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分布式存儲是當前企業構建高效、彈性數據底座的核心選擇,以滿足大規模數據存儲與應用需求。Ceph作為開源分布式存儲的領軍者,具備高擴展性、多協議支持和成熟生態的特點,是國內運營商、金融、頭部互聯網公司等各行業的首選存儲方案。
憶聯Ceph分布式存儲方案有如下優勢:
• 基于PCIe 5.0 ESSD,數據吞吐效率為上一代的2倍。
• 創新的智能多流技術,精準適配Ceph數據分布特性,性能優于同代際主流競品高至3.15%。
• 有效抑制寫放大效應(WAF),優于同代際主流競品20%-32%。
方案將SSD預期壽命延長20%以上,實現性能、耐用性與可靠性三重突破,為云原生環境提供兼具超低延遲與超高一致性的存儲基礎設施,滿足企業級客戶對存儲系統全生命周期穩定性的嚴苛需求。
Ceph分布式存儲挑戰
Ceph通過RBD(RADOS Block Device)提供企業級塊設備服務,支持快照、克隆、精簡配置等高級功能。然而,在分布式存儲場景下,多副本數據一致性、網絡延遲及存儲介質性能瓶頸等問題,極易導致寫放大效應加劇,影響SSD壽命及系統穩定性。
傳統SSD在應對Ceph讀寫負載時,因冷熱數據識別效率低、垃圾回收(GC)策略僵化,導致寫放大系數居高不下,進而降低SSD壽命并增加時延。憶聯UH812a/UH832a通過智能多流技術,實現數據冷熱分類與IO路徑優化,從硬件層面突破這一瓶頸。
憶聯Ceph分布式存儲方案驗證
測試環境配置
測試驗證硬件配置如下:
CPU
Intel Xeon Gold 6430 *2
內存
256GB (32GB*8 DDR5)
存儲
系統盤:SATA (480GB*2)
數據盤:UH812a NVMe SSD(7.68TB*4)
網卡
2端口100GE以太網卡
每臺服務節點配置2張網卡,每臺客戶端配置單張網卡
測試驗證軟件配置如下:
操作系統
CentOS Stream 9
內核
5.14.0-229.el9.x86_64
Ceph版本
17.2.7 Quincy
FIO版本
3.27(帶rbd引擎)
圖1:Ceph組網規劃架構圖
測試方法
1. 創建存儲池與RBD卷。
• 創建1個RBD儲存池,配置3副本。
• 創建60個100GB RBD卷,占總容量21%。
2. 進行性能測試。
• 每個客戶端指定15個RBD,使用FIO工具向4個客戶端同時下發IO測試,指定rbd測試引擎,綁定CPU核以減少干擾。
• 用不同模型遍歷測試各種隊列深度(QD)時的Ceph性能,通過監控工具記錄服務節點與客戶端的IO、CPU、網絡數據。
3. 進行單節點WAF對比測試。
• 選取4塊不同友商的PCIe 5.0 ESSD,預埋數據將RBD空間順序寫2遍,4K隨機寫5小時。
• 采用JESD219業務模型連續測試47小時,同步監控各SSD的數據寫入量,計算WAF(NAND寫入量/主機寫入量)。
驗證結果與分析
性能表現
(1)隨機讀寫與混合讀寫性能
在3副本下,隨著QD數量的增加,IOPS迅速增加,時延增長緩慢,平均性能優于友商1%。
• QD為32時,UH812a隨機讀IOPS突破175.5萬,時延穩定在1.1毫秒內;隨機寫IOPS突破19萬,時延穩定在9.9毫秒內。
• QD為32時,UH812a混合讀寫IOPS超過50萬,時延約為20毫秒。
圖2:Ceph隨機讀寫性能測試結果
圖3:Ceph隨機混合讀寫性能測試結果
(2)順序讀寫性能
隨著QD數量的增加(QD在64之內),帶寬顯著增長,時延增長緩慢。QD為64時,UH812a順序讀帶寬超過56GB/s,時延為8.85毫秒,平均性能與友商持平;順序寫帶寬超過15.3GB/s,時延為32.88毫秒,平均帶寬超出友商3.15%,平均時延低于友商1.68%。
圖4:Ceph順序讀性能測試結果
圖5:Ceph順序寫性能測試結果
智能多流技術對WAF的優化
UH812a通過智能數據分類算法,將元數據、日志及用戶數據分配至獨立流,減少GC過程中的無效數據搬移。本次測試顯示:
• WAF對比:UH812a WAF平均值1.78,低于友商A 25%(2.38)、低于友商B 32%(2.61)、低于友商C 20%(2.22)。
• 壽命提升:WAF降低使UH812a的DWPD有效利用率提升,預計壽命延長20%以上。
圖6:多友商WAF測試結果
憶聯UH812a/UH832a技術優勢總結
智能多流技術
UH812a/UH832a系列采用動態冷熱數據分層機制與多流協同控制技術,實現1.78超低寫放大系數(WAF),通過智能化的數據生命周期管理,顯著延長SSD使用壽命,對比各友商優勢明顯,為高負載企業級場景提供可靠的存儲保障。
性能一致性
UH812a/UH832a在混合負載及多副本部署場景中,憑借業界領先的時延控制與帶寬穩定性表現,有效保障業務SLA達標,關鍵指標波動率優于行業標準。
高可靠性
UH812a/UH832a通過融合分布式存儲副本策略與糾刪碼(EC)技術,并集成SPDK DIF/DIX的端到端數據完整性保護能力,構建了多層次數據防護體系,為業務系統提供符合工業標準的企業級端到端數據保護。
典型客戶價值
在不同領域,UH812a/UH832a可為運營商、互聯網、金融等行業客戶解決特定需求與技術挑戰,例如:
• 為運營商行業提升存儲效率、降低成本:智能多流技術使存儲資源的利用更高效,降低運營商存儲成本,而ESSD的使用壽命提升超過20%,進一步減少更換硬件的頻率與開支。
• 保障頭部互聯網公司業務連續性和用戶體驗:性能一致性確保關鍵業務的時延和帶寬穩定性,幫助大型互聯網公司在高并發情況下維持優質的用戶體驗,確保對最終用戶服務水平協議(SLA)的達成。
• 強化金融行業數據安全與合規性:多層次的數據防護體系,確保金融數據的安全性和完整性,幫助金融機構滿足嚴格的合規要求,降低數據泄露和損失的風險。
結論
憶聯PCIe 5.0 ESSD借智能多流技術與深度Ceph優化,在分布式存儲場景中展現出卓越性能與穩定性。WAF指標顯著優于主流競品,大幅提升企業存儲效能超過20%,是構建新一代高度可擴展的分布式存儲系統的理想選擇。
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