الاستمرار في النظر في التقنيات اللازمة لتسريع عمليات الإدخال/الإخراج كما هو مطبق على أنظمة التخزين، بدأ في ، لا يسع المرء إلا أن يتطرق إلى خيار شائع جدًا مثل Auto Tiering. على الرغم من أن أيديولوجية هذه الوظيفة متشابهة جدًا بين مختلف الشركات المصنعة لأنظمة التخزين، إلا أننا سنلقي نظرة على ميزات تنفيذ الطبقات باستخدام مثال .
على الرغم من تنوع البيانات المخزنة على أنظمة التخزين، إلا أنه يمكن تقسيم هذه البيانات نفسها إلى عدة مجموعات بناءً على الطلب عليها (تكرار الاستخدام). يجب الوصول إلى البيانات الأكثر شيوعًا ("الساخنة") في أسرع وقت ممكن، في حين يمكن معالجة البيانات الأقل استخدامًا ("الباردة") بأولوية أقل.
لتنظيم مثل هذا المخطط، يتم استخدام وظيفة التدرج. لا تتكون مصفوفة البيانات في هذه الحالة من أقراص من نفس النوع، بل من عدة مجموعات من محركات الأقراص التي تشكل طبقات تخزين مختلفة. باستخدام خوارزمية خاصة، يتم نقل البيانات تلقائيًا بين المستويات لضمان أقصى قدر من الأداء العام.
شد دعم ما يصل إلى ثلاثة مستويات تخزين:
- المستوى 1: SSD، أقصى قدر من الأداء
- المستوى 2: HDD SAS 10K/15K، أداء عالٍ
- المستوى 3: HDD NL-SAS 7.2K، السعة القصوى
يمكن أن يحتوي تجمع التدرج التلقائي على المستويات الثلاثة جميعها، أو اثنين فقط في أي مجموعة. داخل كل طبقة، يتم دمج محركات الأقراص في مجموعات RAID مألوفة. للحصول على أقصى قدر من المرونة، يمكن أن يختلف مستوى RAID في كل طبقة. أي، على سبيل المثال، لا شيء يمنعك من تنظيم هيكل مثل 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
بعد إنشاء وحدات التخزين (الأقراص الافتراضية) على يبدأ التجمع الموجود عليه في جمع الخلفية من الإحصائيات حول كافة عمليات الإدخال/الإخراج. للقيام بذلك، يتم "تقسيم" المساحة إلى كتل سعة 1 جيجابايت (ما يسمى بـ LUN الفرعية). في كل مرة يتم الوصول إلى هذه الكتلة، يتم تعيين معامل لها بمقدار 1. ثم، بمرور الوقت، يتناقص هذا المعامل. بعد مرور 24 ساعة، إذا لم تكن هناك طلبات إدخال/إخراج لهذه الكتلة، فستكون بالفعل مساوية لـ 0.5 وستستمر في الانخفاض كل ساعة لاحقة.
في وقت معين (افتراضيًا، كل يوم عند منتصف الليل)، يتم ترتيب النتائج المجمعة حسب نشاط LUN الفرعي استنادًا إلى معاملاتها. وبناءً على ذلك، يتم اتخاذ القرار بشأن أي الكتل يجب التحرك وفي أي اتجاه. وبعد ذلك، في الواقع، يحدث نقل البيانات بين المستويات.
يقوم نظام التخزين Qsan بتنفيذ إدارة عملية التصنيف بشكل مثالي باستخدام العديد من المعلمات، مما يسمح لك بتكوين الأداء النهائي للمصفوفة بمرونة شديدة.
لتحديد الموقع الأولي للبيانات واتجاه أولوية حركتها، يتم استخدام السياسات التي يتم تعيينها بشكل منفصل لكل وحدة تخزين:
- التدرج التلقائي – يتم تحديد السياسة الافتراضية والموضع الأولي واتجاه الحركات تلقائيًا، أي. تميل البيانات "الساخنة" إلى المستوى الأعلى، وتتحرك البيانات "الباردة" إلى الأسفل. يتم تحديد الموضع الأولي بناءً على المساحة المتوفرة في كل مستوى. لكن عليك أن تفهم أن النظام يسعى في المقام الأول لتحقيق أقصى استفادة من أسرع محركات الأقراص. لذلك، إذا كانت هناك مساحة خالية، فسيتم وضع البيانات في المستويات العليا. تعتبر هذه السياسة مناسبة لمعظم السيناريوهات التي لا يمكن فيها التنبؤ بالطلب على البيانات مسبقًا.
- ابدأ بالمستوى العالي ثم المستوى التلقائي – الاختلاف عن السابق هو فقط في الموقع الأولي للبيانات (في أسرع مستوى)
- اعلى مستوى – تسعى البيانات دائمًا إلى احتلال المستوى الأسرع. إذا تم نقلهم إلى الأسفل أثناء التشغيل، فسيتم إعادتهم في أقرب وقت ممكن. هذه السياسة مناسبة للبيانات التي تتطلب الوصول إلى أسرع وقت ممكن.
- المستوى الأدنى – تميل البيانات دائمًا إلى احتلال المستوى الأدنى. تعتبر هذه السياسة رائعة بالنسبة للبيانات التي نادرًا ما تستخدم (على سبيل المثال، الأرشيف).
- لا تتحرك – يقوم النظام تلقائيًا بتحديد الموقع الأصلي للبيانات ولا يقوم بنقلها. ومع ذلك، يستمر جمع الإحصاءات في حالة الحاجة إلى نقلهم لاحقًا.
تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من تحديد السياسات عند إنشاء كل مجلد، إلا أنه يمكن تغييرها بشكل متكرر أثناء دورة حياة النظام.
بالإضافة إلى سياسات آلية التصنيف، يتم أيضًا تكوين وتيرة ووتيرة حركة البيانات بين المستويات. يمكنك ضبط وقت سفر محدد: يوميًا أو في أيام معينة من الأسبوع، وكذلك تقليل الفاصل الزمني لجمع الإحصائيات إلى عدة ساعات (الحد الأدنى للتكرار - ساعتان). إذا كنت بحاجة إلى تحديد الوقت المستغرق لإكمال عملية نقل البيانات، فيمكنك تعيين إطار زمني (نافذة للتحرك). بالإضافة إلى ذلك، تتم الإشارة أيضًا إلى سرعة النقل - 2 أوضاع: سريع ومتوسط وبطيء.
إذا كانت هناك حاجة لنقل البيانات بشكل فوري، فمن الممكن إجراء ذلك يدويًا في أي وقت بناءً على أمر المسؤول.
ومن الواضح أنه كلما تم نقل البيانات بشكل أسرع وأسرع بين المستويات، كلما كان نظام التخزين أكثر مرونة للتكيف مع ظروف التشغيل الحالية. لكن في الوقت نفسه، يجدر بنا أن نتذكر أن النقل يمثل حملًا إضافيًا (على الأقراص في المقام الأول)، لذا لا ينبغي عليك "نقل" البيانات إلا في حالة الضرورة القصوى. من الأفضل تخطيط الحركة في أوقات الحد الأدنى من الحمل. إذا كان تشغيل نظام التخزين يتطلب أداءً عاليًا باستمرار على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع، فمن المفيد تقليل معدل النقل إلى الحد الأدنى.
إن وفرة إعدادات التصوير ستسعد المستخدمين المتقدمين بلا شك. ومع ذلك، بالنسبة لأولئك الذين يواجهون هذه التكنولوجيا لأول مرة، ليس هناك ما يدعو للقلق. من الممكن تمامًا الوثوق بالإعدادات الافتراضية (سياسة التدرج التلقائي، والتحرك بأقصى سرعة مرة واحدة يوميًا في الليل)، ومع تراكم الإحصائيات، قم بضبط معلمات معينة لتحقيق النتيجة المطلوبة.
مقارنة التمزيق بهذه التقنية ذات الشعبية المتساوية لزيادة الإنتاجية مثل ، يجب أن تتذكر مبادئ التشغيل المختلفة لخوارزمياتهم.
التخزين المؤقت SSD
التدرج التلقائي
سرعة ظهور التأثير
على الفور تقريبا. لكن التأثير الملحوظ لا يكون إلا بعد "تسخين ذاكرة التخزين المؤقت" (من دقائق إلى ساعات)
بعد جمع الإحصائيات (من ساعتين، ومن الأفضل يوم واحد) بالإضافة إلى الوقت لنقل البيانات
مدة التأثير
حتى يتم استبدال البيانات بجزء جديد (دقائق-ساعات)
أثناء وجود البيانات في الطلب (XNUMX ساعة أو أكثر)
مؤشرات للاستخدام
مكاسب فورية في الأداء على المدى القصير (قواعد البيانات، البيئات الافتراضية)
زيادة الإنتاجية لفترة طويلة (الملفات، الويب، خوادم البريد)
أيضًا، إحدى ميزات التصنيف هي إمكانية استخدامه ليس فقط لسيناريوهات مثل "SSD + HDD"، ولكن أيضًا "HDD السريع + HDD البطيء" أو حتى جميع المستويات الثلاثة، وهو أمر مستحيل بشكل أساسي عند استخدام التخزين المؤقت SSD.
تجريب
لاختبار أداء خوارزميات التدرج، أجرينا اختبارًا بسيطًا. تم إنشاء مجموعة من مستويين SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1)، حيث تم وضع وحدة تخزين ذات سياسة "المستوى الأدنى". أولئك. يجب أن تكون البيانات موجودة دائمًا على الأقراص البطيئة.
تُظهر واجهة الإدارة بوضوح موضع البيانات بين المستويات
بعد ملء المجلد بالبيانات، قمنا بتغيير سياسة التنسيب إلى Auto Tiering وقمنا بإجراء اختبار IOmeter.
وبعد عدة ساعات من الاختبار، عندما تمكن النظام من تجميع الإحصائيات، بدأت عملية النقل.
بعد اكتمال حركة البيانات، "زحف" حجم الاختبار الخاص بنا بالكامل إلى المستوى الأعلى (SSD).
حكم
تعد Auto Tiering تقنية رائعة تتيح لك زيادة أداء نظام التخزين بأقل تكلفة من المواد والوقت من خلال الاستخدام المكثف لمحركات الأقراص عالية السرعة. تنطبق على الاستثمار الوحيد هو الترخيص، الذي يتم شراؤه مرة واحدة وإلى الأبد دون قيود على حجم/عدد الأقراص/الأرفف/إلخ. تم تجهيز هذه الوظيفة بإعدادات غنية يمكنها تلبية أي مهمة عمل تقريبًا. وسيسمح لك تصور العمليات في الواجهة بإدارة الجهاز بشكل فعال.
المصدر: www.habr.com