprova em organizações de todos os tamanhos, independente do número de servidores virtuais utilizados. Faz<br />

sentido que haja tanta preocupação com o desempenho das infra-estruturas, considerando que 46% dos usuários de<br />

virtualização relatam que atualmente executam aplicações “Tier-1” em máquinas virtuais enquanto outros 33%<br />

planejam fazê-lo no futuro.<br />

A Série <strong>IBM</strong> DS5000<br />

A <strong>IBM</strong> recentemente anunciou o DS5300 Storage System — um sistema de armazenamento turbo-charged<br />

associado ao SAN, com até quatro vezes mais desempenho do que seu antecessor, o DS4800, e oito vezes o<br />

desempenho do DS4700. O DS5300 foi desenvolvido para atender os exigentes requisitos de desempenho real para<br />

ambientes de armazenamento de uso empresarial. Com alto desempenho otimizado para cargas de trabalho<br />

heterogêneas, o DS5300 foi projetado para escalabilidade modular (capacidade e/ou desempenho), alta disponibilidade<br />

e funcionalidade avançada, incluindo serviço de cópia e replicação remota. Como mostrado na Figura 2, o<br />

DS5300 é um sistema dual controller, suportando 16 interfaces host Fibre Channel de 4 Gbps, até 256 drives (FC ou<br />

SATA), até 16 GB de cache e 16 GB/seg. de banda interna.<br />

FIGURA 2. <strong>DE</strong>STAQUES DO DS5300<br />

Este relatório examina as capacidades de desempenho do DS5300 turbo-charged em nível de uso empresarial, e<br />

avalia a afirmação da <strong>IBM</strong> de que ele é ideal para atender os exigentes requisitos de desempenho de aplicações<br />

heterogêneas reais utilizadas em ambiente de servidor virtual. Especificamente, este relatório demonstra como um<br />

único DS5300 suporta:<br />

• Impressionantes 6.2 GB/seg. de throughput seqüencial agregado.<br />

• Diversas aplicações de uso crítico em empresas, executadas em dezesseis máquinas virtuais<br />

implementadas em dois servidores físicos.<br />

• Até 17, 512 usuários de e-mail utilizando Microsoft Exchange JetStress; 9,164 I/Os por segundo em base de<br />

dados pequena utilizando Oracle Orion; 4,551 IOPs em web servers simulados e 425 MB/seg. de throughput para<br />

leituras extensas utilizando Iometer.<br />

• Consolidação e crescimento otimizados com tempo de resposta rápido e excelente escalabilidade de<br />

desempenho.<br />

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Validação <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong><br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

As capacidades de desempenho reais do <strong>IBM</strong> DS5300 foram avaliadas pelo <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> através de testes práticos<br />

nas instalações da <strong>IBM</strong> localizadas em Gaithersburg, Maryland. A metodologia apresentada neste relatório foi<br />

desenvolvida para avaliar as capacidades de desempenho de um único <strong>IBM</strong> DS5300 Storage System<br />

compartilhado com múltiplos servidores virtuais executando uma carga heterogênea de aplicações. A cooperação<br />

das empresas VMware, <strong>IBM</strong> e LSI foi a chave para o sucesso deste projeto. Este projeto se beneficiou<br />

particularmente da perícia da VMware em auxiliar clientes a planejar a implementação de aplicações críticas em<br />

ambientes virtualizados, e da longa tradição de sucesso da <strong>IBM</strong> no mercado de sistemas de armazenamento<br />

modular, em parceria com a LSI.<br />

Metodologia Benchmark Variada e Realista<br />

Benchmarks convencionais para servidores foram criados para medir o desempenho de uma única aplicação<br />

sendo executada em um único sistema operacional instalado em um único computador. As ferramentas CPU2000<br />

e CPU2006, do SPEC (Standard Performance Evaluation Council) são exemplos conhecidos neste tipo de<br />

Benchmark para servidores. Muito similar aos benchmarks dos servidores tradicionais, os parâmetros para<br />

sistemas de armazenamento convencionais foram desenvolvidos para medir o desempenho de um único sistema<br />

de armazenamento executando uma única carga de trabalho. O benchmark SPC-1, desenvolvido e administrado<br />

pelo Storage Performance Council, citando a <strong>IBM</strong> como um elemento chave, é um ótimo exemplo. O SPC-1 foi<br />

desenvolvido para avaliar as capacidades de desempenho de um único sistema de armazenamento, enquanto ele<br />

serve uma aplicação em base de dados interativa on-line.<br />

Benchmarks tradicionais, executando uma única carga de trabalho de aplicações não podem demonstrar o que<br />

ocorre quando várias aplicações são utilizadas em conjunto num ambiente de servidor virtual. Para superar tais<br />

limitações, a VMware criou uma ferramenta para avaliar o desempenho de cargas heterogêneas, chamada VMmark.<br />

O VMmark utiliza esquema tile-based para medir o desempenho de aplicações e fornece metodologia consistente<br />

que captura tanto a escalabilidade geral quanto o desempenho individual das aplicações de uma solução em servidor<br />

virtual. O conceito VMmark é simples, porém elegante. Cada tile é definido de acordo com benchmarks padrões do<br />

mercado, emulando aplicações comuns de negócios (ex.: e-mail, base de dados, web server). O número de tiles<br />

sendo executados em uma única máquina é aumentado até que o servidor esgote seu desempenho. Uma pontuação<br />

é atribuída para que Profissionais de TI possam comparar os servidores com foco em suas capacidades de<br />

desempenho quando aplicações virtualizadas são executadas. Como um exemplo, os servidores high-end <strong>IBM</strong> x3850<br />

utilizados durante esta validação <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> Validation possuem a excelente pontuação VMmark publicada de 13.5<br />

tiles.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Embora o VMmark auxilie na compreensão do desempenho de aplicações heterogêneas sendo executadas em um<br />

único servidor, ele não foi desenhado para avaliar o que ocorre quando um grupo heterogêneo de aplicações é<br />

executado em servidores múltiplos compartilhando um único sistema de armazenamento. O VMmark tende a<br />

exercer mais pressão interna no servidor do que no sistema de armazenamento. A metodologia apresentada neste<br />

relatório foi desenvolvida para exercer mais pressão no sistema de armazenamento do que nos servidores. Usando<br />

como base a metodologia VMmark, um conceito baseado em tiles foi utilizado durante esta Validação do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>.<br />

Como mostrado na Figura 3, cada tile é composto de quatro cargas de aplicações heterogêneas. Dois servidores<br />

físicos, cada um configurado com oito máquinas virtuais, foram usados para medir o desempenho enquanto o<br />

número de tiles ativos foi aumentando de um até quatro.<br />

As Cargas de Trabalho da Aplicação<br />

Os benchmarks padrões da indústria foram utilizados para emular a atividade de I/O (Input/Output) da carga de<br />

trabalho de quatro aplicações comumente utilizadas em empresas:<br />

• E-mail: O utilitário Microsoft JetStress foi utilizado para gerar tráfego de e-mail. Similar ao utilitário Microsoft<br />

LoadSimm usado nos testes do VMmark, o JetStress simula a atividade de usuários típicos do Microsoft Exchange<br />

quando enviam e recebem e-mails, agendam reuniões e criam listas de tarefas. O utilitário JetStress é, entretanto,<br />

um utilitário mais leve que o LoadSimm. Utilizando em conjunto a base de dados Jet Engine, o JetStress foi<br />

desenvolvido para o foco em desempenho de armazenamento. ²<br />

• Base de Dados: O utilitário Orion (Oracle) foi usado para gerar tráfego na base de dados. Assim como o<br />

Jetstress, o Orion é uma ferramenta leve com uso ideal para a medição do desempenho de armazenamento. O Orion<br />

foi desenvolvido para auxiliar administradores a compreender a capacidade de desempenho de um sistema de<br />

armazenamento, seja para identificar problemas com o desempenho ou para organizar a instalação de uma nova<br />

base de dados sem ter de criar e executar uma Base de Dados Oracle. O Orion é tipicamente usado para medir dois<br />

tipos de atividade em base de dados: processamento de transação on-line sensível ao tempo de resposta (OLTP) e<br />

processamento analítico on-line sensível a banda (OLAP). ³<br />

• Web Server: O utilitário Iometer, padrão da indústria, foi utilizado para gerar tráfego no web server. A<br />

definição I/O era composta de leituras aleatórias de vários tamanhos de blocos, como documentado no Apêndice. O<br />

perfil do web server para Iometer usado neste teste foi originalmente distribuído pela Intel, autora do Iometer.<br />

Atualmente, o Iometer é um projeto open source.<br />

4<br />

Testes com o Iometer foram executados em drives físicos do<br />

Windows.<br />

• Scan/read: O utilitário Iometer foi usado para gerar um único fluxo de tráfego read. Operações que tendem a<br />

gerar este tipo de blocos seqüenciais grandes de tráfego incluem operações de indexação e scan, longas consultas<br />

em bases de dados ativas, operações de backup, uploads e cópias de dados em massa. Uma carga de trabalho<br />

seqüencial lida de 256 KB foi incluída em cada tile para adicionar um componente intensivo de throughput ao perfil<br />

I/O predominantemente aleatório de base de dados interativa e aplicações de e-mails. Como os mais experientes<br />

administradores de base de dados sabem, uma intensificação massiva de throughput no tráfego I/O pode diminuir o<br />

desempenho de aplicações interativas, fazendo com que usuários finais reclamem do desempenho. Adicionando<br />

alguns fluxos de throughput, tráfego intenso de scan/read foi utilizado para determinar se o desempenho interativo<br />

continuaria previsivelmente receptivo enquanto a quantidade na utilização de I/O mista aumentava. 5<br />

Cada uma das quatro cargas de trabalho foi executada em paralelo com o teste de e-mail JetStress levando o tempo<br />

mais longo possível para ser completada. (aproximadamente três horas). As cargas do Iometer foram paradas<br />

manualmente após a finalização por parte do utilitário JetStress.<br />

___________________________<br />

2<br />

Os parâmetros JetStress, incluindo 32 threads por grupo de armazenamento, estão inclusos no output de JetStress mostrado no Apêndice como Figura 11.<br />

3<br />

Os parâmetros Orion, incluindo I/O pequeno de 8 KB e I/O grande de 1 MB estão inclusos no output de Orion, mostrado na Figura 12.<br />

4<br />

Definições da carga do Web server Iometer (www.sourceforge.net/projects/iometer) estão inclusas em trechos do arquivo de resultados como Figura 13.<br />

5<br />

A definição da carga de scan/read está inclusa em trechos do arquivo de resultados como Figura 14.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Configurações do <strong>Lab</strong>oratório de Testes (Test Bed)<br />

O software VMware ESX Server 3.5 foi instalado em um par de servidores <strong>IBM</strong> xSeries 3850, cada um com quatro<br />

processadores quad-core de 3 GHz e 128 GB de RAM. Cada servidor possuía quatro adaptadores host bus com dual<br />

ports de 4 Gbps FC, conectados a um switch FC SAN Cisco MDS-9513. Um DS5300 com 256 drives FC de 15K<br />

RPM foi conectado aos servidores através de 16 portas FC de 4 Gbps como mostrado na Figura 4.<br />

FIGURA 4. TEST BED DO <strong>ESG</strong> LAB<br />

Layout do Drive<br />

A configuração do drive do DS5300 está resumida na Tabela 1. Dois grupos de armazenamento Microsoft Exchange e duas base<br />

de dados Oracle foram testadas com cada tile. Os volumes Exchange foram configurados em oito grupos de drives RAID-10.<br />

Simulando um par de aplicações de base de dados com desempenhos e requisitos de custos diferentes, uma das bases de dados<br />

Oracle foi configurada utilizando RAID-10 e a segunda foi configurada com RAID-5. O web server e os volumes scan/read foram<br />

configurados utilizando layout 7+1 RAID-5. O domínio de Volume foi balanceado com os dual controllers através do DS5300 e<br />

distribuídos igualmente entre as 16 interfaces Host.<br />

6<br />

6<br />

Para mais detalhes, favor consultar as Figuras 15 e 16 no Apêndice. O balanço dos 256 drives não foi configurado (8) ou definido como hot<br />

spares (8).<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Configurando Máquinas Virtuais<br />

A configuração de uma das dezesseis máquinas virtuais é mostrada na Figura 5. Cada uma das dezesseis máquinas<br />

virtuais foi mapeada a um CPU quad-core, 16 GB de RAM, disco virtual em VMFS para o sistema operacional e outro<br />

mapeado em LUNs. A capacidade de disco do DS5300 foi utilizada para toda capacidade de armazenamento,<br />

incluindo os arquivos de disco virtual VMDK do VMware, imagens do sistema operacional Windows 2003,<br />

executáveis de aplicações e dados de aplicações. Todos os volumes de dados de aplicações em teste foram<br />

configurados com raw LUNs mapeados (também conhecidos como volumes RDM - Raw Device Mapped). A<br />

configuração de uma das máquinas virtuais utilizada no teste de e-mail JetStress é mostrada na Figura 5. Note como<br />

quatro raw LUNs mapeados foram configurados: dois como volume de base de dados Exchange e dois para os<br />

volumes de log do Exchange.<br />

FIGURA 5. CONFIGURAÇÃO DO SERVIDOR VIRTUAL<br />

Porque Isto é Importante<br />

Pesquisas do <strong>ESG</strong> indicam que a maior preocupação relacionada à implantação de armazenamento em rede para suportar a<br />

virtualização do servidor é com o desempenho. De 51% dos respondentes que já haviam implementado a virtualização do servidor<br />

e o armazenamento em rede, o desempenho foi, de longe, a maior preocupação entre os clientes.<br />

Os benchmarks para Armazenamento eram historicamente focados em um tipo de carga de trabalho (ex: base de dados ou e-<br />

mail) e uma métrica chave de desempenho (tempo de resposta ou throughput). Tipicamente, somente um servidor executando<br />

carga de trabalho intensiva em um CPU, sem sobrecarregar o armazenamento, era testado. Então, para que clientes da <strong>IBM</strong><br />

pudessem compreender como o DS5300 se desempenha em um ambiente de servidor virtual, os testes aqui aplicados foram<br />

desenvolvidos para avaliar como aplicações reais se comportam quando executadas em servidores virtualizados múltiplos,<br />

compartilhando um único sistema de armazenamento.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Os Resultados<br />

De certa forma, benchmarks de sistemas de armazenamento são como uma análise do desempenho de um carro. As<br />

especificações, incluindo a potência do motor e aceleração de 0’ a 60’, são bons indicadores iniciais do desempenho<br />

de um carro. Enquanto as especificações fornecem um bom ponto de partida, existem vários outros fatores que<br />

devem ser levados em conta, incluindo as condições da estrada, as habilidades do motorista e as estimativas de uso<br />

de combustível. Assim como quando compramos um carro, um teste drive com tráfego real de aplicações é a melhor<br />

maneira de determinar como um sistema de armazenamento irá se desempenhar em situações cotidianas.<br />

Throughput Bruto Agregado<br />

A análise de desempenho começou com um exame das capacidades do throughput agregado de baixo nível no<br />

equipamento de testes. Este teste foi executado usando o utilitário Iometer, rodando em dez servidores físicos <strong>IBM</strong><br />

x335 em nível de entrada, executando os sistemas operacionais Microsoft Windows. Metade dos drives utilizados<br />

depois nos testes heterogêneos de aplicativos reais foi exercitado (128 drives de disco).<br />

Um total de dez servidores com vinte portas FC de 4 GB foram conectados ao DS5300 através de um switch Cisco<br />

MDS 9513 com dezesseis portas host ativas de 4 Gbps. Um total de 16 LUNs foi exercido. Cada um dos LUNs foi<br />

configurado em um grupo RAID-5 de drives de 15K RPM configurados com esquema de paridade 4+1. Cada um<br />

dos servidores do Windows exerceu dois LUNs distribuídos nos dois controllers do DS5300.<br />

Um perfil Iometer de reads/writes seqüenciais de 1 MB foi utilizado para esta primeira análise de aprovação das<br />

aptidões de throughput bruto agregado do DS5300. Uma rodada similar de testes executada contra o mesmo test<br />

bed utilizando um servidor <strong>IBM</strong> p595 executando o sistema operacional AIX produziu resultados similares. De<br />

forma similar à classificação de um dinamômetro quanto à potência de um carro, o throughput máximo registrado<br />

pelo console DS5000 foi utilizado para quantificar o poder de um DS5300 Storage System turbo-charged.<br />

FIGURA 6. RESULTADOS <strong>DE</strong> TESTES AUDITADOS<br />

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O Que Significam os Números<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

• Semelhantemente à avaliação da potência do motor de um carro, a avaliação do throughput de um sistema<br />

de armazenamento é um bom indicador do poder do motor de um sistema de armazenamento.<br />

• O throughput de armazenamento é a medida de banda disponível da qual o sistema pode tirar vantagem. O<br />

throughput pode ser medido em base de fluxo ou agregados. Um fluxo é representado por uma aplicação ou usuário<br />

se comunicando através de uma interface I/O para um dispositivo. O throughput agregado é a medida de quantos<br />

dados o sistema de armazenamento pode mover de uma só vez por todas as aplicações e usuários.<br />

• O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> confirmou que o DS5300 possui uma avaliação impressionante de throughput agregado de 6.2<br />

GB/seg para reads e 5.85 MB/seg para writes. Estes resultados são aproximadamente quatro vezes melhores do que<br />

as avaliações da geração antecessora, <strong>IBM</strong> DS4800.<br />

Porque Isto é Importante<br />

Um sistema de armazenamento precisa de um motor forte e arquitetura modular bem desenhada para se desempenhar<br />

previsivelmente em ambiente heterogêneo real. Uma medida de força de um motor do controller de armazenamento é seu<br />

throughput agregado máximo. O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> confirmou que um sistema DS5300 com metade dos drives utilizados durante os<br />

testes de carga de trabalho heterogênea, apresentados depois neste relatório, pode sustentar um excelente throughput<br />

agregado de 6.2 Mb/seg. (read) seqüenciais em grandes blocos.<br />

De acordo com a experiência do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong>, este resultado é extremamente impressivo para um sistema de armazenamento com<br />

dual controller. De fato, este resultado indica que o DS5000 é bastante recomendado para consolidação de servidores virtuais e<br />

aplicações heterogêneas reais, e definitivamente recomendado para computação intensiva, edição de vídeos e aplicações<br />

científicas com requisitos extremos de banda.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Utilização da Máquina Virtual<br />

Uma vez terminados os testes de throughput de baixo nível, utilizando dez servidores físicos em nível de entrada, o<br />

DS5300 foi reconfigurado para testes realistas heterogêneos, utilizando um par de servidores high end <strong>IBM</strong> x3850,<br />

como documentado previamente neste relatório. O teste com aplicações heterogêneas começou com uma análise<br />

rápida da memória do servidor e da utilização do CPU para garantir que não houvesse congestionamentos entre<br />

aplicações virtualizadas e o DS5300. O uso da memória e do CPU, como registrados pelo administrador de infraestrutura<br />

VMware, é mostrado na Figura 7.<br />

FIGURA 7. COMPONENTES DO SISTEMA (DASHBOARD)<br />

Estes screenshots foram feitos durante a fase de pico de atividade do teste de quatro tiles. Com utilização da<br />

memória abaixo de 50% e utilização do CPU abaixo de 25%, não houve nenhum congestionamento óbvio entre<br />

as aplicações virtualizadas e o <strong>IBM</strong> DS500.<br />

Escalabilidade IOPS Heterogênea Realista<br />

Input /Output por segundo, ou IOPS, é a medida do número de operações que um sistema de armazenamento<br />

pode desempenhar em paralelo. Quando um sistema é capaz de mover muito IOPS, originando-se em um disco<br />

ou saindo do cachê, ele tenderá a ser capaz de servir mais aplicações e usuários paralelamente. Similar ao poder<br />

de torque do motor de um carro, a avaliação do IOPS para um controller de armazenamento pode ser utilizada<br />

como indicador da potência do motor de um sistema de armazenamento.<br />

Enquanto o IOPS saindo de um cachê é tipicamente um número grande e pode fornecer indicação da velocidade no<br />

front end do controller de armazenamento, o IOPS de disco é uma métrica mais útil para determinar o desempenho<br />

real de um sistema de armazenamento servindo aplicações heterogêneas comumente utilizadas em empresas. Por<br />

exemplo, e-mails e aplicações interativas de base de dados tendem a ser aleatórios por natureza e, portanto, se<br />

beneficiam de bom IOPS do disco. Com isto dito, um conjunto heterogêneo de aplicações tende a ter padrões de<br />

tráfego I/O aleatórios e seqüenciais que podem ser utilizados a partir de cachê ou de disco.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> mediu o desempenho do IOPS como relatado pelo DS5300 enquanto o número de máquinas virtuais<br />

executando cargas de aplicações heterogêneas foi aumentado de quatro para dezesseis. Com uma mistura de I/O<br />

aleatórios e seqüenciais em centenas de drives de disco, o objetivo não era registrar um número grande de IOPS. O<br />

objetivo com este exercício era avaliar a escalabilidade do DS5300 enquanto um número de aplicações em constante<br />

aumento eram consolidadas em uma única plataforma virtualizada. A escalabilidade do IOPS durante este período<br />

de pico de carga de atividade heterogênea é demonstrada na Figura 8 a seguir.<br />

FIGURA 8. CONSOLIDAÇÃO <strong>DE</strong> CARGA <strong>DE</strong> TRABALHO HETEROGÊNEA COM PICO ATIVO<br />

O Que Significam os Números<br />

• As taxas de IOPS variaram no teste de Ambientes Heterogêneos com picos ocorrendo durante o teste “Orion<br />

Small IOPS” e próximo ao fim, quando utilitário JetStress executou uma checagem de consistência nas bases de<br />

dados.<br />

• Um pico de 34, 438 IOPS e uma média de 24, 714 IOPS foram gravados durante a execução dos quatro<br />

tiles.<br />

O IOPS se dimensionou de forma quase-linear enquanto o tráfego de aplicações heterogêneas aumentou de<br />

um até dezesseis servidores virtuais.<br />

Porque Isto é Importante<br />

Escalabilidade de desempenho previsível é um ponto crítico quando aplicações heterogêneas estão compartilhando um sistema<br />

de armazenamento. Uma intensificação na atividade de I/O em uma aplicação (ex: uma verificação de consistência em uma base<br />

de dados) pode causar lentidão no tempo de resposta, perda em produtividade e, no pior dos casos, perda de receita.<br />

O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> confirmou que a taxa de I/O processada pelo DS5000 escala extremamente bem enquanto várias aplicações<br />

heterogêneas são executadas em paralelo.<br />

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Lidando facilmente com Picos Curtos de Throughput<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Como percebido durante o monitoramento do IOPS, houve picos de atividade de throughput que poderiam ser<br />

correlacionados ao comportamento periódico de aplicações reais. Duas intensificações de throughput agregado<br />

foram observadas: a primeira durante o teste de alto volume de MBPS com o Oracle, que simula throughput intensivo<br />

em aplicações OLAP, enquanto o segundo ocorreu durante o teste de consistência de base de dados do JetStress.<br />

O pico registrado logo após a fase OLAP do Orion é mostrado na Figura 9.<br />

FIGURA 9. PICO <strong>DE</strong> THROUGHPUT (UM SERVIDOR, QUATRO TILES ATIVOS, VISTA SOBREPOSTA DO VM VIEW)<br />

O Que Significam os Números<br />

• Um nível de throughput agregado de 1.6 GB/seg. foi registrado enquanto aplicações heterogêneas reais<br />

foram executadas em 16 máquinas virtuais compartilhando um único DS5300 Storage System (800 MB/seg. de um<br />

dos dois servidores físicos, como mostrado na Figura 9).<br />

• Enquanto o throughput se intensificou durante a fase de testes OLAP do Orion, a utilização de banda para<br />

outras cargas heterogêneas operando em paralelo permaneceram estáveis.<br />

Porque Isto é Importante<br />

Análises de desempenho geralmente se focam em cargas de trabalho com tempo de resposta sensível ou cargas de trabalho com<br />

throughput seqüencial intensivo, mas ainda assim aplicações heterogêneas reais em ambientes virtualizados são geralmente uma<br />

mistura de ambas. Intensificações da atividade devido a operações de pesquisa e indexação, consultas a base de dados,<br />

trabalhos de backup ou fluxo de vídeo podem ser extremamente intensivas no throughput. Implementar mais sistemas de<br />

armazenamento, ou mais hardware em cada sistema de armazenamento, pode ser uma maneira de evitar um possível impacto no<br />

desempenho causado por throughput intensivo em carga de trabalho de ambiente heterogêneo. Ainda assim, isso aumenta os<br />

custos e a complexidade de administração do sistema, além de anular os objetivos da consolidação de armazenamento.<br />

O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> observou pico de 1.6 GB/seg. de throughput agregado intensivo enquanto um teste de throughput com o Oracle Orion<br />

OLAP era executado — mesmo enquanto houve tráfego de e-mail do Exchange o sistema fluiu com ótimo tempo de resposta.<br />

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Escalabilidade do Desempenho em nível de Aplicações Heterogêneas<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Após analisar as avaliações de IOPS e throughput do motor turbo-charged do DS5300, aqui examinaremos o<br />

desempenho em nível de aplicações. O output esperado por cada ramo da indústria foi analisado para<br />

determinar a escalabilidade do desempenho e a receptividade de aplicações reais sendo executadas em um<br />

ambiente virtual consolidado.<br />

Microsoft Exchange<br />

A ferramenta de teste JetStress, da Microsoft, foi utilizada para estabelecer quantos usuários simulados de e-mail<br />

são suportados pelos recursos do DS5300 alocados para o Exchange. O número de IOPS e tempo de resposta<br />

para cada base de dados, juntamente com o log de volume, foram gravados após cada execução do JetStress.<br />

Uma meta de 20 milissegundos ou menos para reads de DB foi estabelecida como parâmetro de aprovação no<br />

teste. Este valor é definido pela Microsoft como o limite além do qual os usuários finais sentirão que seu sistema de<br />

e-mail está se comportando de forma lenta.<br />

O <strong>ESG</strong> utilizou as orientações a seguir - retiradas de um relatório da <strong>IBM</strong> descrevendo os resultados de um sistema<br />

de armazenamento <strong>IBM</strong> DS4800 (Relatório de Análise JetStress) - para interpretar os resultados:<br />

Em ambiente Exchange 2007, o desempenho é geralmente calculado considerando perfil de usuário com 0.5 IOPS, o<br />

que equivale a um usuário de peso do Exchange. Como o desempenho de disco varia, seus cálculos devem ser<br />

baseados na métrica de cem IOPS por disco, um ponto de início bem conservador, e a partir daí ajustados a seu<br />

ambiente específico.<br />

7<br />

Logs do Microsoft JetStress foram utilizados para determinar o número de IOPS e tempo de resposta, enquanto o<br />

número de máquinas virtuais era aumentado de quatro até dezesseis. Considerando um perfil de usuário de 0.5<br />

IOPS, o número de IOPS foi utilizado para calcular o numero suportado de usuário do Exchange. A escalabilidade<br />

dos usuários do Exchange, enquanto o número de tiles era aumentado de um até quatro, é mostrada na Figura 10<br />

e na Tabela 2.<br />

8<br />

7<br />

"<strong>IBM</strong> System Storage DS4800 Exchange Server 2007 15, 000 Mailbox JetStress Analysis", David Hartman e David West, Novembro de 2007,<br />

8<br />

http://www-03.ibm.com/support/techdocs/atsmastr.nsf/WebIndex/WP101123 Uma amostra de log do JetStress está inclusa no Apêndice -Figura<br />

11.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

O Que Significam os Números<br />

• O teste de aplicações heterogêneas com tile único suportou 7, 713 usuários do Exchange com 14.5 milissegundos de<br />

tempo de resposta médio do disco da DB.<br />

• O desempenho foi escalado de forma quase linear para 17, 512 usuários enquanto o DS5300 estava ocupado<br />

processando e servindo outras aplicações simultaneamente.<br />

• Todos os testes aprovaram com média de tempo de resposta de leitura da DB abaixo das recomendações da Microsoft<br />

de 20 milissegundos.<br />

• O teste de quatro tiles produziu 8, 756 usuários em 64 drives da base de dados, e desenvolveu 137 IOPS por drive,<br />

muito acima da recomendação conservadora da <strong>IBM</strong> de 100 IOPS por drive.<br />

Este teste utilizou dois servidores e se focou somente no desempenho de armazenamento e dimensionamento. Um único array de<br />

armazenamento do <strong>IBM</strong> DS5300 manteve recursos significantes disponíveis e seus recursos foram subutilizados em todas as<br />

rodadas de testes. Com 8, 752 usuários por servidor físico (17, 512 usuários distribuídos em dois servidores físicos) este resultado<br />

ficou perto de exceder os 10, 000 usuários recomendados pela Microsoft. A Microsoft não recomenda mais de 10, 000 usuários<br />

por servidor devido ao impacto que tal quantidade de usuários poderia causar no tempo de recuperação do servidor, de acordo<br />

com os SLAs. Em um ambiente de produção é recomendado manter o número de usuários dentro das recomendações da<br />

Microsoft, para fins de suporte e recuperação.<br />

Oracle Orion<br />

O utilitário Oracle Orion foi utilizado para medir o IOPS de transferências pequenas (8 KB) e o tempo de resposta e throughput<br />

para transferências grandes (1 MB). Os resultados 'pequenos' foram utilizados para prever o desempenho e escalabilidade de<br />

aplicações interativas sensíveis ao tempo de resposta da base de dados (Ex.: OLTP). Os resultados 'grandes' foram utilizados<br />

para prever o desempenho do throughput com aplicações de pesquisa intensa da base de dados (Ex.: DSS)<br />

O <strong>ESG</strong> utilizou as seguintes recomendações, fornecidas pela Oracle no Oracle OpenWorld em Novembro de 2007, para<br />

interpretação dos resultados:<br />

Tenha tempo de resposta de 5-10 milissegundos para discos com desempenho do tempo de resposta de IO crítico. Comece<br />

supondo 30 IOPS por disco para OLTP e 20 MB/seg por disco em DSS. Estes valores estão bem abaixo do valor teórico, mas<br />

permitem reparação de mídia e etc. 9<br />

Para aplicações novas ou inexistentes utilize fluxos de regras de negócios ou de perfis de transações de dados para entender<br />

“o que é uma transação”, e então estenda para transações por segundo ou por hora. Opcionalmente o números vistos em<br />

nossas apresentações de consultoria podem ser utilizados. Note que estes são somente valores de referência. Utilize os<br />

valores a seguir como referências básicas para OLTP:<br />

Sistema de transações baixas – 1 000 IOPS ou 200MBytes/s<br />

Sistema de transações médias – 5, 000 IOPS ou 600 Mbytes/s<br />

Sistema de transações high-end – 10, 000 IOPS ou 1Gbytes/s


<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

O Que Significam os Números<br />

• Duas aplicações de base de dados Oracle foram testadas dentro de cada tile. A primeira rodou em<br />

capacidade RAID-10 e a segunda em capacidade RAID-5.<br />

• O teste de quatro tiles alcançou um total de 9, 164 IOPS pequenos e 883 MBPS grandes enquanto o sistema<br />

rodava simultaneamente um grupo cargas de aplicações heterogêneas.<br />

• Utilizando o guia de referências do Oracle "Back of the envelope sizing guidelines", este nível de atividade<br />

I/O é significantemente maior do que um “sistema de transações médias” típico e quase representa um “sistema de<br />

transações high-end” o que é “raramente possível”.<br />

• O número total de IOPS pequenos processados durante o teste com quatro tiles mostrou excelentes 176<br />

IOPS small por drive, diminuindo a recomendação extremamente conservativa de 30 IOPS por drive fornecida pelo<br />

Oracle.<br />

• Os volumes de base de dados RAID-10 com média de latência pequena a 4.6 milissegundos foram<br />

levemente mais rápidos do que os volumes RAID-5 a 5.6 milissegundos. Considerando a recomendação de 5 a 10<br />

milissegs. do Oracle, o <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> acredita que estes são resultados excelentes – especialmente quando consideradas<br />

as cargas heterogêneas intensivas de I/O que estavam sendo atendidas pelo DS5300 em paralelo.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Web Server e Scan/Read<br />

Os resultados de desempenho como relatados pelo utilitário Iometer para cargas de trabalho do web server e<br />

scan/read executadas em máquinas virtuais durante o teste de quatro tiles são listados na Tabela 4.<br />

O Que Significam os Números<br />

• Considerando a natureza read-only (somente leitura), cache-friendly, do tráfego I/O do web server, o <strong>ESG</strong><br />

<strong>Lab</strong> acredita que estes resultados indicam que o DS5300 possui a potência requerida para servir dezenas de<br />

milhares de solicitações simultâneas de página.<br />

• O <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> acredita que uma carga de sistema de arquivos produziria resultados que seriam<br />

aproximadamente similares a carga do web server utilizada para este teste.<br />

• Cada um dos quatro fluxos scan/read manteve ao menos 100 MB/seg. de throughput por todo o período de<br />

duração do teste de cargas de trabalho heterogêneas. Um fluxo dessa magnitude pode suprir as necessidades de<br />

diversos fluxos simultâneos de backup, trabalhos de scan e indexação ou um table scan da base de dados com<br />

throughput intensivo – sem impactos perceptíveis no desempenho das aplicações sendo executadas em paralelo.<br />

Assim como no sistema elétrico de sua casa, compreender quantas aplicações podem ser executadas em paralelo<br />

antes de se explodir um fusível não é função dos fios atrás das paredes. O que faz a diferença é o design utilizado<br />

pelos circuitos para distribuir a quantidade correta de eletricidade para cada aplicação. Os testes de throughput bruto<br />

forneceram indicação precoce de que o motor do DS5000 foi desenvolvido para fornecer a quantia certa de força<br />

para cada aplicação virtualizada quando necessário. Os testes de aplicações heterogêneas em servidores virtuais<br />

provaram isso. O DS5000 é ideal para suportar diversas aplicações e usuários em um datacenter virtual consolidado.<br />

Porque Isto é Importante<br />

Tempo de inatividade excessivo e tempo de resposta lento pode resultar em perda nas vendas, perda de afeição dos<br />

clientes, perda de produtividade, perda de competitividade e aumento nas despesas. Com cada vez mais empresas<br />

executando conjuntos de aplicações de negócios em soluções de virtualização como o VMware, a escalabilidade das<br />

cargas de trabalho heterogêneas com desempenho previsível se faz necessária.<br />

O e-mail é geralmente considerado a aplicação de negócios mais significante hoje em dia e, dentro do mundo do e-<br />

mail, o Microsoft Exchange é líder. Os testes do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> confirmaram que o DS5000 pode manipular de forma<br />

satisfatória um grande número de usuários do Exchange — mesmo enquanto trabalha com outras aplicações e<br />

milhares de outros usuários, com tempo de resposta previsível rápido.<br />

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Destaques da Validação do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong><br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Impressionantes 6.2 GB/seg de throughput agregado foram mantidos durante os testes simulando o uso de<br />

servidores físicos e 128 drives.<br />

Cargas de aplicações heterogêneas reais sendo executadas simultaneamente em dezesseis máquinas<br />

virtuais preparadas em dois servidores <strong>IBM</strong> x3850 forneceram o desempenho necessário para suportar<br />

simultaneamente:<br />

17, 512 usuários de e-mail JetStress (perfil 0.5).<br />

9, 164 I/Os por segundo de base de dados pequena do Orion e 883 MBPS grandes.<br />

4, 551 IOPs simulados do web server.<br />

425 MB/seg. fluxo de tráfego de leitura (read)<br />

Excelente quantidade de IOP por drive (ex.: 167 no teste OLTP Oracle).<br />

Enquanto o número de máquinas virtuais compartilhando um único DS5300 foi aumentando, o desempenho<br />

se escalou de maneira quase-linear com tempos de resposta previsivelmente rápidos (16 ms para leituras de<br />

base de dados do JetStress, 4.6 a 5.8 ms para IOPS pequeno do Oracle Orion).<br />

O DS5300 teve potência sobressalente para uso em rebuilds e funções avançadas, incluindo serviços de<br />

cópia e replicação remota.<br />

Pontos a serem considerados<br />

As melhores práticas geralmente aceitas e configurações predominantemente padrão do VMware e do<br />

DS5300 foram utilizadas durante o desenvolvimento deste teste. Como é esperado após qualquer<br />

benchmark desta magnitude, a análise profunda dos resultados indica que mais ajustes provavelmente<br />

forneceriam resultados ligeiramente acima dos resultados aqui obtidos. Considerando que o objetivo deste<br />

teste não era gerar grandes números, o <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> está confiante de que os resultados apresentados neste<br />

relatório satisfarão o objetivo de estimar a escalabilidade e receptividade do desempenho, enquanto um<br />

crescente de máquinas virtuais compartilha um grupo de armazenamento consolidado do DS5300.<br />

Comparado com a geração anterior de controllers, a Série DS4000, o DS5300 duplica o número máximo de<br />

interfaces host suportadas de 4 Gbps FC para 16 e aumenta o número de máximo de drives suportados de<br />

244 para 256. Considerando a potência turbinada dos motores da Série DS5000, como mostrado neste<br />

relatório, suporte futuro a mais drives e interfaces host (ex.: 8 Gbps FC) permitiriam aos clientes da <strong>IBM</strong><br />

consolidar o número cada vez maior de máquinas virtuais em um único grupo de armazenamento. A <strong>IBM</strong><br />

informou ao <strong>ESG</strong> que lançamentos futuros do DS5300 irão suportar 8 Gbps FC e até 448 drives.<br />

No caso de aplicações que requerem desempenho extremo além do fornecido pelos drives FC e SATA, o<br />

<strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> acredita que o DS5000 seria uma arquitetura ideal para a adição de drives SSD. Drives SSD<br />

podem ser utilizados particularmente para melhorar o desempenho de indexação de bases de dados<br />

altamente referenciadas e arquivos temporários. A <strong>IBM</strong> informou o <strong>ESG</strong> que lançamentos futuros do DS5300<br />

irão suportar a tecnologia de drives SSD.<br />

Os resultados do testes e os dados apresentados neste documento estão baseados em conceitos de<br />

benchmark com padrão industrial, implementados simultaneamente em ambiente controlado. Devido a<br />

diversas variáveis em cada ambiente de produção de datacenter, é importante que seja feito um<br />

planejamento de capacitação e testes em seu próprio ambiente para que as configurações de um sistema de<br />

armazenamento possam ser validadas.<br />

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Ponto de Vista do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong><br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

A virtualização do servidor tem sido implementada por um número crescente de organizações de forma a diminuir gastos,<br />

aumentar a disponibilidade e melhorar o uso de recursos e fornecer atualizações ao sistema sem perturbar a rotina dos usuários.<br />

Cada um destes benefícios é fundamentalmente habilitado ao se desacoplar servidores, aplicações e dados de bens físicos<br />

específicos. A virtualização do servidor permite que o mesmo seja feito, estendendo estes benefícios dos servidores ao domínio<br />

de armazenamento subjacente — fazendo com que as organizações de TI fiquem um passo mais próximas do ideal de uma<br />

infra-estrutura completamente virtualizada.<br />

Porém, enquanto os benefícios de uma infra-estrutura completamente virtualizada são óbvios aos profissionais de TI, o<br />

desempenho ainda é uma preocupação real. Administradores de servidor, armazenamento e rede andam procurando respostas<br />

para diversas perguntas:<br />

• Podemos alcançar o desempenho prometido no SLA com aplicações heterogêneas críticas para empresas?<br />

• O sistema de armazenamento possui a potência necessária para atender aplicações heterogêneas reais?<br />

• O sistema de armazenamento pode ser escalado para acomodar crescimento e consolidação futura?<br />

A <strong>IBM</strong>, a LSI e a VMware abordaram o <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> em 2008 com o ambicioso objetivo de responder a estas perguntas. Parâmetros<br />

para uma avaliação foram então desenvolvidos, para medir as capacidades de desempenho de um sistema de armazenamento<br />

sujeito a I/O intensivo de um misto de aplicações de negócios virtualizadas. Ao invés de desenvolver parâmetros baseados em<br />

uma única carga de aplicações com o objetivo de produzir um algarismo grande, os parâmetros foram desenvolvidos para simular<br />

um misto de carga de aplicações, incluindo e-mail e aplicações on-line ligadas à base de dados. Ao invés de desenvolver um teste<br />

para determinar a escalabilidade de um único servidor, os parâmetros foram utilizados para forças um sistema de armazenamento<br />

compartilhado por servidores múltiplos. Em outras palavras, os parâmetros foram desenvolvidos para que pudéssemos ver o que<br />

acontece quando várias aplicações heterogêneas virtualizadas são implementadas em servidores múltiplos compartilhando uma<br />

plataforma de armazenamento consolidada.<br />

Usando a deixa dos parâmetros VMmark da VMware, um conceito de “tile” foi utilizado durante o desenvolvimento deste teste.<br />

Cada “tile” era composto de quatro aplicações, cada uma executando sua própria máquina virtual. A potência de um par de<br />

servidores <strong>IBM</strong> x3850, com a ótima nota VMmark de 13.5 tiles, foi utilizada para elevar a pressão até quatro tiles e dezesseis<br />

aplicações virtuais em paralelo. O <strong>ESG</strong> acredita que os resultados desta avaliação focada em armazenamento complementam<br />

os excelentes resultados da avaliação focada no servidor previamente feita pelo VMmark no servidor <strong>IBM</strong> x3850.<br />

A <strong>IBM</strong> e a LSI Logic possuem mais de uma década de experiência no desenvolvimento de sistemas de armazenamento<br />

modulares FC-attached, desenvolvidos para alcançar a demanda de desempenho otimizado no que concerne custos, abrangendo<br />

organizações de médio porte, aplicações mid-tier, departamentos remotos e aplicações near-line. Este relatório <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> se focou<br />

no mais recente produto proveniente da parceria entre a LSI e a <strong>IBM</strong> — o <strong>IBM</strong> DS5300. A série <strong>IBM</strong> DS5000 se baseia na herança<br />

de sua antecessora, a série DS000 com sistema de disco, com mais de 87, 000 sistemas e 511 petabytes enviados até hoje. Os<br />

motores sob os capôs do DS5100 e do DS5300 foram turbinados (turbo-charged) para atender a demanda de desempenho<br />

realista de aplicações virtualizadas. Com duas vezes mais conectividade de host e até quatro vezes mais desempenho que o<br />

DS4800, o DS5000 foi desenvolvido para entregar alto desempenho, baixa latência e a escalabilidade balanceada necessária<br />

para suprir as exigentes necessidades de desempenho de aplicações heterogêneas reais compartilhando uma infra-estrutura<br />

consolidada.<br />

Os testes do <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong> se iniciaram com a confirmação de que o test bed do DS5300 pode entregar até 6.2 GB/seg. de<br />

throughput bruto agregado — com somente metade dos drives FC disponíveis. Este resultado impressionante foi um indicador<br />

antecipado de que o <strong>IBM</strong> DS5300 possui a banda interna e o poder de processamento necessários para lidar com cargas de<br />

trabalho heterogêneas reais. Os resultados dos testes com cargas de trabalho heterogêneas foram ainda mais impressionantes.<br />

Um único DS5300 suportou simultaneamente 17, 512 usuários simulados do Exchange; 9, 164 I/O de base de dados pequena;<br />

4,551 IOPs de web server simulado e 425 MB/Seg. de throughput para banda de fluxos intenso de tráfego lido (read). Tempos<br />

de resposta previsivelmente rápidos foram mantidos enquanto o número de servidores virtuais era aumentado.<br />

Com potência de sobra para funções extra de armazenamento, incluindo serviços de cópia e replicação remota, o <strong>ESG</strong> <strong>Lab</strong><br />

tem o prazer de reportar que o DS5000 entrega o desempenho real necessário para um misto de I/O intensivo de aplicações<br />

sendo executadas em máquinas virtuais compartilhando um grupo de armazenamento consolidado.<br />

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Apêndice<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Exemplo do output criado pelo utilitário JetStress. Este exemplo mostra o desempenho de um dos quatro<br />

testes JetStress sendo executados em paralelo. Este relatório, especificamente, foi criado pelo utilitário<br />

JetStress rodando em máquina virtual dentro do 4° tile do teste de quatro tiles.<br />

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Desempenho do Sistema Host<br />

<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Test Log<br />

8/15/2008 10:09:51 AM -- Jetstress testing begins ...<br />

8/15/2008 10:09:51 AM -- Prepare testing begins ...<br />

8/15/2008 10:09:55 AM -- Attaching databases ...<br />

8/15/2008 10:09:55 AM --Dispatching transactions begins ...<br />

8/15/2008 10:09:55 AM --Database cache settings: (minimum: 64.0 MB, maximum: 512.0 MB)<br />

8/15/2008 10:09:55 AM --Database flush thresholds: (start: 5.1 MB, stop: 10.2 MB)<br />

8/15/2008 10:09:58 AM --Database read latency thresholds: (avg: 0.02 sec/read, max: 0.05 sec/read).<br />

8/15/2008 10:09:58 AM -- Log write latency thresholds: (avg: 0.01 sec/write, max: 0.05 sec/write).<br />

8/15/2008 10:09:59 AM -- Operation mix: Sessions 32, Inserts 40%, Deletes 30%, Replaces 5%, Reads 25%, Lazy<br />

Commits 55%.<br />

8/15/2008 10:09:59 AM -- Performance logging begins (interval: 15000 ms).<br />

8/15/2008 10:09:59 AM -- Attaining prerequisites:<br />

8/15/2008 10:14:03 AM -- \MSExchange Database(JetstressWin)\Database Cache Size, Last: 483606500.0 (lower<br />

bound:483183800.0, upper bound: none)<br />

8/15/2008 12:14:05 PM -- Performance logging ends.<br />

8/15/2008 12:14:05 PM --JetInterop batch transaction stats: 100849, and 100734.<br />

8/15/2008 12:14:05 PM --Dispatching transactions ends. 8/15/2008 12:14:05 PM -- Shutting down databases ...<br />

8/15/2008 12:14:08 PM -- Instance2560.1 (complete), and Instance2560.2 (complete)<br />

8/15/2008 12:14:08 PM -- Performance logging begins (interval: 30000 ms).<br />

8/15/2008 12:14:08 PM -- Verifying database checksums ...<br />

8/15/2008 1:46:06 PM --E: (100% processed), and F: (100% processed)<br />

8/15/2008 1:46:09 PM -- Verifying log checksums ...<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume E: has 0.0171 for Avg. Disk sec/Read.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume F: has 0.0159 for Avg. Disk sec/Read.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume G: has 0.0018 for Avg. Disk sec/Write.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume G: has 0.0010 for Avg. Disk sec/Read.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume H: has 0.0018 for Avg. Disk sec/Write.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Volume H: has 0.0010 for Avg. Disk sec/Read.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Test has 0 Maximum Database Page Fault Stalls/sec.<br />

8/15/2008 1:46:15 PM -- Test has 0 Database Page Fault Stalls/sec samples higher than 0.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Abaixo temos um exemplo do output criado pelo utilitário Oracle Orion. Este exemplo mostra o<br />

desempenho para um dos oito testes Orion executados em paralelo. Este relatório, especificamente, foi<br />

criado pelo utilitário Orion rodando em máquina virtual dentro do 4° tile do teste de quatro tiles.<br />

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<strong>VALIDAÇÃO</strong> <strong>ESG</strong> LAB<br />

<strong>IBM</strong> DS5300 – Análise de Desempenho Mista<br />

Exemplo do output criado pelo utilitário Iometer após um test run do Web Server. Este exemplo mostra o<br />

desempenho para um dos quatro testes de Web Server executados paralelamente. Este relatório foi criado<br />

especificamente pelo teste Iometer Web Server rodando em maquina virtual dentro do 4° tile do teste de<br />

quatro tiles.<br />

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Exemplo do output criado pelo utilitário Iometer após uma rodada de teste scan/read. Este exemplo mostra<br />

o desempenho para um dos quatro testes Scan/Read executados em paralelo. Especificamente, este<br />

relatório foi criado pelo teste Scan/Read do Iometer quando foi executado em máquina virtual dentro do 4°<br />

tile do teste de quatro tiles.<br />

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Os trechos a seguir foram extraídos do Resumo de Perfil de um <strong>IBM</strong> DS5300 Storage System, após a<br />

última rodada de testes ter sido concluída.<br />

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