NVMe-over-TCP 5 veces más económico que las soluciones NVMe-over-Ethernet (ROCE) equivalentes: esa es la promesa de Lightbits LightOS, que permite a los clientes crear basado en flash Clústeres de almacenamiento SAN en hardware básico y utilizando tarjetas de red Intel.
Bits de luz hizo una demostración del sistema para mostrar un rendimiento equivalente a NVMe sobre canal de fibra o ROCE/Ethernet, ambas soluciones mucho más costosas, en las que LightOS se configuró en un clúster de tres nodos usando tarjetas Intel Ethernet 100Gbps E810-CQDA2 durante una reunión de prensa a la que asistió la publicación hermana de Computer Weekly en Francia, LeMagIT.
NVMe-over-TCP funciona en una red Ethernet estándar con todos los conmutadores y tarjetas habituales en los servidores. Mientras tanto, NVMe-over-Fibre Channel y NVME sobre ROCE necesita hardware costoso, pero con la garantía de velocidades de transferencia rápidas. Su desempeño se debe a la ausencia del TCP protocolo, que puede ser un lastre para las tasas de transferencia, ya que lleva tiempo procesar los paquetes y, por lo tanto, ralentiza el acceso. El beneficio de las tarjetas Intel Ethernet es que decodifica parte de este protocolo para mitigar ese efecto.
“Nuestra promesa es que podemos ofrecer una SAN de alto rendimiento en hardware de bajo costo”, dijo Kam Eshghi, jefe de estrategia de Lightbits. “No vendemos dispositivos patentados que necesitan hardware propietario a su alrededor. Ofrecemos un sistema que instalas en tus servidores disponibles y que funciona en tu red”.
Almacenamiento más económico para nubes privadas
La demostración de Lightbits mostró 24 servidores Linux, cada uno equipado con una tarjeta Ethernet de 25 Gbps de doble puerto. Cada servidor accedió a 10 volúmenes compartidos en el clúster. El rendimiento observable en el clúster de almacenamiento alcanzó los 14 millones IOPS y 53 GBps de lectura, 6 millones de IOPS y 23 GBps de escritura, o 8,4 millones de IOPS y 32 GBps en una carga de trabajo mixta.
Según Eshghi, estos niveles de rendimiento son similares a los SSD NVMe instalados directamente en los servidores, siendo la latencia más larga el único inconveniente, pero solo 200 o 300 microsegundos en comparación con 100 microsegundos.
“A esta escala, la diferencia es insignificante”, dijo Eshghi. “La clave para una aplicación es tener una latencia inferior a un milisegundo”.
Además de la conectividad económica, LightOS también ofrece la funcionalidad que normalmente se encuentra en los productos de los principales fabricantes de matrices de almacenamiento. Estos incluyen la administración de SSD como un grupo de almacenamiento con unidades intercambiables en caliente, reequilibrio inteligente de datos para reducir las tasas de desgaste y replicación sobre la marcha para evitar la pérdida de datos en caso de tiempo de inactividad no planificado.
“Lightbits permite integrar hasta 16 nodos en un clúster”, dijo Abel Gordon, arquitecto jefe de sistemas de Bits de luz. “Con hasta 64.000 volúmenes lógicos para servidores upstream. Para presentar nuestro clúster como SAN a los servidores, tenemos un complemento de vCenter, un controlador Cinder para OpenStack y un controlador CSI para Kubernetes”.
“Aún no admitimos servidores Windows”, dijo Gordon. “Nuestro objetivo es más bien que seremos una solución alternativa para los operadores de nubes públicas y privadas que comercializan máquinas virtuales o contenedores”.
Con este fin, LightOS ofrece una consola de administración que puede asignar diferentes límites de rendimiento y capacidad a diferentes usuarios o a diferentes clientes empresariales en un escenario de nube pública. También hay monitoreo basado en el monitoreo de Prometheus y la visualización de Grafana.
Cerrar el trabajo con Intel
En otra demostración, se mostró un clúster de hardware similar pero con almacenamiento de objetos Ceph de código abierto y que no estaba optimizado para las tarjetas de red de Intel.
En la demostración, 12 servidores Linux que ejecutan ocho contenedores en Kubernetes accedieron simultáneamente al clúster de almacenamiento. Con una combinación de lecturas y escrituras, la implementación de Ceph logró una velocidad de alrededor de 4 GBps, en comparación con los 20 GBps de la versión Lightbits con TLC (flash de mayor rendimiento) y los 15 GBps con unidades QLC de gran capacidad. Ceph es el almacenamiento recomendado por Red Hat para crear nubes privadas.
“La estrecha relación de Lightbits con Intel le permite optimizar LightOS con las últimas versiones de los productos de Intel”, dijo Gary McCulley del grupo de productos de centros de datos de Intel. “De hecho, si instala el sistema en servidores de última generación, obtiene automáticamente un mejor rendimiento que con los arreglos de almacenamiento recientes que se ejecutan en procesadores y chips de la generación anterior”.
Intel está promocionando sus últimos componentes entre los integradores utilizando conceptos de servidor llave en mano. Uno de ellos es un servidor 1U con 10 SSD NVMe intercambiables en caliente, dos procesadores Xeon de última generación y una de sus nuevas tarjetas Ethernet de la serie 800. Para probar el interés en el diseño en el marco de las cargas de trabajo de almacenamiento, Intel optó por ejecutarlo con LightOS.
La tarjeta Ethernet de la serie 800 de Intel no integra completamente la decodificación sobre la marcha de los protocolos de red, a diferencia de la SmartNIC 500X, que está basada en FPGA, o sus futuras tarjetas de red Mount Evans que usan una tarjeta de aceleración tipo DPU (que Intel llama UIP).
En la serie 800, el controlador solo acelera la clasificación entre paquetes para evitar cuellos de botella entre el acceso de cada servidor. Intel llama a este procesamiento previo a la IPU ADQ (colas de dispositivos de aplicación).
Sin embargo, McCulley prometió que la integración entre LightOS y las tarjetas equipadas con IPU está en trámite. Actuará más como una prueba de concepto que como un producto completamente desarrollado. Intel parece querer comercializar sus tarjetas de red basadas en IPU como tarjetas NVMe-over-ROCE, para soluciones más caras que las que ofrece Lightbits.
