Pokračování ve zvažování technologií pro urychlení I/O operací, jak jsou aplikovány na úložné systémy, započaté v , nelze se nepozastavit nad tak velmi populární možností, jako je Auto Tiering. Přestože ideologie této funkce je u různých výrobců úložných systémů velmi podobná, podíváme se na vlastnosti implementace vrstvení na příkladu .
Navzdory rozmanitosti dat uložených na úložných systémech lze stejná data rozdělit do několika skupin na základě jejich náročnosti (frekvence používání). K nejoblíbenějším („horkým“) datům je třeba přistupovat co nejrychleji, zatímco méně používaná („studená“) data mohou být zpracována s nižší prioritou.
K uspořádání takového schématu se používá funkce vrstvení. Datové pole se v tomto případě neskládá z disků stejného typu, ale z několika skupin jednotek, které tvoří různé vrstvy úložiště. Pomocí speciálního algoritmu se data automaticky přesouvají mezi úrovněmi, aby byl zajištěn maximální celkový výkon.
SHD podpora až tří úrovní úložiště:
- Úroveň 1: SSD, maximální výkon
- Tier 2: HDD SAS 10K/15K, vysoký výkon
- Úroveň 3: HDD NL-SAS 7.2K, maximální kapacita
Fond automatického vrstvení může obsahovat všechny tři úrovně nebo pouze dvě v libovolné kombinaci. V rámci každé vrstvy jsou disky sloučeny do známých skupin RAID. Pro maximální flexibilitu se může úroveň pole RAID v každé vrstvě lišit. To znamená, že vám například nic nebrání v uspořádání struktury jako 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Po vytvoření svazků (virtuálních disků) zap pool na něm zahájí sběr statistik o všech I/O operacích na pozadí. K tomu je prostor „rozřezán“ na 1GB bloky (tzv. sub LUN). Pokaždé, když je takový blok zpřístupněn, je mu přiřazen koeficient 1. Poté se v průběhu času tento koeficient snižuje. Pokud po 24 hodinách nebudou pro tento blok žádné požadavky na vstup/výstup, bude se již rovnat 0.5 a bude dále klesat každou další hodinu.
V určitém okamžiku (ve výchozím nastavení každý den o půlnoci) jsou shromážděné výsledky seřazeny podle aktivity pod LUN na základě jejich koeficientů. Na základě toho se rozhodne, které bloky a kterým směrem pohnout. Poté ve skutečnosti dojde k přemístění dat mezi úrovněmi.
Úložný systém Qsan dokonale implementuje řízení procesu vrstvení pomocí mnoha parametrů, což umožňuje velmi flexibilně konfigurovat výsledný výkon pole.
K určení počátečního umístění dat a prioritního směru jejich pohybu se používají zásady, které se nastavují samostatně pro každý svazek:
- Auto Tiering – výchozí politika, počáteční umístění a směr pohybů se určují automaticky, tzn. „horká“ data mají tendenci k nejvyšší úrovni a „studená“ data se pohybují dolů. Počáteční umístění je vybráno na základě dostupného prostoru na každé úrovni. Musíte ale pochopit, že systém se primárně snaží maximálně využít ty nejrychlejší disky. Pokud je tedy volné místo, data budou umístěna na horních úrovních. Tato zásada je vhodná pro většinu scénářů, kde nelze předem předvídat poptávku po datech.
- Začněte s High a poté Auto Tiering – rozdíl od předchozího je pouze v počátečním umístění dat (na nejrychlejší úrovni)
- Nejvyšší úroveň – data se vždy snaží obsadit nejrychlejší úroveň. Pokud jsou během provozu posunuty dolů, pak se co nejdříve přesunou zpět. Tato zásada je vhodná pro data, která vyžadují nejrychlejší možný přístup.
- Minimální úroveň – data mají vždy tendenci zaujímat nejnižší úroveň. Tato zásada je skvělá pro zřídka používaná data (například archivy).
- Žádné stěhování – systém automaticky určí původní umístění dat a nepřesune je. Nadále se však shromažďují statistiky pro případ, že by bylo následně nutné jejich přemístění.
Stojí za zmínku, že zatímco zásady jsou definovány při vytváření každého svazku, lze je během životního cyklu systému opakovaně měnit.
Kromě zásad pro mechanismus vrstvení se konfiguruje také frekvence a tempo přesunu dat mezi úrovněmi. Můžete nastavit konkrétní dobu cesty: denně nebo v určité dny v týdnu a také zkrátit interval sběru statistik na několik hodin (minimální frekvence - 2 hodiny). Pokud potřebujete omezit čas potřebný k dokončení operace přesunu dat, můžete nastavit časový rámec (okno pro přesun). Kromě toho je indikována i rychlost přemístění - 3 režimy: rychlý, střední, pomalý.
V případě potřeby okamžitého přemístění dat je možné jej kdykoliv na příkaz správce provést ručně.
Je jasné, že čím častěji a rychleji se budou data přesouvat mezi úrovněmi, tím flexibilněji se bude systém úložiště přizpůsobovat aktuálním provozním podmínkám. Zároveň však stojí za to pamatovat na to, že přesun je další zátěž (především na disky), takže byste neměli „řídit“ data, pokud to není nezbytně nutné. Je lepší plánovat pohyb v době minimální zátěže. Pokud provoz úložného systému neustále vyžaduje vysoký výkon 24/7, pak se vyplatí snížit míru přemisťování na minimum.
Množství nastavení snímání nepochybně potěší pokročilé uživatele. Kdo se však s takovou technologií setkává poprvé, není se čeho obávat. Je docela možné důvěřovat výchozímu nastavení (politika Auto Tiering, pohyb maximální rychlostí jednou denně v noci) a jak se statistiky hromadí, upravovat určité parametry pro dosažení požadovaného výsledku.
Srovnání trhání s neméně populární technologií pro zvýšení produktivity jako je , měli byste si pamatovat různé provozní principy jejich algoritmů.
SSD mezipaměť
Auto Tiering
Rychlost nástupu účinku
Téměř okamžitě. Ale znatelný efekt je až po „zahřátí“ mezipaměti (minuty až hodiny)
Po sběru statistik (od 2 hodin, ideálně denně) plus čas na přesun dat
Doba trvání účinku
Dokud nebudou data nahrazena novou částí (minuty-hodiny)
Zatímco jsou data požadována (XNUMX hodin nebo více)
Indikace pro použití
Okamžité krátkodobé zvýšení výkonu (databáze, virtualizační prostředí)
Zvýšená produktivita po dlouhou dobu (soubory, web, poštovní servery)
Jednou z vlastností vrstvení je také možnost použití nejen pro scénáře jako „SSD + HDD“, ale také „rychlý HDD + pomalý HDD“ nebo dokonce všechny tři úrovně, což je při použití SSD mezipaměti v podstatě nemožné.
Testování
Abychom otestovali výkon algoritmů vrstvení, provedli jsme jednoduchý test. Byl vytvořen fond dvou úrovní SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1), na který byl umístěn svazek se zásadou „minimální úrovně“. Tito. Data by měla být vždy umístěna na pomalých discích.
Rozhraní pro správu jasně ukazuje umístění dat mezi úrovněmi
Po naplnění objemu daty jsme změnili politiku umístění na Auto Tiering a spustili test IOmeter.
Po několika hodinách testování, kdy byl systém schopen shromažďovat statistiky, začal proces přemístění.
Po dokončení přesunu dat se náš testovací objem zcela „vyšplhal“ na nejvyšší úroveň (SSD).
Verdikt
Auto Tiering je skvělá technologie, která umožňuje zvýšit výkon úložného systému s minimálními materiálovými a časovými náklady díky intenzivnějšímu používání vysokorychlostních pohonů. Aplikován na jedinou investicí je licence, která se kupuje jednou provždy bez omezení na objem/počet disků/polic/atd. Tato funkcionalita je vybavena tak bohatým nastavením, že dokáže uspokojit téměř jakýkoli obchodní úkol. A vizualizace procesů v rozhraní vám umožní efektivně spravovat zařízení.
Zdroj: www.habr.com