QSAN XCubeSAN স্টোরেজ সিস্টেমে SSD ক্যাশিং এর বাস্তবায়ন

SSD-এর ব্যবহারের উপর ভিত্তি করে পারফরম্যান্সের উন্নতির জন্য প্রযুক্তি এবং স্টোরেজ সিস্টেমে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা হয়েছে। প্রথমত, এটি স্টোরেজ স্পেস হিসাবে এসএসডি ব্যবহার, যা 100% কার্যকর, কিন্তু ব্যয়বহুল। অতএব, ক্লান্তিকর এবং ক্যাশিং প্রযুক্তি ব্যবহার করা হয়, যেখানে SSD শুধুমাত্র সবচেয়ে জনপ্রিয় ("হট") ডেটার জন্য ব্যবহার করা হয়। "হট" ডেটার দীর্ঘমেয়াদী (দিন-সপ্তাহ) ব্যবহারের পরিস্থিতিগুলির জন্য টিয়ারিং ভাল। ক্যাশিং, বিপরীতে, স্বল্প-মেয়াদী (মিনিট-ঘন্টা) ব্যবহারের জন্য। এই দুটি বিকল্পই স্টোরেজ সিস্টেমে প্রয়োগ করা হয় QSAN XCubeSAN. এই নিবন্ধে আমরা দ্বিতীয় অ্যালগরিদমের বাস্তবায়ন দেখব - SSD ক্যাশিং.

SSD ক্যাশিং প্রযুক্তির সারমর্ম হল SSD-এর ব্যবহার হার্ড ড্রাইভ এবং কন্ট্রোলারের RAM-এর মধ্যে মধ্যবর্তী ক্যাশে হিসাবে। SSD-এর কর্মক্ষমতা, অবশ্যই, কন্ট্রোলারের নিজস্ব ক্যাশের পারফরম্যান্সের তুলনায় কম, কিন্তু ভলিউম উচ্চ মাত্রার একটি আদেশ। অতএব, আমরা গতি এবং ভলিউমের মধ্যে একটি নির্দিষ্ট আপস পাই।

পড়ার জন্য SSD ক্যাশে ব্যবহার করার জন্য ইঙ্গিত:

• লেখার ক্রিয়াকলাপের উপর রিড অপারেশনের প্রাধান্য (বেশিরভাগ সময় ডাটাবেস এবং ওয়েব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সাধারণ);
• হার্ড ড্রাইভ অ্যারের কর্মক্ষমতা আকারে একটি বাধা উপস্থিতি;
• প্রয়োজনীয় ডেটার পরিমাণ এসএসডি ক্যাশের আকারের চেয়ে কম।

রিড+রাইট এসএসডি ক্যাশে ব্যবহার করার ইঙ্গিত একই, অপারেশনের প্রকৃতি ছাড়া - মিশ্র ধরনের (উদাহরণস্বরূপ, ফাইল সার্ভার)।

বেশিরভাগ স্টোরেজ বিক্রেতারা তাদের পণ্যগুলিতে শুধুমাত্র-পঠনযোগ্য SSD ক্যাশে ব্যবহার করে। মৌলিক পার্থক্য QSAN তারা পাশাপাশি লেখার জন্য ক্যাশে ব্যবহার করার ক্ষমতা প্রদান করে। QSAN স্টোরেজ সিস্টেমে SSD ক্যাশিং কার্যকারিতা সক্রিয় করতে, আপনাকে অবশ্যই একটি পৃথক লাইসেন্স কিনতে হবে (ইলেকট্রনিকভাবে সরবরাহ করা হয়েছে)।

XCubeSAN-এ SSD ক্যাশে আলাদা SSD ক্যাশে পুলের আকারে বাস্তবায়িত হয়। সিস্টেমে তাদের মধ্যে চারটি পর্যন্ত থাকতে পারে। প্রতিটি পুল, অবশ্যই, নিজস্ব SSD-এর সেট ব্যবহার করে। এবং ইতিমধ্যে ভার্চুয়াল ডিস্কের বৈশিষ্ট্যগুলিতে আমরা নির্ধারণ করি এটি একটি ক্যাশ পুল ব্যবহার করবে কিনা এবং কোনটি। ভলিউমের জন্য ক্যাশে ব্যবহার সক্রিয় এবং নিষ্ক্রিয় করা I/O বন্ধ না করে অনলাইনে করা যেতে পারে। এছাড়াও আপনি পুলে গরম SSD যোগ করতে পারেন এবং সেখান থেকে সরাতে পারেন। একটি SSD ক্যাশে পুল তৈরি করার সময়, এটি কোন মোডে কাজ করবে তা আপনাকে বেছে নিতে হবে: শুধুমাত্র-পঠন বা রিড+রাইট। এর শারীরিক সংগঠন এর উপর নির্ভর করে। যেহেতু বেশ কয়েকটি ক্যাশে পুল থাকতে পারে, তাদের কার্যকারিতা ভিন্ন হতে পারে (অর্থাৎ, সিস্টেমে একই সময়ে পড়া এবং পড়া + লেখা ক্যাশে পুল উভয়ই থাকতে পারে)।

যদি একটি শুধুমাত্র-পঠনযোগ্য ক্যাশে পুল ব্যবহার করা হয়, তাহলে এটি 1-8টি SSD ধারণ করতে পারে। ডিস্কগুলিকে একই ক্ষমতা এবং একই বিক্রেতা হতে হবে না, কারণ সেগুলি একটি NRAID+ কাঠামোতে একত্রিত হয়। পুলের সমস্ত SSD শেয়ার করা হয়৷ সিস্টেমটি স্বাধীনভাবে সর্বাধিক কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য সমস্ত SSD-এর মধ্যে আগত অনুরোধগুলিকে সমান্তরাল করার চেষ্টা করে। যদি এসএসডিগুলির একটি ব্যর্থ হয় তবে খারাপ কিছুই ঘটবে না: সর্বোপরি, ক্যাশে হার্ড ড্রাইভের অ্যারেতে সংরক্ষিত ডেটার একটি অনুলিপি রয়েছে। এটি কেবলমাত্র উপলব্ধ এসএসডি ক্যাশের পরিমাণ হ্রাস পাবে (বা একটি ড্রাইভ থেকে আসল এসএসডি ক্যাশে ব্যবহার করলে শূন্য হয়ে যাবে)।

যদি ক্যাশে রিড + রাইট অপারেশনের জন্য ব্যবহার করা হয়, তাহলে পুলে SSD-এর সংখ্যা দুইটির একাধিক হওয়া উচিত, যেহেতু বিষয়বস্তুগুলি জোড়া ড্রাইভে মিরর করা হয় (NRAID 1+ কাঠামো ব্যবহার করা হয়)। ক্যাশে নকল করা প্রয়োজন কারণ এতে এমন ডেটা থাকতে পারে যা এখনও হার্ড ড্রাইভে লেখা হয়নি। এবং এই ক্ষেত্রে, ক্যাশে পুল থেকে SSD-এর ব্যর্থতা তথ্যের ক্ষতির দিকে পরিচালিত করবে। NRAID 1+ এর ক্ষেত্রে, SSD-এর ব্যর্থতার ফলে ক্যাশে কেবলমাত্র পঠনযোগ্য অবস্থায় স্থানান্তরিত হবে, অলিখিত ডেটা হার্ড ড্রাইভ অ্যারেতে ডাম্প করা হবে। ত্রুটিপূর্ণ SSD প্রতিস্থাপন করার পরে, ক্যাশে তার আসল অপারেটিং মোডে ফিরে আসবে। যাইহোক, অধিকতর নিরাপত্তার জন্য, আপনি একটি রিড + রাইট ক্যাশে ডেডিকেটেড হট স্পেয়ার বরাদ্দ করতে পারেন।

XCubeSAN-এ SSD ক্যাশিং ফাংশন ব্যবহার করার সময়, স্টোরেজ কন্ট্রোলারের মেমরির পরিমাণের জন্য অনেকগুলি প্রয়োজনীয়তা রয়েছে: যত বেশি সিস্টেম মেমরি, তত বড় ক্যাশে পুল উপলব্ধ হবে।

বেশিরভাগ স্টোরেজ সিস্টেম নির্মাতাদের বিপরীতে, যারা শুধুমাত্র SSD ক্যাশে চালু/বন্ধ করার বিকল্প অফার করে, QSAN আরও বিকল্প প্রদান করে। বিশেষ করে, আপনি লোডের প্রকৃতির উপর নির্ভর করে ক্যাশে অপারেটিং মোড নির্বাচন করতে পারেন। তিনটি প্রিসেট টেমপ্লেট রয়েছে যা সংশ্লিষ্ট পরিষেবাগুলির সাথে তাদের ক্রিয়াকলাপের সবচেয়ে কাছাকাছি: ডাটাবেস, ফাইল সিস্টেম, ওয়েব পরিষেবা৷ উপরন্তু, প্রশাসক প্রয়োজনীয় প্যারামিটার মান সেট করে তার নিজস্ব প্রোফাইল তৈরি করতে পারেন:

• ব্লক সাইজ (ক্যাশে ব্লক সাইজ) – 1/2/4 MB
• একটি ব্লক পড়ার অনুরোধের সংখ্যা যাতে এটি ক্যাশে অনুলিপি করা হয় (পপুলেট-অন-রিড থ্রেশহোল্ড) – 1..4
• একটি ব্লক লেখার অনুরোধের সংখ্যা যাতে এটি ক্যাশে অনুলিপি করা হয় (পপুলেট-অন-রাইট থ্রেশহোল্ড) – 0..4

প্রোফাইলগুলি ফ্লাইতে পরিবর্তন করা যেতে পারে, তবে অবশ্যই, ক্যাশে রিসেটের বিষয়বস্তু এবং এর নতুন "ওয়ার্মিং আপ" সহ।

এসএসডি ক্যাশে পরিচালনার নীতি বিবেচনা করে, আমরা এটির সাথে কাজ করার সময় প্রধান ক্রিয়াকলাপগুলি হাইলাইট করতে পারি:

• ক্যাশে না থাকা অবস্থায় ডেটা পড়া;
• ক্যাশে উপস্থিত থাকলে ডেটা পড়ুন;
• রিড ক্যাশে ব্যবহার করার সময় ডেটা লেখা;
• রিড + রাইট ক্যাশে ব্যবহার করার সময় ডেটা লেখা।

ক্যাশে না থাকা অবস্থায় ডেটা পড়া

1. হোস্ট থেকে একটি অনুরোধ নিয়ামকের কাছে আসে;
2. যেহেতু অনুরোধ করাগুলি SSD ক্যাশে নেই, সেগুলি হার্ড ড্রাইভ থেকে পড়া হয়;
3. পঠিত ডেটা হোস্টে পাঠানো হয়। একই সময়ে, এই ব্লকগুলি "গরম" কিনা তা দেখতে একটি পরীক্ষা করা হয়;
4. যদি হ্যাঁ, তাহলে সেগুলি আরও ব্যবহারের জন্য SSD ক্যাশে কপি করা হয়।

এটি ক্যাশে উপস্থিত থাকলে ডেটা পড়ুন

1. হোস্ট থেকে একটি অনুরোধ নিয়ামকের কাছে আসে;
2. যেহেতু অনুরোধ করা ডেটা এসএসডি ক্যাশে রয়েছে, তাই এটি সেখান থেকে পড়া হয়;
3. পঠিত ডেটা হোস্টে পাঠানো হয়।

রিড ক্যাশে ব্যবহার করার সময় ডেটা লেখা

1. হোস্ট থেকে একটি লিখিত অনুরোধ নিয়ামকের কাছে আসে;
2. ডাটা হার্ড ড্রাইভে লেখা হয়;
3. সফল রেকর্ডিং নির্দেশ করে একটি প্রতিক্রিয়া হোস্টে ফেরত দেওয়া হয়;
4. একই সময়ে, ব্লকটি "হট" কিনা তা পরীক্ষা করা হয় (পপুলেট-অন-রাইট থ্রেশহোল্ড প্যারামিটার তুলনা করা হয়)। যদি হ্যাঁ, তাহলে পরবর্তীতে ব্যবহারের জন্য এটি SSD ক্যাশে কপি করা হয়।

রিড+রাইট ক্যাশে ব্যবহার করার সময় ডেটা লেখা

1. হোস্ট থেকে একটি লিখিত অনুরোধ নিয়ামকের কাছে আসে;
2. ডেটা SSD ক্যাশে লেখা হয়;
3. সফল রেকর্ডিং নির্দেশ করে একটি প্রতিক্রিয়া হোস্টে ফেরত দেওয়া হয়;
4. SSD ক্যাশে থেকে ডেটা পটভূমিতে হার্ড ড্রাইভে লেখা হয়;

কর্মে চেক করুন

পরীক্ষা স্ট্যান্ড

2 সার্ভার (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) দুটি পোর্ট দ্বারা ফাইবার চ্যানেল 16G এর মাধ্যমে সরাসরি XCubeSAN XS5224D স্টোরেজ সিস্টেমে (16GB RAM/নিয়ন্ত্রক) সংযুক্ত।

আমরা 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, ডাটা অ্যারের জন্য RAID5 (15+1) তে একত্রিত এবং 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200/100GBs12, SAS,

2 ভলিউম তৈরি করা হয়েছিল: প্রতিটি সার্ভারের জন্য একটি।

পরীক্ষা 1. 1-8 SSD থেকে শুধুমাত্র পঠনযোগ্য SSD ক্যাশে৷

এসএসডি ক্যাশে

• I/O প্রকার: কাস্টমাইজেশন
• ক্যাশে ব্লক সাইজ: 4MB
• পপুলেট-অন-রিড থ্রেশহোল্ড: 1
• পপুলেট-অন-রাইট থ্রেশহোল্ড: 0

I/O প্যাটার্ন

• টুল: IOmeter V1.1.0
• শ্রমিকঃ ৭ জন
• অসামান্য (সারির গভীরতা): 128
• অ্যাক্সেস স্পেসিফিকেশন: 4KB, 100% রিড, 100% র্যান্ডম

তাত্ত্বিকভাবে, ক্যাশে পুলে যত বেশি SSD, কর্মক্ষমতা তত বেশি। অনুশীলনে, এটি নিশ্চিত করা হয়েছে। অল্প সংখ্যক ভলিউম সহ এসএসডি-র সংখ্যায় একমাত্র উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি একটি বিস্ফোরক প্রভাবের দিকে পরিচালিত করে না।

পরীক্ষা 2. 2-8 SSD সহ রিড + রাইট মোডে SSD ক্যাশে৷

এসএসডি ক্যাশে

• I/O প্রকার: কাস্টমাইজেশন
• ক্যাশে ব্লক সাইজ: 4MB
• পপুলেট-অন-রিড থ্রেশহোল্ড: 1
• পপুলেট-অন-রাইট থ্রেশহোল্ড: 1

I/O প্যাটার্ন

• টুল: IOmeter V1.1.0
• শ্রমিকঃ ৭ জন
• অসামান্য (সারির গভীরতা): 128
• অ্যাক্সেস স্পেসিফিকেশন: 4KB, 100% লিখুন, 100% এলোমেলো

একই ফলাফল: SSD সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে বিস্ফোরক কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি এবং স্কেলিং।

উভয় পরীক্ষায়, কাজের ডেটার পরিমাণ মোট ক্যাশে আকারের চেয়ে কম ছিল। অতএব, সময়ের সাথে সাথে, সমস্ত ব্লক ক্যাশে অনুলিপি করা হয়েছিল। এবং কার্যত, কার্যত হার্ড ড্রাইভগুলিকে প্রভাবিত না করে কাজটি ইতিমধ্যে এসএসডি দিয়ে করা হয়েছিল। এই পরীক্ষাগুলির উদ্দেশ্য ছিল SSD-এর সংখ্যার উপর নির্ভর করে ক্যাশে গরম করার এবং এর কার্যকারিতা স্কেল করার কার্যকারিতা স্পষ্টভাবে প্রদর্শন করা।

এখন পৃথিবীতে ফিরে আসা যাক এবং আরও বাস্তবসম্মত পরিস্থিতি পরীক্ষা করা যাক, যখন ডেটার পরিমাণ ক্যাশের আকারের চেয়ে বড় হয়। পরীক্ষাটি যুক্তিসঙ্গত সময়ের মধ্যে পাস করার জন্য (ক্যাশে "ওয়ার্ম-আপ" সময়কাল ভলিউমের আকার বাড়ার সাথে সাথে অনেক বেড়ে যায়), আমরা ভলিউমের আকার 120GB এ সীমাবদ্ধ করব।

পরীক্ষা 3. ডাটাবেস এমুলেশন

এসএসডি ক্যাশে

• I/O প্রকার: ডাটাবেস
• ক্যাশে ব্লক সাইজ: 1MB
• পপুলেট-অন-রিড থ্রেশহোল্ড: 2
• পপুলেট-অন-রাইট থ্রেশহোল্ড: 1

I/O প্যাটার্ন

• টুল: IOmeter V1.1.0
• শ্রমিকঃ ৭ জন
• অসামান্য (সারির গভীরতা): 128
• অ্যাক্সেস স্পেসিফিকেশন: 8KB, 67% রিড, 100% র্যান্ডম

রায়

স্পষ্ট উপসংহার, অবশ্যই, যে কোনো স্টোরেজ সিস্টেমের কর্মক্ষমতা উন্নত করতে একটি SSD ক্যাশে ব্যবহার করার ভাল দক্ষতা। আবেদন করা QSAN XCubeSAN এই বিবৃতিটি সম্পূর্ণরূপে প্রযোজ্য: SSD ক্যাশিং ফাংশনটি পুরোপুরি প্রয়োগ করা হয়েছে। এটি পঠন এবং পঠন + লেখার মোড, যে কোনও ব্যবহারের দৃশ্যের জন্য নমনীয় সেটিংস এবং সেইসাথে সামগ্রিকভাবে সিস্টেমের সামগ্রিক কার্যকারিতার জন্য সমর্থন উদ্বেগ করে। অতএব, খুব যুক্তিসঙ্গত খরচের জন্য (লাইসেন্সের মূল্য 1-2 SSD-এর খরচের সাথে তুলনীয়), আপনি সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করতে পারেন।

উত্স: www.habr.com