Le stockage réseau (NAS) est un périphérique de stockage spécialement conçu contenant plusieurs lecteurs et permettant d'utiliser diverses solutions de stockage et de partage de fichiers. Il se connecte à un réseau domestique ou à un réseau de bureau et permet aux utilisateurs d'accéder aux fichiers depuis n'importe quel appareil sans se connecter au lecteur et offre une solution évolutive qui répond aux besoins de nombreuses entreprises et à de nombreux budgets. Et le stockage massif devient également un défi formidable pour l'infrastructure NAS lorsque la compression et le chiffrement des données sont une technologie essentielle pour résoudre des problèmes. Cependant, la compression des données étant une charge de travail exigeante en calcul, elle nécessite d'énormes ressources de traitement des processeurs. Wanyou Inc., un des plus célèbres fournisseurs de solutions NAS de pointe de la RPC, a travaillé en étroite collaboration avec Intel et sur des solutions de compression et de chiffrement de données matérielles intégrées comme Intel® QuickAssist Technology (QAT) en vue d'accroître la densité du stockage, d'optimiser les performances du système d'E/S et d'accélérer le chiffrement de nombreuses données persistantes dans le système d'exploitation (SE) U-NAS v6.1.2 de Wanyou.
Conditions :
- Prendre en charge une approche intelligente de la persistance et gérer efficacement les données du NAS, grâce à un mécanisme protégé : cela permet de bénéficier des fonctionnalités de la compression au niveau du système de fichiers, d'une faible surcharge et de performances qualifiées pour prendre en charge de manière sécurisée les demandes de fichiers et de dossiers partagés du marché NAS des PME. Avec la technologie d'accélération, réduisez le temps de compression des données et les ressources occupées sur le serveur. L'application de partage de données NAS nécessite également un chiffrement pour les appareils de chiffrement ou de déchiffrement des dossiers partagés pour le partage de données.
- Réduire le coût de stockage NAS avec des performances d'E/S améliorées : avec la nécessité de croissance de données stockées dans le serveur NAS, le système d'exploitation NAS de Wanyou a besoin de compresser ses données afin d'améliorer la densité de stockage visant à réduire les coûts du stockage des données et à maintenir les performances d'E/S pour soutenir le service de sauvegarde NAS dans des situations telles que la récupération en temps réel après sinistre et le stockage/sauvegarde sans retard de quantités massives de données essentielles.
Résolutions :
- Technologie chipset QuickAssist Intel® C62x : Wanyou et Intel ont testé conjointement la solution de compression et de chiffrement matérielles des données. Équipé de 1 processeur Intel® Xeon® D-2123IT, de 8 unités SSD Samsung 860 EVO de 250 Go pour SW RaidZ1 (approximativement le même que RAID5), de 4 canaux DDR4 de 64 Go et 2 400 MHz pour une mémoire totale de 256 Go et d'une carte enfichable dotée de la technologie QuickAssist chipset Intel® C62x basé sur la PCIe* pour leur noyau Linux v5.10, le programme de banc d'essai écrit des données brutes de 10 Go sur les SSD. Les entreprises ont surveillé les temps de compression des données, de compression et de chiffrement ainsi que les IOP, l'utilisation du processeur lors de l'exécution du programme de banc d'essai.
- ZFS grand public : le système de fichiers Z (ZFS) sur Linux* (ZOL*) a pris en charge Intel® QuickAssist depuis v0.7.0. Une fois le dernier système de fichiers est déployé sous la circulation, les données écrites sur le disque peuvent être compressées ou chiffrées par le matériel Intel® QuickAssist de manière transparente et décompressées/déchiffrées par Intel® QuickAssist lorsque les données sont lues sur le disque.
Avantages :
- 1La capacité de compression des données est considérablement améliorée : avec une compression plus élevée par rapport à la vitesse, les performances d'E/S de la compression au niveau du système ZFS sont 16,4 fois plus élevées, de 1346 à 22 100 IOPS, dans l'exemple du test d'écriture séquentielle de 64K et du processeur, l'utilisation a également diminué de 75 à 22 %.
- 1Le coût du stockage des données est réduit et sécurisé : en utilisant Intel® QuickAssist C62x pour la compression et le chiffrement matériels des données, Wanyou peut prendre avantage de ZFS pour stocker plus de données avec le même espace disque afin de réduire les coûts de stockage et de fournir des dossiers sécurisés avec des performances acceptables pour NAS SW.
Wanyou, une entreprise chinoise créée en 2007, se concentre sur la technologie, la conception et la fabrication afin de fournir les produits NAS les plus rentables avec passion et propose les solutions de serveur de stockage en réseau (NAS) les plus polyvalentes et les plus rentables aux marchés des NAS. Il a atteint à ce jour la deuxième place en matière de part de marché NAS des PME en RPC pour les entreprises. Les entreprises demandent davantage des solutions de stockage et de sécurité en raison de la multiplication des cyberattaques qui se présentent sous plusieurs formes et menacent la sécurité des données essentielles des PME depuis des années. Wanyou continue d'intégrer de nouvelles solutions dans son système d'exploitation U-NAS pour aider ses clients à sécuriser davantage les données des PME à partir des systèmes informatiques du client et à faire face à des défis considérables auxquels sont confrontés les appareils de données.
Performances d'E/S de ZFS avec compression et chiffrement des données dans RAID
Pour améliorer l'efficacité du stockage dans le NAS, Wanyou a décidé de tester la technologie de compression des données. Les données ont été compressées par le biais de ZFS avant qu'elles n'aient été enregistrées dans le disque afin que davantage de données puissent être stockées dans le même espace disque. Wanyou a utilisé un serveur équipé d'un Intel® Xeon® D-2123IT et a testé un accès E/S avec des unités de 4K/64K/256K, notamment des méthodes aléatoires ou séquentielles sur des données de 10 Go avec différents nombres de processus simultanés dans un système de fichiers ZFS. Le test a révélé qu'en moyenne, pour les ZFS avec la compression prise en charge par QAT, les performances d'E/S ont été plus élevées dans le débit d'accès aux données (Mo/s) et le débit IOPS, soit environ 8 à 16 fois plus de temps par rapport au traitement du processeur uniquement. Avec le système ZFS prenant en charge le chiffrement par la biais de la technologie Intel QAT, les performances en termes de débit d'E/S et d'IOPS restent également efficaces et stables par rapport à la solution avec processeur uniquement.
Les performances d'E/S ne sont pas les seules à s'être améliorées pendant les tests. Mais cela a également permis de réduire le temps d'accès aux données et d'améliorer les performances du système de fichiers, ce qui permet d'utiliser au mieux les données du serveur NAS.
Réduire l'occupation du processeur à travers la compression ou le chiffrement des données
De plus, comme la compression des données au niveau 6 Gzip est une charge de travail généralement intensive en informatique, l'utilisation du processeur du serveur atteint 78 % dans l'environnement de test ZFS de Wanyou lors de la compression uniquement par les processeurs uniquement. Cette situation aura un impact sur la stabilité du système en raison de l'exécution dynamique de divers services et applications NAS. La solution de compression des données stockées dans le processeur n'est pas adaptée à l'environnement de production NAS parce qu'elle a induit une très grande surcharge du processeur pour la réduction de l'espace de stockage. Avec le chiffrement activé pour GCM AES-128 dans ZFS, cela attire également l'attention sur le coût des données à chiffrer par le processeur. Par conséquent, il est nécessaire de décharger les ressources du processeur pour le chiffrement ZFS. Après des enquêtes et des recherches, Wanyou s'est intéressé à la technologie de compression et de chiffrement matérielles et finalement, grâce à Intel, elle a réalisé le test de compression des données stockées sur la carte réseau Intel® QuickAssist série C62x et a obtenu des résultats satisfaisants. En outre, les futurs produits NAS de Wanyou peuvent également bénéficier de la technologie Intel QAT sur puce dans le processeur évolutif Xeon de nouvelle génération d'Intel (nom de code Sapphire Rapids), pour adopter un chiffrement symétrique de 400 Go/s, ou une compression allant jusqu'à 160 Go/s et une décompression simultanée de 160 Go/s, soit le double de la version précédente de la technologie QAT ! En fin, du point de vue de l'intégration Système, Intel a fourni la carte réseau Intel® QuickAssist série C62x et les pilotes pour le test, qui peuvent être utilisés sur les serveurs basés sur l'architecture Intel® avec des emplacements PCIe*. Intel a terminé les correctifs nécessaires en amont pour le système de fichiers ZFS basé sur les algorithmes de compression matérielle Intel QAT dans lesquels Wanyou peut assurer une intégration transparente en tirant pleinement parti de l'accélération matérielle sans modifier les applications.
1 les performances d'E/S de ZFS avec la technologie QAT sont connues une amélioration significative
Les résultats montrent l'amélioration maximale des performances avec une compression 16,4 fois supérieure (22100 contre 1346 dans l'IOPS, et 88,2 contre 1451 Mo/sec de débit de transfert de données sur disque) lors des tests d'E/S de plusieurs processus exécutés en même temps et répondant aux attentes des tests. En outre, d'après la surveillance des ressources dans le système d'exploitation U-NAS de Wanyou, l'utilisation du processeur a connu une baisse de 75 à 22 %. Grâce aux tests, elle a pu constater les améliorations du système ZFS en matière de performances et d'autres avantages qu'offrent la compression automatique des données par la carte matérielle plutôt que la modification des codes d'application existants. La technologie QAT+ZFS pourrait évidemment être appliquée à NAS pour résoudre les problèmes liés au stockage des données,
- L'adoption croissante du stockage entièrement flash qui fait de la consommation de stockage SSD un élément essentiel des coûts informatiques par la compression du stockage (par le biais de la technologie Intel QAT).
- Transformation numérique nécessitant une capacité de stockage pétaoctet (compression par ZFS+Intel QAT).
- Récupération après sinistre en temps réel pour assurer la disponibilité et la compétitivité grâce aux performances d'E/S stables qu'offrent ZFS (fournies par Intel QAT).
- Stockage et sauvegarde sans retard de quantités massives de données essentielles (par Intel QAT).
- L'intégrité sans compromis des données qui garantit l'exactitude et la fiabilité des données d'entreprise (ZFS).
La sécurisation des données avec une capacité de débit E/S stable permet de valoriser les principaux appareils NAS
En outre, les performances d'E/S stables de ZFS avec un mécanisme de chiffrement (par le biais du QAT) permettent aux appareils NAS de garantir des utilisations plus sécurisées, comme les dossiers sécurisés de persistance des données. Cette solution contribue à la protection et à l'intégrité des données dans la gestion du contenu en fournissant une capacité de débit d'E/S de lecture et d'écriture des données par le biais du chiffrement.