此部落格探討最近宣佈的 HPC BeeGFS 儲存裝置適用的 Dell EMC 就緒解決方案 重要功能。這是系列中關於 BeeGFS 高效能儲存解決方案的第三個部落格。 第一個部落格宣佈推出解決方案。第二個部落格探討 適用於 HPC BeeGFS 儲存裝置的 Dell EMC 就緒解決方案擴充能力。它提供了關於基本組態、彈性可擴充組態，以及各種組態的實際測量順序讀/寫效能的詳細數據，證明解決方案中的伺服器數量具有線性。目前的部落格將強調「StorageBench」的使用，這是 BeeGFS 的內建儲存目標基準。
BeeGFS 是開放原始碼文件系統，可從 www.beegfs.io 下載。它是一種平行文件系統，可在多個儲存目標之間分配數據。這是一種軟體定義儲存裝置，可將邏輯檔案系統與底層儲存硬體分離，讓用戶能夠定義數據的儲存方式和位置。檔案系統軟體包含企業功能，例如高可用性、配額強制執行和訪問控制清單。BeeGFS 的主要功能是容易使用、擴充性和彈性。 其易於使用之處在於，所有的伺服器端元件都是用戶空間精幹，而用戶端則是一個不需要任何修補程式至核心本身的核心模組。所有 BeeGFS 元件皆可安裝和更新，而無需重新啟動伺服器。因此，我們可以將用戶端和伺服器新增至現有的系統，無需停機。新增伺服器並驅動檔系統的效能和容量，可以在此處連結的部落格中進一步擴充。BeeGFS 支援多個 Linux 散佈，其設計用於搭配任何 POSIX 相容的本機文件系統。BeeGFS 也支援在同一伺服器上執行多個特定服務實例。
適用於 HPC BeeGFS 儲存裝置的 Dell EMC 就緒解決方案，充分運用 BeeGFS 檔案系統的所有重要功能，專為高效能而設計。解決方案使用PowerEdge R740xd分隔器來儲存和供應/處理元數據和數據。 每個 PowerEdge R740xd 伺服器都有 24 個 1.6 TB Intel P4600 NVMe SSD，被視為磁碟驅動器技術的第二大躍進，SSD 是第一個。 在 HPC 環境中，刮傷空間通常是一個限制因素。可能太小或太慢。 HPC BeeGFS 儲存裝置適用的 Dell EMC 就緒解決方案可作為刮傷解決方案使用，並使用 BeeGFS 檔案系統來提供刮傷儲存裝置。
BeeGFS 包含兩個內建的效能指標工具，可分別協助您描繪或評估網路或儲存 裝置 NetBench 和 StorageBench 的特性。啟用 NetBench 模式時，伺服器會放棄收到的寫入要求，而非寫入數據。同樣地，如果有讀取要求，而不是從底層文件系統讀取，只會將記憶體緩衝區傳送至用戶端。NetBench 模式是用來測試網路串流傳輸量，不受底層磁碟影響。另一方面，StorageBench 是用來衡量基礎文件系統的串流輸送量，不受網路效能影響。StorageBench 是一種不使用網路的儲存裝置目標基準。儲存台命令只需將要求傳送至儲存裝置目標，即可開始寫入/讀取數據。如此一來，我們就能消除網路的影響。我們從儲存台取得的輸出，是系統在網路效能理想情況下可以達到的最佳效能。此部落格說明如何使用 StorageBench 來比較不同儲存目標的效能，進而找出有瑕疵或設定錯誤的目標。
StorageBench 不會使用掛接的文件系統。執行 StorageBench 時，每個檔案只有一個目標。Storagebench 會在系統上每個儲存目標上建立一個目錄，其中建立的測試檔案等於測試線程的數量。數據會直接串流至此，以顯示每個儲存目標可用的低層級輸送量。若未進行任何網路通訊，則無法模擬檔案等量分配。因此，儲存效能指標結果相當可與停用等量分配的用戶端 IO 相較。執行實際效能指標時，如果採用預設等量分配模式，檔案會等量分配到 4 個儲存目標。
為了測試不同的儲存裝置目標，使用部落格中關於 Dell EMC BeeGFS 儲存解決方案擴充能力的中小型組態。 兩種組態的元數據目標數目皆相同，設定在RAID 1 中。它們在儲存目標的RAID組態上有所不同。雖然小型設定具有儲存裝置，目標設定在RAID 0 （6個磁碟驅動器） 中，但中型組態具有在RAID 10的6個磁碟驅動器中設定的儲存目標。以下是在中小型設定中設定的儲存裝置目標：
| 表1測試台組態 | ||
|---|---|---|
| 組態 | 儲存目標適用的中型 - RAID 10 | 儲存目標專用的小型 -RAID 0 |
| 元數據目標數量 | 6 | 6 |
| 元數據服務實例數量 | 6 | 6 |
| 儲存伺服器數量 | 5 | 2 |
| 儲存裝置目標數量 | 22 | 10 |
| 每個伺服器的儲存服務數量 | 4 | 4 |
| 每個 NUMA 區域的儲存服務數量 | 2 | 2 |
| 每個儲存服務實例的目標數目 | 2 | 2 |
注意：上述中型設定組態僅用於測試使用 StorageBench 工具在不同 RAID 組態中設定的儲存目標輸送量。
儲存效能指標會使用 beegfs-ctl 工具啟動和監控。beegfs-utils 套件提供 beegfs-ctl 命令行工具，可用於執行儲存目標效能指標。下列範例針對IO區塊大小為512KB的所有BeeGFS儲存伺服器目標開始寫入基準，每個目標使用16個線程，每個目標會將200Gb的數據寫入到自己的檔案。
[root@stor1~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --write --blocksize=512K --size=200G --threads=16
Write Storage Benchmark 已啟動。
您可以使用 beegfs-ctl 的 --status 自變數查詢狀態。
伺服器效能指標狀態：
執行中： 10
「Running：10 吋輸出表示系統總共設定了 10 個儲存目標。
若要查詢所有目標的效能指標狀態/結果，可以執行下列命令：
[root@stor1~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --status
Server 基準狀態：
完成： 10
寫入效能指標結果：
最小輸送量： 4692435 KiB/s nodeID：stor1-numa0-2 [ID：6]，TargetID：最大輸送量 50
： 5368537 KiB/s nodeID：meta-stor-numa1-2 [ID：2]，TargetID：48
Avg 輸送量： 4907091 KiB/秒匯
總輸送量： 49070915 KiB/秒
在上述命令中新增詳細數據，顯示所有目標的清單及其各自的輸送量。
[root@meta-stor ~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --status --verbose
Server 基準狀態：
完成： 10
寫入效能指標結果：
最小輸送量： 4692435 KiB/s nodeID：stor1-numa0-2 [ID：6]，TargetID：6
最大輸送量： 5368537 KiB/s nodeID：meta-stor-numa1-2 [ID：2]，TargetID：2
Avg 輸送量： 4907091 KiB/秒匯
總輸送量： 49070915 KiB/s
清單的所有目標：
1 5368477 KiB/s nodeID：meta-stor-numa1-1 [ID：1]
2 5368537 KiB/s nodeID：meta-stor-numa1-2 [ID：2]
3 4706368 KiB/s nodeID：stor1-numa0-1 [ID：3]
4 4896077 KiB/s nodeID：stor1-numa1-1 [ID：4]
5 4872876 KiB/s nodeID：stor1-numa1-2 [ID：5]
6 4692435 KiB/s nodeID：stor1-numa0-2 [ID：6]
7 4879054 KiB/s nodeID：stor2-numa1-2 [ID：7]
8 4864737 KiB/s nodeID：stor2-numa1-1 [ID：8]
9 4696152 KiB/s nodeID：stor2-numa0-1 [ID：9]
10 4726202 KiB/s nodeID：stor2-numa0-2 [ID：10]
在RAID 0 中設定的每個儲存裝置目標的平均輸送量為5.02 GB/秒。
下列範例針對IO區塊大小為512KB的所有BeeGFS儲存伺服器目標開始寫入基準，每個目標使用16個線程，每個目標會將200Gb的數據寫入到自己的檔案。
[root@node001~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --write --blocksize=512K --size=200G --threads=16
Write Storage Benchmark 啟動。
您可以使用 beegfs-ctl 的 --status 自變數查詢狀態。
伺服器效能指標狀態：
執行中： 22
在上述命令中新增詳細數據，顯示所有目標的清單及其各自的輸送量。
[root@node001~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --status --verbose
Server 基準狀態：
完成： 22 寫入
效能指標結果：
最小輸送量： 2705987 KiB/s nodeID：node006-numa0-1 [ID：19]，TargetID：1
最大輸送量： 3364311 KiB/s nodeID：node001-numa1-1 [ID：1]，TargetID：1
Avg 輸送量： 3212845 KiB/s
匯總輸送量： 70682603 KiB/秒所有目標清單：
1 3364311 KiB/s 節點ID：node001-numa1-1 [ID：1]
2 3361591 KiB/s nodeID：node001-numa1-2 [ID：2]
3 3309530 KiB/s nodeID：node002-numa0-1 [ID：3]
4 3312840 KiB/s nodeID：node002-numa0-2 [ID：4]
5 3332095 KiB/s nodeID：node002-numa1-1 [ID：5]
6 3323319 KiB/s nodeID：node002-numa1-2 [ID：6]
7 3313000 KiB/s 節點ID：node003-numa0-1 [ID：7]
8 3321214 KiB/s nodeID：node003-numa0-2 [ID：8]
9 3335072 KiB/s nodeID：node003-numa1-1 [ID：9]
10 3339743 KiB/s nodeID：node003-numa1-2 [ID：10]
11 3302175 KiB/s nodeID：node004-numa0-1 [ID：11]
12 3309474 KiB/s nodeID：node004-numa0-2 [ID：12]
13 3329879 KiB/s nodeID：node004-numa1-1 [ID：13]
14 3328291 KiB/s nodeID：node004-numa1-2 [ID：14]
15 3306132 KiB/s nodeID：node005-numa0-1 [ID：15]
16 3307096 KiB/s nodeID：node005-numa0-2 [ID：16]
17 3318436 KiB/s nodeID：node005-numa1-1 [ID：17]
18 3329684 KiB/s nodeID：node005-numa1-2 [ID：18]
19 2705987 KiB/s nodeID：node006-numa0-1 [ID：19]
20 2716438 KiB/s nodeID：node006-numa0-2 [ID：20]
21 2707970 KiB/s nodeID：node006-numa1-1 [ID：21]
22 2708326 KiB/s nodeID：node006-numa1-2 [ID：22]
每個儲存裝置目標的平均輸送量為3.29 GB/秒。
從在兩種不同的 BeeGFS 設定上執行的 StorageBench 效能指標測試結果，一種是在 RAID 0 中設定了儲存目標，另一種是在 RAID 10 中設定了儲存目標，因此，寫入效能明顯優於 RAID 0 中設定的儲存目標，而非 RAID 10。當使用 dd 命令來寫入 1M 區塊大小和「oflag=direct」的 10G 檔案時，在 RAID 0 中設定的小型系統的平均傳輸量約為 5.1 GB/秒，而在 RAID 10 中設定的中型系統的平均輸送量約為 3.4 GB/秒，與使用 Storagebench 工具取得的結果相比較。
[root@node001~]# beegfs-ctl --storagebench --alltargets --status --verbose
Server 基準狀態：
完成： 33
讀取效能指標結果：
最小輸送量： 2830479 KiB/s nodeID：node003-numa1-2 [ID：14]，TargetID：最大輸送量 14
： 3025500 KiB/s nodeID：node005-numa0-1 [ID：22]，TargetID：22
Avg 輸送量： 2917836 KiB/秒匯
總輸送量： 96288596 KiB/s
清單的所有目標：
1 2950039 KiB/s nodeID：node001-numa1-1 [ID：1]
2 2956121 KiB/s nodeID：node001-numa1-2 [ID：2]
3 2954473 KiB/s nodeID：node001-numa1-3 [ID：3]
4 2957658 KiB/s nodeID：node002-numa0-1 [ID：4]
5 2947109 KiB/s nodeID：node002-numa0-2 [ID：5]
6 2969886 KiB/s nodeID：node002-numa0-3 [ID：6]
7 2892578 KiB/s nodeID：node002-numa1-1 [ID：7]
8 2886899 KiB/s nodeID：node002-numa1-2 [ID：8]
9 2888972 KiB/s nodeID：node002-numa1-3 [ID：9]
10 2861995 KiB/s nodeID：node003-numa0-1 [ID：10]
11 2874314 KiB/s nodeID：node003-numa0-2 [ID：11]
12 2879096 KiB/s nodeID：node003-numa0-3 [ID：12]
13 2832635 KiB/s nodeID：node003-numa1-1 [ID：13]
14 2830479 KiB/s nodeID：node003-numa1-2 [ID：14]
15 2830971 KiB/s nodeID：node003-numa1-3 [ID：15]
16 2986890 KiB/s nodeID：node004-numa0-1 [ID：16]
17 2979197 KiB/s nodeID：node004-numa0-2 [ID：17]
18 2983958 KiB/s 節點ID：node004-numa0-3 [ID：18]
19 2897974 KiB/s nodeID：node004-numa1-1 [ID：19]
20 2900880 KiB/s nodeID：node004-numa1-2 [ID：20]
21 2904036 KiB/s nodeID：node004-numa1-3 [ID：21]
22 3025500 KiB/s nodeID：node005-numa0-1 [ID：22]
23 3021558 KiB/s nodeID：node005-numa0-2 [ID：23]
24 3017387 KiB/s nodeID：node005-numa0-3 [ID：24]
25 2921480 KiB/s nodeID：node005-numa1-1 [ID：25]
26 2930226 KiB/s nodeID：node005-numa1-2 [ID：26]
27 2930548 KiB/s nodeID：node005-numa1-3 [ID：27]
28 2900018 KiB/s nodeID：node006-numa0-1 [ID：28]
29 2898520 KiB/s nodeID：node006-numa0-2 [ID：29]
30 2907113 KiB/s nodeID：node006-numa0-3 [ID：30]
31 2855079 KiB/s nodeID：node006-numa1-1 [ID：31]
32 2853527 KiB/s nodeID：node006-numa1-2 [ID：32]
33 2861480 KiB/s nodeID：node006-numa1-3 [ID：33]
從上述輸出中，很明顯，所有儲存裝置目標均勻執行，而且系統中沒有瑕疵的目標。