Характеристики на Auto Tiering в Qsan XCubeSAN система за съхранение

Продължаване на разглеждането на технологии за ускоряване на I/O операции, приложени към системи за съхранение, започнало през предишна статия, не може да не се спрем на такава много популярна опция като Auto Tiering. Въпреки че идеологията на тази функция е много сходна сред различните производители на системи за съхранение, ние ще разгледаме характеристиките на прилагането на нивата, използвайки пример Система за съхранение Qsan.

Въпреки разнообразието от данни, съхранявани в системи за съхранение, същите тези данни могат да бъдат разделени на няколко групи въз основа на тяхното търсене (честота на използване). Най-популярните („горещи“) данни трябва да бъдат достъпни възможно най-бързо, докато по-рядко използваните („студени“) данни могат да бъдат обработени с по-нисък приоритет.

За организиране на такава схема се използва функционалността на нивата. Масивът от данни в този случай не се състои от дискове от един и същи тип, а от няколко групи устройства, които образуват различни нива на съхранение. Използвайки специален алгоритъм, данните се преместват автоматично между нивата, за да се осигури максимална обща производителност.

SHD Ксан поддържа до три нива на съхранение:

• Ниво 1: SSD, максимална производителност
• Ниво 2: HDD SAS 10K/15K, висока производителност
• Ниво 3: HDD NL-SAS 7.2K, максимален капацитет

Пулът за автоматично подреждане може да съдържа всичките три нива или само две във всяка комбинация. В рамките на всяко ниво дисковете се комбинират в познати RAID групи. За максимална гъвкавост нивото на RAID във всяко ниво може да бъде различно. Тоест, например, нищо не ви пречи да организирате структура като 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6

След създаване на томове (виртуални дискове) на Автоматично ниво пула върху него започва фоново събиране на статистика за всички I/O операции. За да направите това, пространството се „нарязва“ на блокове от 1 GB (т.нар. sub LUN). При всеки достъп до такъв блок му се присвоява коефициент 1. След това с течение на времето този коефициент намалява. След 24 часа, ако няма I/O заявки към този блок, той вече ще бъде равен на 0.5 и ще продължи да пада всеки следващ час.

В определен момент (по подразбиране, всеки ден в полунощ), събраните резултати се класират по под LUN активност въз основа на техните коефициенти. Въз основа на това се взема решение кои блокове да се движат и в каква посока. След което всъщност се извършва преместването на данни между нивата.

Системата за съхранение Qsan перфектно реализира управлението на процеса на подреждане, използвайки много параметри, което ви позволява много гъвкаво да конфигурирате крайната производителност на масива.

За определяне на първоначалното местоположение на данните и приоритетната посока на тяхното движение се използват политики, които се задават отделно за всеки том:

• Автоматично ниво – политиката по подразбиране, първоначалното разположение и посоката на движение се определят автоматично, т.е. „Горещите“ данни се стремят към най-високото ниво, а „студените“ данни се движат надолу. Първоначалното разположение се избира въз основа на наличното пространство на всяко ниво. Но трябва да разберете, че системата основно се стреми да използва максимално най-бързите дискове. Следователно, ако има свободно място, данните ще бъдат поставени на горните нива. Тази политика е подходяща за повечето сценарии, при които търсенето на данни не може да бъде предвидено предварително.
• Започнете с High и след това с Auto Tiering – разликата от предишния е само в първоначалното местоположение на данните (на най-бързото ниво)
• Най-високо ниво – данните винаги се стремят да заемат най-бързото ниво. Ако те се преместят надолу по време на работа, възможно най-скоро те се преместват обратно. Тази политика е подходяща за данни, които изискват възможно най-бърз достъп.
• Минимално ниво – данните винаги се стремят да заемат най-ниското ниво. Тази политика е чудесна за рядко използвани данни (например архиви).
• Никакво движение – системата автоматично определя първоначалното местоположение на данните и не ги премества. Въпреки това продължава да се събира статистика, в случай че впоследствие се наложи тяхното преместване.

Струва си да се отбележи, че докато политиките се дефинират при създаването на всеки том, те могат да се променят многократно в движение през целия жизнен цикъл на системата.

В допълнение към политиките за механизма за подреждане, честотата и скоростта на движение на данни между нивата също се конфигурират. Можете да зададете конкретно време за пътуване: ежедневно или в определени дни от седмицата, както и да намалите интервала за събиране на статистика до няколко часа (минимална честота - 2 часа). Ако трябва да ограничите времето, необходимо за извършване на операция по преместване на данни, можете да зададете времева рамка (прозорец за преместване). Освен това е посочена и скоростта на преместване - 3 режима: бърз, среден, бавен.

При необходимост от незабавно преместване на данни е възможно то да се извърши ръчно по всяко време по команда на администратора.

Ясно е, че колкото по-често и по-бързо данните се преместват между нивата, толкова по-гъвкава ще бъде системата за съхранение, за да се адаптира към текущите условия на работа. Но в същото време си струва да запомните, че преместването е допълнително натоварване (предимно на дискове), така че не трябва да „задвижвате“ данни, освен ако не е абсолютно необходимо. По-добре е да планирате движението в моменти с минимално натоварване. Ако работата на системата за съхранение постоянно изисква висока производителност 24/7, тогава си струва да намалите скоростта на преместване до минимум.

Изобилието от настройки за снимане несъмнено ще зарадва напредналите потребители. Въпреки това, за тези, които се сблъскват с такава технология за първи път, няма от какво да се притесняват. Напълно възможно е да се доверите на настройките по подразбиране (Auto Tiering policy, движение с максимална скорост веднъж на ден през нощта) и с натрупването на статистика да коригирате определени параметри, за да постигнете необходимия резултат.

Сравнявайки разкъсването с еднакво популярна технология за увеличаване на производителността като SSD кеширане, трябва да запомните различните принципи на работа на техните алгоритми.

SSD кеширане
Автоматично ниво

Скорост на поява на ефекта
Почти мигновено. Но забележимият ефект е едва след като кешът е „загрял“ (минути до часове)
След събиране на статистика (от 2 часа, в идеалния случай на ден) плюс време за преместване на данните

Времетраене на ефекта
Докато данните не бъдат заменени с нова част (минути-часове)
Докато данните са в търсене (XNUMX часа или повече)

Индикации за употреба
Незабавни краткосрочни печалби в производителността (бази данни, среди за виртуализация)
Повишена производителност за дълъг период от време (файлови, уеб, пощенски сървъри)

Също така, една от характеристиките на подреждането е възможността да се използва не само за сценарии като „SSD + HDD“, но също така и „бърз HDD + бавен HDD“ или дори и трите нива, което по същество е невъзможно при използване на SSD кеширане.

Тестване

За да тестваме ефективността на алгоритмите за подреждане, проведохме прост тест. Създаден е пул от две нива SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1), върху който е поставен том с политика „минимално ниво“. Тези. Данните винаги трябва да се намират на бавни дискове.

Интерфейсът за управление ясно показва разположението на данните между нивата

След като запълнихме обема с данни, променихме политиката за разположение на Auto Tiering и проведохме теста на IOmeter.

След няколко часа тестване, когато системата успя да натрупа статистика, процесът на преместване започна.

След приключване на движението на данните, нашият тестов обем напълно „обхожда“ до най-високото ниво (SSD).

присъда

Auto Tiering е прекрасна технология, която ви позволява да увеличите производителността на система за съхранение с минимални разходи за материали и време чрез по-интензивно използване на високоскоростни устройства. Приложено към Ксан единствената инвестиция е лиценз, който се закупува веднъж завинаги без ограничения в обем/брой дискове/рафтове/т.н. Тази функционалност е оборудвана с толкова богати настройки, че може да задоволи почти всяка бизнес задача. А визуализацията на процесите в интерфейса ще ви позволи ефективно да управлявате устройството.

Източник: www.habr.com