首个针对数据中心级方案的暴力评测之“性能表现”

在之前发布的《首个针对数据中心级方案的暴力评测》的文章中，我们对此次参与评测的产品和方案进行了详细的介绍，让大家对此次评测有了一定的了解。在接下来这篇文章中，我们将通过实际的测试，来展示Dell EMC数据中心级方案在性能方面的表现。

块数据存储是企业数据中心内最广泛的数据存储应用，通常存储着企业最核心的数据。例如数据库数据，其性能、可靠性与可扩展就显得尤为重要。

本篇我们将展示Dell EMC块存储与文件存储的基础性能，SC7020是Dell EMC面向企业级市场推出的一款中端存储产品，其特点是源自Compellent赖以成名的自动存储分层技术，不但支持全闪存配置，同时还支持SSD与HDD混合配置，最多可以分三层存储，同时兼顾性能与成本。在扩展方面，采用类似Scale up+Scale out的方式，添加硬盘柜（JBOD）主要扩展容量；通过添加多台SC7020存储形成联合阵列，不仅提升容量，更能提升性能。

SC7020阵列主要面向块数据存储场景，为企业关键业务应用提供数据访问能力，其小尺寸数据的随机读写能力就显得尤为重要，如业内通常以4K尺寸大小数据的随机读写性能（IOPS和延迟）作为衡量存储系统性能的事实标准，而数据库类应用则通常考验8K尺寸大小的数据的随机读写性能。E企研究院用于此次测试的SC7020采用全闪存配置，配备了12片800GB的写密集型SSD和6片480GB的读密集型SSD，一共18片SSD。其中这两类SSD分属不同RAID组，各需要一片作为热备盘，实际16片SSD参与性能测试。

Dell EMC SC7020

虽然存储系统的裸性能并不代表其在实际环境中的性能表现，但却能够作为参考，对是否能够支撑应用运行所需的性能有一个初步的结论。E企研究院首先对Dell EMC SC7020全闪存阵列的性能进行了测试，主要关注在数据库主流使用的8K尺寸数据块下的随机读写性能。其性能表现如下图：

SC7020全闪存阵列（18片SSD配置）在8K尺寸数据块场景下的随机读取性能，在使用2线程并发情况下（即FIO中numjob=2），在1~128队列深度（iodepth）下的性能表现情况。在队列深度为16时，获得最佳性能，8K随机读IOPS超过了40万，而平均响应时间仅为0.41ms。随着队列深度的进一步增加，即模拟超负载的情况下，其IOPS性能依然能够维持在峰值性能——40万IOPS。

众所周知，相对于SSD的读性能，其写性能近乎有几倍的差距。而SC7020全闪存阵列中可以混合使用不同类型的SSD，比如面向读为主的工作负载，其可以配置更多的大容量读SSD（每GB成本相对较低）。

而如果面向写为主的工作负载，则可提高写密集型SSD的比例（耐写度更高，写性能更高）。如E企研究院针对SC7020的测试中，其配备了12片800G容量的写密集型SSD，数据首先写入到这12片写密集型SSD组成的资源池内，不仅能够提升SC7020全闪存阵列的综合寿命，同时也能提升写性能。

如上图所示，SC7020的写性能虽然相比读性能有所下降，但在12片写密集型SSD的配置下，仍能达到近30万IOPS；并且由于SC7020存储对数据写入的优化设计，以及也采用写性能更好的SSD，其平均响应时间相对于读操作反而有所下降，在获得近30万IOPS时，其平均响应时间仅为0.38ms。

SC7020全闪存阵列虽然仅配备了18片SSD，但仍提供了超过40万IOPS的8K随机读性能和近30万IOPS的8K随机写性能。相对于大多数中小企业环境，已经能够很好地满足其关键业务的性能需求。

而在本次测试中，SC7020全闪存阵列还将作为文件存储FS8600的实际数据存储。SC系列存储系统本身只提供块数据的访问能力，但通过在现有环境中简单地增加额外设备，就能获得文件数据的存储与访问能力。

文件存储是企业数据中心除块存储之外的另一大存储需求。大约十年之前，块存储+文件存储的组合，可以满足绝大多数企业用户对存储的所有需求。于是，SAN+NAS的“统一存储”概念在业内风靡一时。但是，随着公有云的兴起，对象存储一度抢走了文件存储的风头。

但随着数字化转型进程的深入，尤其是物联网、大数据分析以及人工智能等新型应用的崛起，功能相对简单的对象存储并不能替代文件存储在企业数据中心的地位，比如包括AWS、Azure、阿里云以及腾讯云等主流公有云服务商都专门推出的文件存储服务，而之前没有NAS存储的私有云解决方案商则迅速基于Ceph FS构建自有的文件存储解决方案，Ceph FS是Ceph存储中应用最不成熟，发展也最晚的存储服务。这也凸显了文件存储在企业数据中心迫切需求。

Dell EMC有多种文件存储解决方案，比如面向大规模海量数据存储的ECS，高性能文件存储Isilon，以及统一存储Unity。Dell EMC Storage SC系列单独使用只提供块数据存储服务，但与FS8600组合（类似NAS机头），却能灵活组合成同一个解决方案，达到类似统一存储的“功效”。对于企业客户爱说，以SC系列存储起步，在块存储方面选择SCv3020或者SC4020，随着企业业务的发展，逐渐有文件存储的需求，在现有SC系列存储环境中，通过添加FS8600设备就可实现“统一存储”组合方案，为应用同时提供块数据与文件数据存储。

虽然同属一套存储解决方案，FS8600与SC系列却能单独升级扩容，互相并不影响，同样FS8600也能通过联合存储升级，最大可组合4台设备（共8个控制器）形成联邦存储阵列，容量可达到PB级别，满足绝大多数中小企业应用场景的存储需求。基于SC7020构建的统一存储组合方案也拥有不错的性能，不管是典型小文件场景下所需的随机访问性能，还是大文件所需的吞吐能力，其都能满足大多数用户所需。

SC7020“统一”存储方案在文件存储方面的性能表现

在4K小文件随机读写测试中，基于SC7020全闪存阵列组合的统一存储，其在文件数据存储方面分别获得了4万OPS（Operations per Second，每秒操作量）和1.8万OPS；在比例为50%的混合读写测试中超过了3.2万OPS，而在海量小文件存储方面，E企研究院在5个目录下共计写入500万个4K尺寸大小的文件，然后进行随机数据读取测试，SC7020统一存储组合方案也获得了8000 OPS。同时在大文件连续读写性能方面，这一方案的读写吞吐量分别达到了3.2GB/s和1.2GB/s。这一性能可以满足中小企业大多数应用场景下的文件存储需求。

4K小文件随机读写性能的意义在于能够为企业应用（如网站、手机App图片）等的小文件提供存储服务；大文件连续读写性能则主要满足如服务器日志、高清图片、视频等大文件的存储需求。