ロシアのベンダーSharxDCのソフトウェアおよびハードウェア仮想化プラットフォームであるSharxBaseをテストしています

今日は、SharxBaseハイパーコンバージドプラットフォームについてお話します。 Habréでこの複合施設のレビューは行われず、この不公正に終止符を打つことが決定されました。 私たちのチームは、以下の結果で、ソリューションを「戦い」でテストすることができました。



PSカットの下には多くのテーブル、実数、その他の「肉」があります。 本質に没頭している人のために-ようこそ！

製品について

SharxBaseプラットフォームは、Intel製のサーバーとOpenNebulaおよびStorPoolオープンソースソフトウェアに基づいています。 これは、事前にインストールされた仮想化と分散ストレージソフトウェアを備えたサーバーハードウェアを含むボックスソリューションの形で提供されます。

4つの基本的な標準構成（Small、Medium、Large、Storage）のいずれかを注文できますが、利用可能なコンピューティングリソース（プロセッサ、RAM）の量とディスク領域が異なります。 サーバーはモジュール形式で作成されます。標準の19インチサーバーラックにインストールするための最大4台のサーバーをインストールできる典型的な2RUシャーシ。プラットフォームは、ノード数を増やすことによる水平スケーリングと、ノードのRAM量を増やすことによる垂直スケーリングの両方をサポートします、追加のドライブと拡張カードのインストール。現在、ネットワークアダプタ、ブートコントロールモジュール、NVMeドライブのインストールをサポートしています。

ストレージアーキテクチャ

分散型フォールトトレラントストレージの構成には、フラッシュドライブ（SSDおよび/またはNVMe）が使用されます。 イーサネットは伝送媒体として使用されます。 ストレージストレージを転送するには、専用ネットワークインターフェイス（少なくとも2つの25 GbEインターフェイス）を使用する必要があります。 分散ストレージを提供するサービスは、クラスター内の各サーバーで機能し、そのコンピューティングリソースの一部を使用します。 リソースの量は、インストールされたドライブの数とボリュームに依存します。平均して、オーバーヘッドはホストあたり34 GBのRAMです。 分散ストレージへの接続は、iSCSIブロックアクセスプロトコル経由です。 フォールトトレランスを確保するために、2倍または3倍のデータバックアップがサポートされています。 生産的なインストールの場合、製造業者は三重冗長の使用を推奨します。 現在、ストレージ最適化テクノロジーからは、シンプロビジョニングのみがサポートされています。 分散ストレージを使用した重複排除とデータ圧縮はサポートされていません。 将来のバージョンでは、消去コーディングがサポートされる予定です。

仮想化

仮想マシン（VM）を起動するには、KVMハイパーバイザーが使用されます。 作成と管理のためのすべての主要な機能がサポートされています。

• 必要なハードウェア構成（プロセッサコア、RAM、仮想ディスクの数とサイズ、ネットワークアダプターの数など）を示すVMをゼロから作成します。
• 既存またはテンプレートからのVM​​クローニング。
• インスタントスナップショット（スナップショット）の作成、スナップショットの削除、スナップショットが作成された時点からVMに加えられた変更のロールバック。
• 含まれるVMの仮想ディスクまたはネットワークアダプターの接続または切断（hotplug / hot unplug）を含む、以前に作成されたVMのハードウェア構成の変更。
• 仮想化サーバー間のVM移行
• コンピューティングリソースと仮想ディスクの負荷の監視を含むVMの状態の監視（現在のサイズ、MB /秒またはIOPS単位のI / Oボリューム）。
• スケジュールに従ってVM操作をスケジュールする（オン、オフ、スナップショット作成など）。
• WebコンソールからVNCまたはSPICEプロトコルを介してVMを接続および管理します。

典型的なブロック図（4ノード）

プラットフォーム管理は、グラフィカルAPIまたはコマンドライン（SSH経由で接続する場合はローカルまたはリモート）、およびパブリックAPIから実行されます。

仮想化プラットフォームの制限の中で、クラスターホスト間でVMの自動バランスをとるメカニズムがないことに注目できます。

サーバーの仮想化のサポートに加えて、SharxBaseにはソフトウェア構成のデータセンターとプライベートクラウドインフラストラクチャを作成する機能があります。 そのような関数の例として、次のことに注意してください。

• グループおよびアクセス制御リスト（ACL）のユーザーメンバーシップに基づくアクセス権の管理：仮想インフラストラクチャコンポーネントへのアクセスを制限するさまざまなユーザーグループに権利を割り当てることができます。
• リソースの消費のアカウンティング（アカウンティング）：プロセッサ、RAM、ディスクリソース。
• 消費されたリソースとその価格に基づく任意の単位でのコンピューティングリソースの消費コスト（ショーバック）の推定。
• IPAM（IPアドレス管理）の基本機能：所定の範囲からVMのネットワークインターフェイスへのIPアドレスの自動割り当て。
• SDNの基本機能：仮想ネットワーク間でトラフィックを転送する仮想ルーターを作成します。

開発された情報セキュリティモジュールを使用して、SharxBaseはプラットフォーム管理システムの情報セキュリティを確保するための追加の手段を実装します。ユーザーアカウントパスワード（複雑さ、長さ、使用期間、再現性など）のカスタマイズ可能な要件、ユーザーのブロック、管理コンソールへの現在のアクセスセッションの管理、登録イベントおよびその他：ソフトウェアはロシアのソフトウェアの登録（番号4445）に登録されます。 NDTECが存在しないことを監視するレベル4、およびGISクラス1 / ISPDセキュリティレベルを含む技術仕様（仮想化環境を保護するための要件を満たす）を監視するためのFSTEC RF認証システムでのSharxBaseソフトウェアの正常に完了した認証テストについて、テストラボから肯定的な結論が得られました。 情報セキュリティの認証システムの要件への準拠証明書の取得は、2018年12月にNo.ROSS RU.0001.01BI00（ロシア連邦のFSTEC）を意味します。

機能の詳細な説明は、以下の表に記載されています。

モニタリング

SharxBase Monitoringは、高度なプラットフォームステータス情報、アラート設定、プラットフォームステータス分析へのアクセスを提供します。
監視サブシステムは、各クラスターノードにインストールされ、プラットフォームの状態に関するデータを仮想化管理システムに提供する分散システムです。

リアルタイム監視サブシステムは、次のようなプラットフォームリソースに関する情報を収集します。

サーバーノード	電源	スイッチ	仮想マシン	分散データウェアハウス
-ユニットのシリアル番号 -ノードとマザーボードのシリアル番号 -ユニットとユニットの温度 -CPUモデルと負荷 -スロット番号、周波数、サイズ、およびRAMの可用性 -ノードおよびストレージアドレス -冷却ファンの回転速度 -ネットワークアダプターの状態 -ネットワークアダプターのシリアル番号 -ディスクとそのシステム情報のステータス	-電源のシリアル番号 -電源とその負荷の状態	-スイッチモデル -スイッチとそのポートのステータス -冷却ファンの回転速度 -冷却ファンの状態 -VLANリストの表示	-CPU負荷 -RAMの負荷 -ネットワーク負荷 -仮想マシンのステータス -ディスクの書き込み/読み取り速度 -着信/発信接続速度	-空き/占有スペースの表示 -ディスクステータス -使用済みディスク容量 -ドライブエラー

小計

ソリューションの利点は次のとおりです。

• 制裁リスト上の組織への配信の可能性。
• このソリューションはOpenNebulaプロジェクトに基づいています。OpenNebulaプロジェクトは長い間活発に開発されてきました。
• 小規模および中規模のインストール（128ホストまで）に十分な、サーバー仮想化に関するすべての必要な機能のサポート。
• 情報セキュリティの分野における規制要件の実装を保証する情報セキュリティモジュールの存在。

ソリューションの欠点は次のとおりです。

• 市販されている他のHCIソリューション（Dell VxRail、Nutanixなど）と比較して機能が低い。
• バックアップシステムからの限定的なサポート（現在、Veritas NetBackupサポートが発表されています）。
• 一部の管理タスクはコンソールから実行され、Webからはアクセスできません。

機能性

ハイパーコンバージドソリューションのポートフォリオを拡大する際に、ベンダーとともにパフォーマンスとフォールトトレランスのテストを実施しました。

性能試験

テストベンチは、Intel HNS2600TPサーバーの4ノードクラスターでした。 すべてのサーバーの構成は同じでした。 サーバーには、次のハードウェア特性がありました。

• サーバーモデル-Intel HNS2600TP;
• 2つのIntel Xeon E5-2650 v4プロセッサ（2.2 GHzのクロック周波数とハイパースレッディングをサポートする1​​2コア）。
• 256 GBのRAM（VMを実行するには224 GBのメモリが利用可能）;
• 40 Gbpsのデータ転送速度を備えた2つのQSFP +ポートを備えたネットワークアダプター。
• 1つのRAIDコントローラーLSI SAS3008。
• 6 SATA SSDは、それぞれ800 GBの容量のIntel DC S3700を駆動します。
• 各定格電力が1600 Wの2つの電源。
• SharxBase v1.5仮想化ソフトウェアがサーバーにインストールされます。

Mellanoxネットワークスイッチに接続されているすべてのサーバー。 接続図を図に示します。


テストベンチ上のサーバーの接続図

前述のすべての機能は、機能テストによって確認されました。

ディスクサブシステムのテストは、Vdbenchソフトウェアバージョン5.04.06を使用して実行されました。 各物理サーバー上で、8つのvCPU、16 GBのRAMを備えたLinux OSで1つのVMが作成されました。 各VMでテストするために、それぞれ100 GBの仮想ディスクが8つ作成されました。

テスト中に、次のタイプの負荷がチェックされました。

• （バックアップ）0％ランダム、100％読み取り、64 KBブロックサイズ、1未処理IO;
• （復元）0％ランダム、100％書き込み、64 KBブロックサイズ、1未処理IO;
• （標準）100％ランダム、70％読み取り、4 KBブロックサイズ、4顕著なIO。
• （VDI）100％ランダム、20％読み取り、4 KBブロックサイズ、8顕著なIO;
• （OLTP）100％ランダム、70％読み取り、8 KBブロックサイズ、4顕著なIO。

これらのタイプのテスト結果を表に示します：




ストレージは、それぞれ8295.71 MBおよび2966.16 MBの順次読み取りおよび書き込み操作で特に高性能なインジケーターを提供します。 典型的な負荷（70％読み取りで4KBのランダムI / O）でのストレージパフォーマンスは、平均I / O遅延が1.91ミリ秒で133977.94 IOPSに達し、読み取り操作に対する書き込み操作の比率が増加すると低下します。

耐障害性テスト

これらのテストにより、システムコンポーネントの1つに障害が発生してもシステム全体がシャットダウンしないことを確認できました。

テスト	テストの詳細	コメント
ストレージプールのディスク障害	14:00-システムは正常に動作しています。 14:11-サーバー1の最初のSSDを無効にします。 14:12-SSD管理エラーがプラットフォーム管理コンソールに表示されます。 14:21-サーバー2の最初のSSDを無効にします。 14:35-2つのSSDの障害がプラットフォーム管理コンソールに表示されます。 14:38-ドライブをサーバー1および2に戻します。SSDのLEDインジケーターは表示されません。 14:40-CLIを介してエンジニアがリポジトリにSSDを追加しました。 14:50-プラットフォーム管理コンソールで動作中として表示されます。 15:00-VMコンポーネントの同期が完了しました。	システムは正常に機能しました。 フォールトトレランスインジケータは前述のとおりです。
ネットワーク障害	15:02-システムは正常に動作しています。 15:17-2つのサーバー1ポートのいずれかを無効にします。 15:17-Webコンソール（リーダーとして機能する分離されたサーバー）のIPアドレスへの1つのEchoリクエストの損失。サーバーで実行されているVMはネットワーク経由でアクセス可能です。 15:18-サーバー1、VMおよびサーバー管理コンソールの2番目のポートを無効にすると、使用できなくなりました。 15:20-サーバー3ノードでVMが再起動しました。 15:26-サーバー1ネットワークインターフェイスが接続され、サーバーがクラスターに返されました。 15:35-VMディスクのコンポーネントの同期が完了しました。	システムは正常に機能しました。
1台の物理サーバーの障害	15:35-システムは正常に動作しています。 15:36-IPMIインターフェイスでpoweroffコマンドを使用してサーバー3をシャットダウンします。 15:38-テストVMはサーバー1で再起動しました。 15:40-サーバー3の包含。 15:43-サーバー操作が復元されました。 15:47-同期が完了しました。	システムは正常に機能しました。

試験結果

SharxBaseプラットフォームは、1つのメインハードウェアコンポーネントに障害が発生した場合に、高レベルの可用性とフォールトトレランスを提供します。 ディスクサブシステムの三重の冗長性により、プラットフォームは二重障害の場合にデータの可用性と安全性を保証します。

プラットフォームの短所には、データの3つの完全なコピーを保存および同期する必要性に起因する高いディスクスペース要件、重複排除、圧縮、消去コーディングなど、ディスクスペースの効率的な使用のためのメカニズムの欠如が含まれます。

実施したすべてのテストの結果に基づいて、SharxBaseハイパーコンバージドプラットフォームは、OLTPシステム、VDI、インフラストラクチャサービスなどのさまざまなタイプのワークロードに対して高レベルの可用性とパフォーマンスを提供できると結論付けることができます。

イリヤ・クイキン、
コンピューターシステムの主要な設計エンジニア、
Jet Infosystems