Implementering van SSD-kas in QSAN XCubeSAN-bergingstelsel

Tegnologieë vir die verbetering van werkverrigting gebaseer op die gebruik van SSD's en wyd gebruik in bergingstelsels is lank reeds uitgevind. Eerstens is dit die gebruik van SSD as stoorplek, wat 100% doeltreffend, maar duur is. Daarom word vermoeiende en kastegnologieë gebruik, waar SSD's slegs vir die gewildste ("warm") data gebruik word. Tiering is goed vir scenario's van langtermyn (dae-weke) gebruik van "warm" data. Kas, inteendeel, is vir korttermyn (minute-ure) gebruik. Albei hierdie opsies word in die bergingstelsel geïmplementeer QSAN XCubeSAN. In hierdie artikel sal ons kyk na die implementering van die tweede algoritme - SSD-kas.

Die kern van SSD-kastegnologie is die gebruik van SSD's as 'n tussenkas tussen hardeskywe en die beheerder se RAM. Die werkverrigting van die SSD is natuurlik laer as die werkverrigting van die beheerder se eie kas, maar die volume is 'n orde van grootte hoër. Daarom kry ons 'n sekere kompromie tussen spoed en volume.

Aanduidings vir die gebruik van SSD-kas vir lees:

• Die oorheersing van leesbewerkings bo skryfbewerkings (meestal tipies vir databasisse en webtoepassings);
• Die teenwoordigheid van 'n bottelnek in die vorm van werkverrigting van die hardeskyfskikking;
• Die hoeveelheid vereiste data is minder as die grootte van die SSD-kas.

Die aanduidings vir die gebruik van 'n lees+skryf SSD-kas is dieselfde, behalwe vir die aard van die bewerkings – gemengde tipe (byvoorbeeld lêerbediener).

Die meeste stoorverkopers gebruik leesalleen SSD-kas in hul produkte. Die fundamentele verskil QSAN Hulle bied die vermoë om die kas ook vir skryf te gebruik. Om die SSD-kasfunksie in QSAN-bergingstelsels te aktiveer, moet jy 'n aparte lisensie (elektronies verskaf) koop.

Die SSD-kas in XCubeSAN word fisies geïmplementeer in die vorm van aparte SSD-kaspoele. Daar kan tot vier van hulle in die stelsel wees. Elke swembad gebruik natuurlik sy eie stel SSD's. En reeds in die eienskappe van die virtuele skyf bepaal ons of dit 'n kaspoel sal gebruik en watter een. Aktivering en deaktivering van kasgebruik vir volumes kan aanlyn gedoen word sonder om I/O te stop. U kan ook SSD's warm by die swembad voeg en dit daarvandaan verwyder. Wanneer u 'n SSD-poelkas skep, moet u kies in watter modus dit sal werk: leesalleen of lees+skryf. Sy fisiese organisasie hang hiervan af. Aangesien daar verskeie kaspoele kan wees, kan hul funksionaliteit verskil (dit wil sê, die stelsel kan beide lees- en lees+skryf-kaspoele op dieselfde tyd hê).

As 'n leesalleen-kaspoel gebruik word, kan dit uit 1-8 SSD's bestaan. Skywe hoef nie dieselfde kapasiteit en dieselfde verskaffer te hê nie, aangesien hulle in 'n NRAID+-struktuur gekombineer word. Alle SSD's in die swembad word gedeel. Die stelsel probeer onafhanklik om inkomende versoeke tussen alle SSD's te paralleliseer om maksimum werkverrigting te behaal. As een van die SSD's misluk, sal niks sleg gebeur nie: die kas bevat immers slegs 'n kopie van die data wat op die verskeidenheid hardeskywe gestoor is. Dit is net dat die hoeveelheid beskikbare SSD-kas sal afneem (of nul word as die oorspronklike SSD-kas vanaf een skyf gebruik word).

As die kas gebruik word vir lees + skryf bewerkings, moet die aantal SSD's in die swembad 'n veelvoud van twee wees, aangesien die inhoud op pare dryf weerspieël word (die NRAID 1+ struktuur word gebruik). Duplisering van die kas is nodig omdat dit data kan bevat wat nog nie na die hardeskywe geskryf is nie. En in hierdie geval sal mislukking van die SSD vanaf die kaspoel lei tot verlies van inligting. In die geval van NRAID 1+, sal 'n mislukking van die SSD eenvoudig daartoe lei dat die kas na 'n leesalleen-toestand oorgedra word, met ongeskrewe data wat op die hardeskyfskikking gestort word. Nadat die foutiewe SSD vervang is, sal die kas terugkeer na sy oorspronklike bedryfsmodus. Terloops, vir groter sekuriteit, kan u toegewyde onderdele aan 'n lees- en skryfkas toewys.

Wanneer die SSD-kasfunksie in XCubeSAN gebruik word, is daar 'n aantal vereistes vir die hoeveelheid geheue van stoorbeheerders: hoe meer stelselgeheue, hoe groter sal die kaspoel beskikbaar wees.

Anders as die meeste stoorstelselvervaardigers, wat slegs 'n opsie bied om die SSD-kas aan/af te skakel, bied QSAN meer opsies. In die besonder kan u die kasbedryfsmodus kies, afhangende van die aard van die vrag. Daar is drie voorafbepaalde sjablone wat die naaste in hul werking aan die ooreenstemmende dienste is: databasis, lêerstelsel, webdiens. Daarbenewens kan die administrateur sy eie profiel skep deur die vereiste parameterwaardes in te stel:

• Blokgrootte (kasblokgrootte) – 1/2/4 MB
• Aantal versoeke om 'n blok te lees sodat dit na die kas gekopieer word (Bevolk-op-lees-drempel) – 1..4
• Aantal versoeke om 'n blok te skryf sodat dit na die kas gekopieer word (Bevolk-op-skryf-drempel) – 0..4

Profiele kan dadelik verander word, maar natuurlik met die inhoud van die kas-terugstelling en die nuwe "opwarming".

Met inagneming van die beginsel van werking van die SSD-kas, kan ons die hoofbewerkings uitlig wanneer ons daarmee werk:

• Lees data wanneer dit nie in die kas is nie;
• Lees data wanneer dit in die kas teenwoordig is;
• Die skryf van data wanneer 'n leeskas gebruik word;
• Skryf data wanneer 'n lees + skryf kas gebruik word.

Lees data wanneer dit nie in die kas is nie

1. 'n Versoek van die gasheer kom by die kontroleerder;
2. Aangesien die versoekte nie in die SSD-kas is nie, word hulle vanaf die hardeskywe gelees;
3. Die gelees data word na die gasheer gestuur. Terselfdertyd word daar gekyk of hierdie blokke “warm” is;
4. Indien wel, word dit na die SSD-kas gekopieer vir verdere gebruik.

Lees data wanneer dit in die kas teenwoordig is

1. 'n Versoek van die gasheer kom by die kontroleerder;
2. Aangesien die gevraagde data in die SSD-kas is, word dit van daar af gelees;
3. Die gelees data word na die gasheer gestuur.

Skryf data wanneer leeskas gebruik word

1. 'n Skryfversoek van die gasheer kom by die kontroleerder;
2. Data word na hardeskywe geskryf;
3. 'n Antwoord wat suksesvolle opname aandui, word aan die gasheer teruggestuur;
4. Terselfdertyd word gekontroleer of die blok "warm" is (die Populate-on-Write Threshold parameter word vergelyk). Indien wel, word dit na die SSD-kas gekopieer vir latere gebruik.

Skryf data wanneer 'n lees+skryf-kas gebruik word

1. 'n Skryfversoek van die gasheer kom by die kontroleerder;
2. Data word na die SSD-kas geskryf;
3. 'n Antwoord wat suksesvolle opname aandui, word aan die gasheer teruggestuur;
4. Data van die SSD-kas word op die agtergrond na hardeskywe geskryf;

Check in aksie

toetsbank

2 bedieners (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) word deur twee poorte via Fibre Channel 16G direk aan die XCubeSAN XS5224D-bergingstelsel (16GB RAM/beheerder) gekoppel.

Ons het 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, gekombineer in RAID5 (15+1), vir die dataskikking en 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100GB/SAS'e as cabine gebruik.

2 volumes is geskep: een vir elke bediener.

Toets 1. Leesalleen SSD-kas van 1-8 SSD's

SSD-kas

• I/O-tipe: Pasmaak
• Kasblokgrootte: 4MB
• Vul-op-lees-drempel: 1
• Vul-op-skryf-drempel: 0

I/O-patroon

• Gereedskap: IOmeter V1.1.0
• Werkers: 1
• Uitstaande (Woudiepte): 128
• Toegangspesifikasies: 4KB, 100% gelees, 100% ewekansig

In teorie, hoe meer SSD's in die kaspoel, hoe hoër is die werkverrigting. In die praktyk is dit bevestig. Die enigste beduidende toename in die aantal SSD's met 'n klein aantal volumes lei nie tot 'n plofbare effek nie.

Toets 2. SSD-kas in lees + skryfmodus met 2-8 SSD's

SSD-kas

• I/O-tipe: Pasmaak
• Kasblokgrootte: 4MB
• Vul-op-lees-drempel: 1
• Vul-op-skryf-drempel: 1

I/O-patroon

• Gereedskap: IOmeter V1.1.0
• Werkers: 1
• Uitstaande (Woudiepte): 128
• Toegangspesifikasies: 4KB, 100% skryf, 100% ewekansig

Dieselfde resultaat: plofbare prestasiegroei en -skaal soos die aantal SSD's toeneem.

In beide toetse was die hoeveelheid werkende data minder as die totale kasgrootte. Daarom is alle blokke met verloop van tyd na die kas gekopieer. En die werk is in werklikheid reeds met SSD's uitgevoer, feitlik sonder om hardeskywe te beïnvloed. Die doel van hierdie toetse was om die doeltreffendheid van die opwarming van die kas en die skaal daarvan na gelang van die aantal SSD's duidelik te demonstreer.

Kom ons kom nou terug aarde toe en kyk na 'n meer realistiese situasie, wanneer die hoeveelheid data groter is as die kasgrootte. Om die toets binne 'n redelike tyd te laat slaag (die kas "opwarmperiode" neem baie toe namate die volume groter word), sal ons die volume tot 120 GB beperk.

Toets 3. Databasis-emulasie

SSD-kas

• I/O Tipe: Databasis
• Kasblokgrootte: 1MB
• Vul-op-lees-drempel: 2
• Vul-op-skryf-drempel: 1

I/O-patroon

• Gereedskap: IOmeter V1.1.0
• Werkers: 1
• Uitstaande (Woudiepte): 128
• Toegangspesifikasies: 8KB, 67% gelees, 100% ewekansig

uitspraak

Die ooglopende gevolgtrekking is natuurlik die goeie doeltreffendheid van die gebruik van 'n SSD-kas om die werkverrigting van enige bergingstelsel te verbeter. Toegepas op QSAN XCubeSAN Hierdie stelling is ten volle van toepassing: die SSD-kasfunksie is perfek geïmplementeer. Dit gaan oor ondersteuning vir lees en lees + skryf modusse, buigsame instellings vir enige gebruik scenario, sowel as die algehele werkverrigting van die stelsel as geheel. Daarom, teen 'n baie billike koste (die lisensieprys is vergelykbaar met die koste van 1-2 SSD's), kan u die algehele werkverrigting aansienlik verhoog.

Bron: will.com