{"id":30402,"date":"2019-10-31T21:35:21","date_gmt":"2019-10-31T18:35:21","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/flexiremap-protiv-raid\/"},"modified":"2019-10-31T21:35:21","modified_gmt":"2019-10-31T18:35:21","slug":"flexiremap-protiv-raid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/flexiremap-protiv-raid","title":{"rendered":"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>RAID-Algorithmen wurden der \u00d6ffentlichkeit bereits 1987 vorgestellt. Bis heute bleiben sie die gefragteste Technologie zum Schutz und zur Beschleunigung des Zugriffs auf Daten im Bereich der Datenspeicherung. Doch das Alter der IT-Technologie, die die 30 Jahre \u00fcberschritten hat, ist eher ein Zeichen von Altern als von Reife. Der Grund daf\u00fcr ist der Fortschritt, der unaufhaltsam neue M\u00f6glichkeiten mit sich bringt. In Zeiten, in denen es praktisch keine anderen Speicherger\u00e4te als HDDs gab, erm\u00f6glichten RAID-Algorithmen eine besonders effiziente Nutzung der vorhandenen Speichermittel. Mit dem Aufkommen von SSDs hat sich die Situation jedoch grundlegend ge\u00e4ndert. Heute stellt RAID bei der Arbeit mit Solid-State-Laufwerken bereits eine \u201eSchnur\u201c f\u00fcr deren Leistung dar. Daher ist ein v\u00f6llig neuer Ansatz f\u00fcr die Arbeit mit SSDs erforderlich, um das volle Potenzial der Geschwindigkeitsmerkmale auszusch\u00f6pfen.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/1633250deaffc822dbd043caa229ea2b.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Neben den offensichtlichen Unterschieden in den Arbeitsprinzipien von HDD und SSD gibt es eine weitere wichtige Eigenschaft dieser Speichermedien: Jede Festplatte kann beliebige Daten mit einer Granularit\u00e4t von einem Block (heutzutage meist 4 KB) \u00fcberschreiben. Bei SSDs hingegen stellt der \u00fcberschreibende Prozess eine deutlich kompliziertere Prozedur dar:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>\u00c4nderungen an den Daten werden an einem neuen Ort kopiert. Dabei bleibt die Granularit\u00e4t zwar gleich \u2013 es handelt sich ebenfalls um einen Block, der aus mehreren Seiten besteht und eine Gr\u00f6\u00dfe von 256 KB bis 4 MB hat. Das hei\u00dft, wenn die gleichen 4 KB ge\u00e4ndert werden, m\u00fcssen auch alle benachbarten Seiten, die einen Block bilden, mitkopiert werden.<\/li>\n<li>\u201eAlte\u201c Bl\u00f6cke werden als nicht verwendet markiert, um sp\u00e4ter vom \u201eM\u00fcllsammler\u201c (Garbage Collector) gel\u00f6scht zu werden.<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/79f6a2a9657171387121b00c956f9034.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Sequentielles Schreiben\/\u00dcberschreiben auf SSDs<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Im Falle des sequentiellen Schreibens\/\u00dcberschreibens spielt diese Funktionsweise der SSDs hinsichtlich ihrer Leistung keine gro\u00dfe Rolle, da sich die Bl\u00f6cke nahe beieinander befinden und der \u201eM\u00fcllsammler\u201c seine Arbeit problemlos im Hintergrund erledigt. In der Praxis, insbesondere im Enterprise-Segment, erfolgt jedoch der Zugriff auf Daten in der Regel zuf\u00e4llig. Diese Daten werden in beliebigen Bereichen der Speichermedien geschrieben.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Je mehr Daten auf eine SSD geschrieben werden, desto schwieriger wird es f\u00fcr den \u201eGarbage Collector\u201c, da die Fragmentierung stark zunimmt. Infolgedessen kommt der Moment, an dem der Reinigungsprozess des Speichers nicht mehr \u201eim Hintergrund\u201c abl\u00e4uft: Die Leistung der SSD sinkt erheblich, da ein signifikanter Teil davon vom Garbage Collector beansprucht wird.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/3374a6b98f220f7c4e4ff75a04565c26.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Der tats\u00e4chliche Speicherort der Daten auf der SSD bei allt\u00e4glicher Nutzung<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Um den Einfluss der Arbeit des \u201eGarbage Collectors\u201c in Abh\u00e4ngigkeit vom Schreibmodus auf das Laufwerk zu veranschaulichen, k\u00f6nnen einfache Tests durchgef\u00fchrt werden: sequentielles und zuf\u00e4lliges Schreiben in 4KB-Bl\u00f6cken auf ein 100GB-Laufwerk. (Quelle \u2013 Unternehmen <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.micron.com\/~\/media\/documents\/products\/technical-marketing-brief\/brief_ssd_effect_data_placement_writes.pdf\">Micron<\/a><\/noindex>)<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/7e3b1f25dd27463d2c7b08ae84ff44b4.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Leistung beim sequentiellen Schreiben<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/9c7d7be5982d6df688cf9481a0e9a826.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Leistung beim zuf\u00e4lligen Schreiben<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Wie aus den Tests hervorgeht, kann der Leistungsabfall mehr als das Doppelte erreichen. Und das ist nur ein einzelnes Laufwerk. Bei der Verwendung von SSDs in einer RAID-Gruppe steigt die Anzahl der Schreibvorg\u00e4nge erheblich, dank der Arbeit mit Parit\u00e4t.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Insgesamt gibt es aufgrund dieser Eigenschaften von SSDs einen Parameter namens Schreibverst\u00e4rkung (write amplification). Dabei handelt es sich um das Verh\u00e4ltnis des Volumens der auf das Laufwerk geschriebenen Daten zu dem Volumen der Daten, die tats\u00e4chlich vom Host gesendet wurden. Und f\u00fcr das beliebteste RAID5 liegt dieser Faktor bei etwa 3,5. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Infolgedessen nutzen Systeme mit klassischem RAID in ihrer Basis nur etwa 10 % ihrer tats\u00e4chlichen Geschwindigkeit und skalieren bei einer Erh\u00f6hung der Anzahl der Laufwerke \u00fcber ein Dutzend hinweg nur geringf\u00fcgig in der Leistung.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Au\u00dferdem ist zu beachten, dass \u00fcberfl\u00fcssige Schreibvorg\u00e4nge nicht nur die Leistung der SSD verringern, sondern auch ihre nicht unbegrenzte Lebensdauer verk\u00fcrzen, wodurch die Lebensdauer des Laufwerks sinkt.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/flexiremap-technology\">Die FlexiRemap\u00ae-Technologie<\/a><\/noindex>, die das Herzst\u00fcck aller AccelStor-Produkte bildet, wurde gerade als Alternative zu klassischen RAID-Algorithmen f\u00fcr die Arbeit mit SSDs entwickelt. Die Innovationskraft der Technologie wird sowohl durch verschiedene Patente und Auszeichnungen (unter anderem auf dem Flash Memory Summit 2016) als auch durch die Ergebnisse unabh\u00e4ngiger Tests (zum Beispiel SPC1) hervorgehoben.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Essenz <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/flexiremap-advantages\">FlexiRemap\u00ae<\/a><\/noindex> besteht darin, alle eingehenden Schreibanfragen, insbesondere vom Typ random, in eine Reihe von Bl\u00f6cken umzuwandeln, die dem Modus der sequenziellen Aufzeichnung aus Sicht des Speichermediums so \u00e4hnlich wie m\u00f6glich ist. Dadurch erfolgt die Aufzeichnung auf SSDs in dem f\u00fcr sie komfortabelsten Modus, und die endg\u00fcltige Leistung \u00fcbertrifft jede klassische RAID-Systeme.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Alle SSDs in AccelStor-Systemen werden in zwei symmetrische Gruppen FlexiRemap\u00ae unterteilt. Die Gruppengr\u00f6\u00dfe h\u00e4ngt vom Modell ab und umfasst 5-11 Speicherger\u00e4te. Zur Ausfallsicherheit innerhalb der Gruppe wird Parit\u00e4t \u00e4hnlich wie bei RAID5 verwendet. Beide Gruppen arbeiten zusammen, um einen gemeinsamen Speicherraum zu bilden. Daher wird die endg\u00fcltige Ausfallsicherheit analog zu einem RAID50-Bereich sein, der aus zwei Gruppen besteht: Das System kann den Ausfall von bis zu zwei SSDs verkraften, jedoch nicht mehr als einer in jeder FlexiRemap\u00ae-Gruppe.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/76adaa3e4a9dbd1394ba18dac79e21e5.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Alle eingehenden Schreibanfragen werden in 4-KB-Bl\u00f6cke aufgeteilt, die im Round-Robin-Modus auf beide Gruppen von FlexiRemap\u00ae geschrieben werden. Dabei f\u00fchrt das System st\u00e4ndig Buch \u00fcber die Nachfrage nach geschriebenen Bl\u00f6cken und versucht, \u00e4hnliche Bl\u00f6cke bei \u00c4nderungen so nah wie m\u00f6glich zueinander zu schreiben. So entsteht eine virtuelle Analogie zu Tiering, wenn man es in den Begriffen von Speichersystemen ausdr\u00fcckt. In diesem Fall wird die Arbeit des Garbage Collectors erheblich erleichtert: Denn ungenutzte Bl\u00f6cke befinden sich st\u00e4ndig in der N\u00e4he.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Es ist erw\u00e4hnenswert, dass <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/modeli-vysokoj-dostupnosti-ha\">AccelStor-Systeme<\/a><\/noindex> im Gegensatz zu den Produkten der Wettbewerber verwenden sie nicht die Funktionalit\u00e4t, eingehende Anfragen im Arbeitsspeicher des Controllers zwischenzuspeichern. Alle eingehenden Datenbl\u00f6cke werden sofort auf SSDs geschrieben. Der Host erh\u00e4lt eine Best\u00e4tigung \u00fcber die erfolgreiche Aufzeichnung erst nach der physischen Ablage der Daten auf den Speichermedien. Im RAM werden nur die Zuordnungstabellen der Bl\u00f6cke auf SSDs zur Beschleunigung des Zugriffs und zur Bestimmung, wo der n\u00e4chste Datenblock geschrieben werden soll, gespeichert. Selbstverst\u00e4ndlich sind zur Zuverl\u00e4ssigkeit Kopien dieser Tabellen auch auf den Speichermedien vorhanden. Infolgedessen ben\u00f6tigen die AccelStor-Systeme keinen Cache-Schutz in Form von Batterie\/Kondensator (obwohl die M\u00f6glichkeit besteht, eine Verbindung zur USV herzustellen \u2013 f\u00fcr ein \u201esanftes\u201c Herunterfahren im Falle von Stromproblemen).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Durch einen solchen Ansatz bei der Datenspeicherung ist der \"M\u00fcllsammler\" tats\u00e4chlich in der Lage, im Hintergrund zu arbeiten, ohne die Geschwindigkeit der Speicherger\u00e4te wesentlich zu beeinflussen, was es letztendlich erm\u00f6glicht, innerhalb des Systems bis zu 90 % der SSD-Leistung zu recyceln. In diesem Zusammenhang liegen die hohen IOPS-Werte der AccelStor-Systeme im Vergleich zu All Flash, die auf RAID-Algorithmen basieren.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Eine weitere wichtige Eigenschaft der Technologie FlexiRemap\u00ae ist die signifikante Reduzierung \u00fcberfl\u00fcssiger Schreiboperationen auf der SSD. Der Faktor der Schreibverst\u00e4rkung (write amplification) f\u00fcr AccelStor-Systeme betr\u00e4gt nur 1,3, was in allgemein verst\u00e4ndlicher Sprache bedeutet, dass die Lebensdauer der Speicherger\u00e4te im Vergleich zu RAID5 um mehr als das 2,5-Fache verl\u00e4ngert wird! <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/c503ed537aed33aa0e1e98595ed020a2.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Dank der stetigen Kontrolle des Systems \u00fcber die Richtlinien zur Datenplatzierung auf der SSD verschlei\u00dfen alle Speicherger\u00e4te gleichm\u00e4\u00dfig. Dieser Ansatz erm\u00f6glicht es, ihre Lebensdauer zu prognostizieren und dem Administrator rechtzeitig ein Signal \u00fcber das Erreichen der Schreibressourcen zu senden.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Es ist klar, dass SSDs ausfallen k\u00f6nnen. In diesem Fall beginnt das System sofort mit dem Rebuild auf eine der Hot-Spare-Festplatten. Dabei wechselt die Gruppe FlexiRemap\u00ae, die sich im Zustand \"degraded\" befindet, in den \"Nur-Lesen\"-Modus, w\u00e4hrend alle Schreibanforderungen an die zweite Gruppe geleitet werden. Ein solcher Schutzmechanismus ist vorgesehen, um die Rebuild-Operation zu beschleunigen und die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls einer weiteren Festplatte in derselben Gruppe zu verringern. Denn es ist kein Geheimnis, dass w\u00e4hrend eines Rebuilds alle Festplatten in der Gruppe aufgrund von Interferenzen zwischen Lese-, Schreib- und Wiederherstellungsoperationen auf dem Hot Spare einer erh\u00f6hten Belastung ausgesetzt sind. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass eine weitere Festplatte ausf\u00e4llt. Je mehr Schreiboperationen durchgef\u00fchrt werden, desto l\u00e4nger dauert der Rebuild. <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"\ud83e\udd47Sonata \u2014 SIP-Provisionierungsserver | ProHoster\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/c6389348c25427854ae24a17da9b89a7.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Nach Abschluss des Wiederherstellungsprozesses und der R\u00fcckkehr der FlexiRemap\u00ae-Gruppe in den Normalzustand entsteht eine kleine Ungleichheit in den Schreibressourcen zwischen den beiden Gruppen. Daher werden die nachfolgenden Schreiboperationen h\u00e4ufiger der wiederhergestellten Gruppe zugeordnet (nat\u00fcrlich so kalkuliert, dass die Gesamtleistung des Systems nicht stark leidet).<\/p>\n<p><\/p>\n<blockquote><p>Die Leistungssteigerung von All-Flash-Systemen, die auf RAID-Algorithmen basieren, \u00fcber bestimmte Werte (~280K IOPS@4K zuf\u00e4lliger Schreibvorgang) hinaus ist selbst bei Verwendung komplexer Cache-Systeme nicht m\u00f6glich. Die Technologie FlexiRemap\u00ae, dank eines v\u00f6llig anderen Ansatzes zur Organisation des Speicherraums, \u00fcberwindet nicht nur diese Barriere m\u00fchelos, sondern verl\u00e4ngert auch die Lebensdauer von SSDs um ein Vielfaches. Somit bieten Systeme <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\">AccelStor<\/a><\/noindex> ernsthafte Vorteile unter All-Flash-Arrays in vielen Bereichen (IOPS\/$, GB\/$, TCO, ROI), wodurch sie ideale Kandidaten f\u00fcr Schl\u00fcsselpositionen in den Rechenzentren der Kunden zur L\u00f6sung ressourcenintensiver Aufgaben werden.<\/p><\/blockquote>\n<p>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/accelstor\/blog\/445336\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0410\u043b\u0433\u043e\u0440\u0438\u0442\u043c\u044b RAID \u0431\u044b\u043b\u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u044b \u043e\u0431\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0435\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432 \u0434\u0430\u043b\u0435\u043a\u043e\u043c 1987 \u0433\u043e\u0434\u0443. \u041f\u043e \u0441\u0435\u0439 \u0434\u0435\u043d\u044c \u043e\u043d\u0438 \u043e\u0441\u0442\u0430\u044e\u0442\u0441\u044f \u043d\u0430\u0438\u0431\u043e\u043b\u0435\u0435 \u0432\u043e\u0441\u0442\u0440\u0435\u0431\u043e\u0432\u0430\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0435\u0439 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u044b \u0438 \u0443\u0441\u043a\u043e\u0440\u0435\u043d\u0438\u044f \u0434\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f\u0430 \u043a \u0434\u0430\u043d\u043d\u044b\u043c \u0432 \u0441\u0444\u0435\u0440\u0435 \u0445\u0440\u0430\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f \u0438\u043d\u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0446\u0438\u0438. \u041d\u043e \u0432\u043e\u0437\u0440\u0430\u0441\u0442 IT \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0438, \u043f\u0435\u0440\u0435\u0448\u0430\u0433\u043d\u0443\u0432\u0448\u0435\u0439 30-\u0442\u0438 \u043b\u0435\u0442\u043d\u0438\u0439 \u0440\u0443\u0431\u0435\u0436, \u2013 \u044d\u0442\u043e \u0441\u043a\u043e\u0440\u0435\u0435 \u043d\u0435 \u0437\u0440\u0435\u043b\u043e\u0441\u0442\u044c, \u0430 \u0443\u0436\u0435 \u0441\u0442\u0430\u0440\u043e\u0441\u0442\u044c. \u041f\u0440\u0438\u0447\u0438\u043d\u043e\u0439 \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0435\u0441\u0441, \u043d\u0435\u0443\u043c\u043e\u043b\u0438\u043c\u043e \u043d\u0435\u0441\u0443\u0449\u0438\u0439 \u0432 \u0441\u0435\u0431\u0435 \u043d\u043e\u0432\u044b\u0435 \u0432\u043e\u0437\u043c\u043e\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438. \u0412\u043e \u0432\u0440\u0435\u043c\u0435\u043d\u0430, \u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":22403,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-30402","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t<!-- All in One SEO 5.0.1.1 - 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