Når vi fortsætter med at se på teknologier til at accelerere input/output-operationer anvendt i lagringssystemer, kan vi ikke undgå at berøre den ganske populære funktion som auto tiering. Selvom idéen bag denne funktion er meget lig hos forskellige producenter af lagringssystemer, vil vi se på særpræget ved implementeringen af tiering ved hjælp af .
På trods af mangfoldigheden af data, der opbevares på lagringssystemet, kan disse data opdeles i flere grupper baseret på deres efterspørgsel (brugsfrekvens). For de mest populære ("varme") data er det yderst vigtigt at sikre hurtig adgang, mens behandlingen af mindre efterspurgte ("kolde") data kan udføres med lavere prioritet.
Til organisationen af en sådan struktur anvendes funktionaliteten ved tiering. Datasætterne består i dette tilfælde ikke af homogene diske, men af flere grupper af lagringsenheder, der danner forskellige lag (tier) af opbevaring. Ved hjælp af en særlig algoritme flyttes data automatisk mellem lagene for at sikre maksimal samlet ydeevne.
SAN understøtter op til tre lagringsniveauer:
- Tier 1: SSD, maksimal ydeevne
- Tier 2: HDD SAS 10K/15K, høj ydeevne
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, maksimal kapacitet
Auto Tiering-poolen kan indeholde både alle tre niveauer og kun to i enhver kombination. Inden for hvert Tier samles lagringsenhederne i de velkendte RAID-grupper. For maksimal fleksibilitet kan RAID-niveauet i hvert Tier være forskelligt. Det vil sige, at der for eksempel ikke er noget, der forhindrer opbygningen af en struktur som 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6.
Efter oprettelsen af volumener (virtuel diske) på -poolen begynder den baggrundsmæssige indsamling af statistik over alle input/output-operationer. Til dette formål opdeles pladsen i blokke af 1 GB (de såkaldte sub LUN). Ved hver adgang til en sådan blok tildeles den en koefficient på 1. Derefter, over tid, reduceres denne koefficient. Efter 24 timer, uden input/output-anmodninger til denne blok, vil den allerede være lig med 0,5 og fortsætte med at falde for hver efterfølgende time.
På et bestemt tidspunkt (som standard hver dag ved midnat) rangordnes de indsamlede resultater baseret på aktiviteten af sub LUN ifølge deres koefficienter. Baseret på dette træffes beslutningen om, hvilke blokke der skal flyttes, og i hvilken retning. Derefter finder selve relokeringen af data mellem niveauerne sted.
I Qsan SAN er styringen af tiering-processen fremragende implementeret ved hjælp af mange parametre, hvilket muliggør en meget fleksibel indstilling af den endelige ydeevne for arrayet.
For at bestemme startplaceringen af data og den prioriterede retning for deres flytning anvendes politikker, der er defineret særskilt for hver volumen:
- Auto Tiering – standardpolitikken, hvor den oprindelige placering og retning for bevægelserne bestemmes automatisk, dvs. "varme" data stræber efter det øverste niveau, mens "kolde" data falder ned. Den oprindelige placering vælges baseret på ledig plads på hvert af niveauerne. Men det skal forstås, at systemet primært stræber efter at maksimere brugen af de hurtigste lagringsenheder. Så derfor, hvis der er ledig plads, vil dataene blive placeret på de øverste niveauer. Denne politik er velegnet til de fleste scenarier, hvor det ikke er muligt at forudsige efterspørgslen efter data på forhånd.
- Start med højt, og derefter Auto Tiering – forskellen fra den tidligere ligger kun i den oprindelige data placering (på det hurtigste niveau)
- Maksimalt højt niveau – data stræber altid efter at belægge det hurtigste niveau. Hvis de i løbet af arbejdet flyttes nedad, vil de ved første mulighed blive flyttet tilbage. Denne politik er velegnet til data, der kræver maksimal hurtig adgang.
- Minimumsniveau – data stræber altid efter at belægge det laveste niveau. Denne politik er ideel til sjældent anvendte data (f.eks. arkiver).
- Ingen flytning – systemet bestemmer automatisk den oprindelige placering af dataene og foretager ikke flytningen. Dog fortsætter statistikken med at blive indsamlet i tilfælde af, at der på et senere tidspunkt er behov for relokation.
Det er værd at bemærke, at selvom politikkerne bestemmes ved oprettelsen af hver volumen, kan de ændres flere gange "on the fly" i systemets livscyklus.
Udover politikkerne for hejsesystemet kan frekvensen og tempoet for dataoverførsel mellem niveauerne også justeres. Det er muligt at angive et specifikt tidspunkt for overførsel: dagligt eller på bestemte ugens dage, samt at forkorte intervallet for statistikindsamling til blot et par timer (minimumsintervallet er 2 timer). Hvis der er behov for at begrænse tidsrummet for udførelsen af dataoverførsel, kan der angives tidsrammer (vindue for overførsel). Desuden angives også hastigheden for relokation – 3 tilstande: hurtig, medium, langsom.
I tilfælde af behov for øjeblikkelig relokation af data, er det muligt at udføre dette manuelt når som helst efter anmodning fra administratoren.
Det er tydeligt, at jo oftere og hurtigere dataoverførslerne mellem niveauerne finder sted, desto mere fleksibel vil storage systemet være i forhold til de aktuelle driftsforhold. Men man skal også huske, at overførsel er en yderligere belastning (først og fremmest på diskene), så man skal undgå at "flytte" data unødvendigt. Det er bedre at planlægge overførslerne på tidspunkter med minimal belastning. Hvis storage systemet konstant kræver høj ydeevne i 24/7-driftsmode, bør tempoet for relokation nedsættes til et minimum.
Mængden af indstillinger for hejsesystemet vil uden tvivl glæde avancerede brugere. Men for dem, der står over for en sådan teknologi for første gang, er der intet at frygte. Man kan roligt stole på standardindstillingerne (Auto Tiering-politik, overførsel med maksimal hastighed en gang om dagen om natten) og justere visse parametre for at opnå det ønskede resultat, efterhånden som der indsamles statistik.
Når man sammenligner hejsesystemet med den ikke mindre populære teknologi til forbedring af ydeevnen, som , skal man huske på de forskellige principper for, hvordan deres algoritmer fungerer.
SSD-cache
Auto Tiering
Hastigheden på effekten
Næsten øjeblikkeligt. Men den mærkbare effekt kommer først efter "opvarmning" af cachen (minutter-timer)
Efter indsamling af statistik (fra 2 timer, ideelt set – 24 timer) plus tid til dataoverførsel
Varigheden af effekten
Indtil dataene er blevet overskrevet med en ny mængde (minutter-timer)
Indtil efterspørgslen efter dataene er aktuel (24 timer og mere)
Indikationer for anvendelse
Øjeblikkelig ydeevneforøgelse i en kort periode (database, virtualiseringsmiljøer)
Ydeevneforøgelse i en længere periode (fil-, web- og mailsystemer)
En af funktionerne ved tiering er muligheden for at bruge det ikke kun til SSD + HDD-scenarier, men også til hurtige HDD + langsomme HDD eller endda alle tre niveauer, hvilket i tilfælde af anvendelse af SSD-cache i princippet er umuligt.
Testning
For at teste funktionaliteten af tiering-algoritmerne gennemførte vi en simpel test. Der blev oprettet en pulje af to niveauer SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID 1), hvor vi placerede et volumen med politikken 'minimumsniveau'. Dvs. data skal altid være på de langsomme diske.
Kontrolgrænsefladen viser tydeligt placeringen af data mellem niveauerne
Efter at have fyldt volumen med data, ændrede vi placeringspolitikken til Auto Tiering og startede IOmeter-testen.
Efter flere timers test, hvor systemet kunne indsamle statistik, startede relokationsprocessen.
Efter afslutningen af datamigreringen var vores testvolumen helt 'kravlet' op til det øverste niveau (SSD).
Dom
Auto Tiering – en fremragende teknologi, der med minimale materielle og tidsmæssige omkostninger kan forbedre ydeevnen af lagersystemet ved at udnytte hurtigere lagringsenheder mere intensivt. Relateret til den eneste investering er licensen, som købes én gang for alle uden begrænsning i volumen/antal diske/reoler/etc. Denne funktion er udstyret med så rige indstillinger, at den kan imødekomme næsten ethvert forretningsbehov. Visualiseringen af processerne i grænsefladen muliggør effektiv styring af enheden.
Kilde: habr.com
