作者：StorageReview Enterprise Lab
戴尔易安信PowerVault ME4系列是一系列的存储阵列，旨在满足入门级存储市场的需求。一般来说，入门级存储产品在市场上的价格普遍低于2.5万美元。值得一提的是，PowerVault ME4系列的灵活度非常高，该系统既能够以HDD配置进行部署，以低于1万美元的入门价格满足入门级市场或边缘市场的需求，也可以将其配置为混合或全闪存，以满足不断增长的业务的更高要求。无论如何部署，PowerVault ME4均可为组织提供易于部署和管理的存储解决方案，该解决方案提供了企业存储产品中常见的深度功能。
PowerVault ME4提供了几种不同的配置，但它们的设计都能够从小规模配置开始，可通过添加驱动器进行扩展，来满足随着时间的推移而增长的业务需求。ME4还提供了一个全方位的许可证计划，使小企业更容易理解所有权，并灵活制定预算。在部署方面，ME4可以在DAS和SAN中配置，以满足各种不同的用例。通过HTML5 Web界面进行管理，使管理和初始部署更加直观；戴尔易安信预计新系统可在15分钟内运行。
虽然许多人会在HDD配置中启动他们的PowerVault ME4，但通过添加一点闪存，该系统以后可以变成一个混合系统。搭配SSD，ME4可以提供相当高的性能；事实上，戴尔易安信称性能高达32万IOPS。ME4的可靠性也非常高，可用性达到5个9标准(99.999%)。如果需要扩展，ME4在这一方面也做得很好，通过12G SAS后端将原始容量扩展到4PB。所有系统都有一套深入的功能，包括缓存/分层、异步复制、快照、对SED驱动器的支持、与VMware vCenter和SRM的集成、分布式RAID、精简资源调配等。
根据业务需要，ME4有三种机箱可供选择：ME4012、ME4024和ME4048。ME4012和ME4024都是2U机箱，可配备单控制器或双控制器，可扩展到大约3PB。两者的核心区别在于ME4012支持12个3.5″驱动器，而ME4024支持24个2.5”驱动器。作为PowerVault ME4系列的一部分，戴尔易安信还提供了一个更大的机箱；ME4048是一个5U机箱，只有双控制器配置，它支持84个3.5“驱动器。所有系统都可以扩展为ME412（2U，12个3.5英寸驱动器）、ME424（2U，24个2.5英寸驱动器）或ME484（5U，84个3.5英寸驱动器），以JBOD形式提供。
值得注意的是，戴尔易安信正在使用他们自己的基于PowerEdge设计的机箱以及Seagate（Dot Hill）控制器。尽管可以从其他供应商处获得这些控制器，但戴尔易安信认为，在VMware，Microsoft甚至HPC环境以及其他环境中的集成和可伸缩性方面，他们自己的产品更具优势。他们还在“未来无忧保障计划”中提供ME4，该计划涵盖了一整套服务和保证。戴尔易安信通过与12Gb SAS后端连接的整体最大4PB扩展，进一步使其产品与众不同。此外，戴尔易安信还提供了一整套JBOD选项。
在本次评测中，我们在具有十二个1.8TB 10K HDD和十二个960GB读取密集型SSD的完全填充的混合配置中测试了PowerVault ME4024。我们的阵列还配备了八个16Gb FC。完整的规格和功能可在此处查看。
戴尔易安信PowerVault ME4024设计和构建
戴尔易安信PowerVault ME4是一个2U存储阵列，其设计与当前一代戴尔易安信数据中心产品的其余部分保持一致。这台设备有一个时尚的挡板，正面有戴尔易安信和PowerVault品牌。卸下ME4024上的挡板，即可看到24个2.5”驱动器托架，可以安装HDD或SDD。
翻转到设备的后部，我们可以看到平台的连接性。每个控制器提供一个镜像连接组合。在顶部控制器上，蓝色端口用于JBOD扩展，黑色端口用于管理（LAN、USB和串行），而紫色端口是SFP+连接，可用于10G网络或8/16Gb FC。在我们的设置中，我们安装了16Gb的光纤，所有端口都分配给了FC。该阵列支持FC的所有端口，以太网的所有端口，或混合配置中的每个端口的一半。尽管该系统确实提供了某些PowerEdge设计元素，但它不包括iDRAC管理，你可能会在基于PowerEdge硬件的其他戴尔易安信存储产品中看到iDRAC管理。
戴尔易安信PowerVault ME4024可使用性非常高，带有用户可更换的冗余电源以及双主动-主动控制器。用户可以在线拉取和交换控制器，以及管理控制器之间的固件镜像。这样可以轻松使系统保持最新状态，并在推送固件时保持同步。还可以利用相同的板载固件工具来更新连接的JBOD和磁盘（控制器可以看到的任何内容）。
戴尔易安信PowerVault ME4024 管理
在管理方面，戴尔易安信PowerVault ME4利用ME存储管理器。打开主屏幕，用户可以浏览系统设置并设置操作，例如主机端口模式。在下面显示的屏幕中，可以看到每个光纤通道连接（为FC配置的所有端口）的每个端口的配置，以及将阵列重新配置为iSCSI或混合的选项。用户还可以注意到每个FC端口的端口连接模式，这可以根据是通过交换机还是直接连接将服务器连接到阵列来调整。某些较小的环境可以利用这种类型的地形来降低成本和复杂性。
下一个选项卡是“系统”选项卡，允许用户快速查看系统的各个部分。将鼠标悬停在元素上可以展开该项的信息。在“系统”选项卡上，您可以以图形形式查看前部或后部，或者查看文本表中显示的所有信息。此区域对于深入了解系统细节（如驱动器磨损级别、固件修订或其他非日常统计信息）非常有用。
池选项卡允许用户设置、获取信息或删除存储池。他们还可获得基本信息，如容量、类别和可用容量。如果用户要将磁盘添加到阵列中，则可以使用操作添加磁盘组以扩展存储容量。
与“池”选项卡相似，用户可以通过“卷”选项卡快速查看使用相关信息创建的当前卷，并创建新卷或扩展或删除现有卷。在此区域还可以将卷映射到主机，并包括卷选项，如设置层优先级。
戴尔易安信PowerVault ME4024 配置
戴尔易安信PowerVault ME4024提供了24个磁盘，其中一半是读取密集型960GB SSD，另一半是1.8TB 10K SAS HDD。ME4024支持缓存和分层，当将数据推入该层时，后者可提供闪存的全部性能优势。为了加快我们的测试过程并显示两种存储类型的性能特征，我们创建了仅包含闪存或仅包含旋转介质的存储池。在生产系统中，用户将在同一个池中同时拥有两种存储类型，并且阵列将根据访问模式来管理数据的上下移动。
对于存储，我们利用了购买此存储阵列的客户通常使用的RAID10。每种存储类型有12个驱动器和一个双控制器布局，我们将它们分成两组，每组6个驱动器。这样一来我们在每个控制器上创建了一个6驱动器RAID10池，其中包含三个磁盘组。此配置分别用于SSD和HDD。
对于后端连接，ME4024支持三种模式：iSCSI、FC或混合FC/iSCSI。该系统配备了所有16Gb FC光纤通道，因此我们采用了纯光纤通道配置。这利用了连接到我们的双交换机FC结构的所有8个端口（每个控制器4个）。总的来说，存储阵列的理论带宽为128Gb（16GB/s），此时我们的双端口8主机群集支持256Gb或32GB/s峰值。
戴尔易安信PowerVault ME4024 性能测评
SQL Server性能
StorageReview的Microsoft SQL Server OLTP测试协议采用了事务处理性能委员会基准C（TPC-C基准）的当前草案，这是一个在线事务处理基准，用于模拟复杂应用程序环境中的活动。在衡量数据库环境中的存储基础架构的性能优势和瓶颈时，TPC-C基准比合成性能基准更适用。
每个SQL Server虚拟机都配置了两个虚拟磁盘：用于启动的100GB卷和用于数据库及日志文件的500GB卷。从系统资源的角度来看，我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、64GB的DRAM，并利用LSI Logic SAS SCSI控制器。虽然之前测试过的Sysbench工作负载在存储I/O和容量方面都使平台饱和，但SQL测试会寻找延迟性能。
本次测试使用在Windows Server 2012 R2 guest虚拟机上运行的SQL Server 2014，并由戴尔的Benchmark Factory for Databases进行测试。虽然我们对这个基准的传统用法是在本地或共享存储上测试大型3000 scale的数据库，但在这个迭代中，我们将重点放在将四个1500 scale的数据库均匀地分布在服务器上。
SQL Server测试配置（每个虚拟机）
- Windows Server 2012 R2
- 存储空间占用量：分配600GB，使用500GB
- SQL Server 2014版
- 数据库大小：1,500 scale
- 虚拟客户端负载：15,000
- RAM缓冲区：48GB
- 测试时长：3小时
- 2.5小时预处理
- 30分钟采样周期
就我们的SQL Server事务性能而言，戴尔易安信PowerVault ME4总共具有12622.2 TPS，单个虚拟机的范围为3152.5 TPS至3158.6 TPS。
从SQL Server的平均延迟来看，ME4的总延迟为10.5ms，每个虚拟机的延迟从6ms到15ms不等。
Sysbench MySQL性能
我们的第一个本地存储应用程序基准测试由一个通过SysBench测量的Percona MySQL OLTP数据库组成。此测试还测量平均TPS（每秒事务数）、平均延迟和平均第99%延迟。
每个Sysbench虚拟机配置三个虚拟磁盘：一个用于启动（约92GB），一个带有预构建数据库（约447GB），第三个用于测试数据库（270GB）。从系统资源的角度来看，我们为每个虚拟机配置了16个vCPU、60GB的DRAM，并利用LSI Logic SAS SCSI控制器。
Sysbench测试配置（每个虚拟机）
- CentOS 6.3 64位
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 数据库表：100
- 数据库大小：10,000,000
- 数据库线程：32
- RAM缓冲区：24GB
- 测试时长：3小时
- 2小时预处理32个线程
- 1小时32线程
对于Sysbench，我们测试了包括4个虚拟机和8个虚拟机的虚拟机组合。对于平均事务处理测试，ME4达到了9330.1 TPS（4个虚拟机）和13606.8 TPS（8个虚拟机）。
对于Sysbench平均延迟，ME4配备4个虚拟机时延迟为13.7ms，8个虚拟机时延迟为18.9ms。
在我们的最坏情况下（第99百分位）的延迟，ME4达到了33.5ms（4个虚拟机）和39.5ms（8个虚拟机）。
VDBench工作负载分析
在对存储阵列进行基准测试时，应用程序测试是最好的，排在第二位的是合成测试。合成测试虽然不能完全代表实际的工作负载，但它确实具有可重复性因素，有助于对存储设备进行基准测试，从而可以轻松地在不同的解决方案之间进行逐项比较。这些工作负载提供了一系列不同的测试配置文件，包括“four corners”测试，常见的数据库传输大小测试，以及来自不同VDI环境的trace。所有这些测试都使用了常见的vdBench工作负载生成器和脚本引擎，可以在大型计算测试集群中自动执行并捕获结果。这使我们能够在各种存储设备上重复相同的工作负载，包括闪存阵列和单个存储设备。
配置文件：
- 4K随机读取：100%读取，128个线程，0-120% iorate
- 4K随机写入：100%写入，64线程，0-120% iorate
- 64K顺序读取：100%读取，16个线程，0-120% iorate
- 64K顺序写入：100%写入，8个线程，0-120% iorate
- 合成数据库：SQL和Oracle
- VDI完整克隆和链接克隆Trace
戴尔易安信PowerVault ME4最有可能用作混合产品，但它也可以全部采用旋转磁盘或全部采用闪存。我们分别对SSD和HDD进行了测试，帮助读者大致了解该设备对位于这两层内部的数据的反应。当在同一池中使用旋转媒体和闪存进行操作时，系统将自动处理数据分层，使用购买ME4时包括在内的许可证。
对于随机4K读取性能，HDD的峰值性能为4986 IOPS，延迟为820ms。SSD保持在1ms以下直至260K IOPS，峰值为299962 IPOS，延迟为13.6ms。
对于随机4K写入性能，HDD的峰值性能为3621 IOPS，延迟为566ms。SSD保持在1ms以下直至大约150K IOPS，峰值为167569 IOPS，延迟为12.2ms。
接下来，我们使用64K基准测试切换到顺序测试。在读取方面，HDD的峰值为11764 IOPS或735MB/s，延迟为41.5ms（尽管延迟会在基准中间附近达到80ms左右的峰值）。SSD保持了亚毫秒级延迟，直到约34K IOPS或约2.2GB/s，然后在延迟6ms时达到83860 IOPS或5.2GB/s的峰值，在中间处再次出现了较大的峰值（接近9ms）。
对于连续64K写入，HDD的运行非常稳定，直到达到13664 IOPS或854MB/s的峰值，延迟为18.3ms。SSD固态硬盘在保持一致性能方面也具有很大优势，一直保持在1ms以下直到17.5K IOPS，然后以大约12ms的延迟达到约18200 IOPS或1.15GB/s的峰值，然后性能下降并且其延迟增加。
我们接下来的基准测试是SQL测试。在SQL中，配备HDD的ME4的峰值为4752 IOPS，延迟为215ms。SSD在227K IOPS之前一直保持亚毫秒级的延迟性能，随后在251860 IOPS达到峰值，延迟为4ms。
对于SQL 90-10，HDD的峰值为4441 IOPS，延迟为230ms。SSD保持在1ms以下直至大约210K IOPS，峰值为233040 IOPS，延迟为4.4ms。
对于SQL 80-20，HDD的峰值性能为4131 IOPS，延迟为244ms。SSD保持在1ms以下直至大约195K IOPS，峰值为214547 IOPS，延迟为4.8ms。
继续看我们的Oracle工作负载测试，我们可以看到HDD峰值为4138 IOPS，延迟为302ms。SSD在193K IOPS之前一直保持亚毫秒级的延迟，随后在212272 IOPS达到峰值，延迟为5.98ms。
对于Oracle 90-10，HDD的峰值为4477 IOPS，延迟为152ms，然后下降了一些。在大部分测试时间里，SSD的延迟时间不到1ms，然后在231521 IOPS达到峰值，延迟为2.8ms。
Oracle 80-20的HDD峰值为4017 IOPS，延迟为175ms。SSD保持了低于1ms的延迟直到193K IOPS，然后在213965 IOPS达到峰值，延迟为3ms。
接下来，我们切换到VDI完整克隆和链接克隆测试。对于VDI完全克隆启动，HDD的峰值为4257 IOPS，延迟为249ms。SDD的峰值为212565 IOPS，延迟为4.8ms。
在VDI-FC初次登录时，HDD的峰值为3614 IOPS，延迟为265ms。SDD保持了亚毫秒的延迟直到大约70K IOPS，然后在约76K IOPS时达到峰值，延迟为10ms，然后略有下降。
对于VDI FC Monday登录，HDD峰值约为3400 IOPS，延迟为120ms。SSD保持在1ms以下直至大约75K IOPS，峰值为83371 IOPS，延迟为5.9ms。
切换到VDI链接克隆（LC）测试，在启动测试中，HDD的峰值为5588 IOPS，延迟为870ms。SSD在181K IOPS之前一直保持亚毫秒级的延迟性能，随后在 203898 IOPS达到峰值，延迟为2.5ms。
在VDI LC初次登录时，HDD的峰值为4067 IOPS，延迟为63.2ms。闪存存储一直保持在1ms以下直到略低于50K IOPS为止，并在54120 IOPS 达到峰值，延迟为4.5ms。
最后，对于VDI LC Monday登录，HDD达到了3900 IOPS的峰值，延迟约为120ms，然后略有下降。SSD保持在1ms以下直至大约49K IOPS，峰值为57K IOPS，延迟为7ms。
结论
在存储阵列方面，并不是所有企业都在寻找性能最高、功能齐全的存储设备。许多企业寻求的是性能强劲、可靠且价格合理的存储阵列。这正是戴尔易安信PowerVault ME4等平台作为入门级产品推出的亮点，其速度和价位适合大多数SMB/edge使用情形。ME4以低于1万美元的起价和按需定制的定价模型杀入市场。PowerVault ME4购买者还将获得全包许可包，支持闪存缓存/分层，并支持iSCSI或FC部署等等其他功能。
在性能方面，PowerVault ME4可提供高达320k IOPS的吞吐量。在我们的测试中，使用半填充读取密集型闪存的配置，在我们的虚拟化环境中，使用两个RAID10池（每个控制器一个池），我们获得了300k IOPS 4K读取。4K随机写入性能为167k IOPS，这对于这一细分市场中的存储平台来说也是非常了不起的。测得的带宽也很强，峰值超过5GB/s读取和1.15GB写入。
不过，真正让人大开眼界的是，它在针对SQL Server和MySQL性能的应用程序测试中表现出的出色程度。在这些方面，我们看到了SQL Server测试的平均延迟为10.5ms，即使与更昂贵的全闪存阵列相比，这也是非常好的。Sysbench性能测试从9K TPS扩展到了13.6K TPS，这一点也非常强劲。该平台的唯一缺点是，如果试图在一个比预期环境更大的环境中使用它，性能就会下降。不过，这是中端全闪存产品的领域，它们可以更好地处理增加的负载。在戴尔易安信产品线中，这要么是Unity要么是SC存储产品线。
不过，总的来说，ME4很清楚自己的定位。我们的结果同时考虑了HDD和全闪存池。大多数用例将介于两者之间，是ME4混合配置。一些SSD在加速HDD卷方面大有帮助。如果有一个可以从全闪存中受益的应用程序，组织可以轻松地将卷固定到闪存层。对于入门市场来说，不仅性能表现强劲，其他方面也在水准。图形用户界面易于理解和配置，扩展选项可以将我们的测评设备扩展到最多3PB，而ME4084则可扩展到4PB。此外，还有一系列深层次的企业功能。这个价格区间在市场上有很多选择，但“非常好”的选择并不多。PowerVault ME4显然是入门级存储市场的领导者。
