Teknologioj por plibonigi rendimenton bazitan sur la uzo de SSD-oj kaj vaste uzataj en stokaj sistemoj estas delonge inventitaj. Antaŭ ĉio, ĝi estas la uzo de SSD kiel stokado, kiu estas 100% efika, sed multekosta. Tial oni uzas lacigajn kaj kaŝmemorteknologiojn, kie SSD-oj estas uzataj nur por la plej popularaj ("varmaj") datumoj. Tiering estas bona por scenaroj de longtempa (tagoj-semajnoj) uzo de "varmaj" datumoj. Kaŝmemoro, male, estas por mallongdaŭra (minutoj-horoj) uzo. Ambaŭ ĉi tiuj opcioj estas efektivigitaj en la stokada sistemo . En ĉi tiu artikolo ni rigardos la efektivigon de la dua algoritmo - .
La esenco de SSD-kaŝmemorteknologio estas la uzo de SSD-oj kiel meza kaŝmemoro inter malmolaj diskoj kaj la RAM de la regilo. La rendimento de la SSD estas, kompreneble, pli malalta ol la rendimento de la propra kaŝmemoro de la regilo, sed la volumeno estas grandordo pli alta. Tial ni ricevas certan kompromison inter rapideco kaj volumo.
Indikoj por uzi SSD-kaŝmemoron por legado:
- La superrego de legaj operacioj super skribaj operacioj (plej ofte tipa por datumbazoj kaj TTT-aplikoj);
- La ĉeesto de botelkolo en la formo de agado de la malmola disko tabelo;
- La kvanto de postulataj datumoj estas malpli ol la grandeco de la SSD-kaŝmemoro.
La indikoj por uzi SSD-kaŝmemoron de legado kaj skribo estas la samaj, krom la naturo de la operacioj - miksita tipo (ekzemple, dosierservilo).
Plej multaj stokaj vendistoj uzas nurlegeblan SSD-kaŝmemoron en siaj produktoj. La fundamenta diferenco Ili disponigas la kapablon uzi la kaŝmemoron ankaŭ por skribi. Por aktivigi la SSD-kaŝmemorfunkcion en QSAN-stokaj sistemoj, vi devas aĉeti apartan permesilon (provizitan elektronike).
La SSD-kaŝmemoro en XCubeSAN estas fizike efektivigita en la formo de apartaj SSD-kaŝmemoroj. Povas esti ĝis kvar el ili en la sistemo. Ĉiu naĝejo, kompreneble, uzas sian propran aron de SSDoj. Kaj jam en la propraĵoj de la virtuala disko ni determinas ĉu ĝi uzos kaŝmemoron kaj kiu. Ebligi kaj malŝalti kaŝmemoruzon por volumoj povas esti farita interrete sen ĉesigi I/O. Vi ankaŭ povas varme aldoni SSD-ojn al la naĝejo kaj forigi ilin de tie. Kiam vi kreas SSD-an kaŝmemoron, vi devas elekti en kia reĝimo ĝi funkcios: nur legado aŭ legado+skribo. Ĝia fizika organizo dependas de tio. Ĉar povas ekzisti pluraj kaŝmemorgrupoj, ilia funkcieco povas esti malsama (t.e., la sistemo povas havi ambaŭ legi kaj legi+skribi kaŝmemorgrupojn samtempe).
Se estas uzata nurlegebla kaŝmemoro, ĝi povas konsisti el 1-8 SSD-oj. Diskoj ne devas esti de la sama kapacito kaj la sama vendisto, ĉar ili estas kombinitaj en NRAID+-strukturon. Ĉiuj SSD-oj en la naĝejo estas dividitaj. La sistemo sendepende provas paraleligi envenantajn petojn inter ĉiuj SSD-oj por atingi maksimuman rendimenton. Se unu el la SSD-oj malsukcesos, nenio malbona okazos: finfine, la kaŝmemoro enhavas nur kopion de la datumoj stokitaj sur la aro de malmolaj diskoj. Estas nur, ke la kvanto de disponebla SSD-kaŝmemoro malpliiĝos (aŭ fariĝos nulo se vi uzas la originan SSD-kaŝmemoron de unu disko).
Se la kaŝmemoro estas uzata por legado + skriba operacioj, tiam la nombro da SSD-oj en la naĝejo devus esti oblo de du, ĉar la enhavo estas spegulita sur paroj da diskoj (la NRAID 1+ strukturo estas uzata). Duobligi la kaŝmemoron necesas ĉar ĝi povas enhavi datumojn, kiuj ankoraŭ ne estis skribitaj al la malmolaj diskoj. Kaj en ĉi tiu kazo, malsukceso de la SSD de la kaŝmemoro kondukus al perdo de informoj. En la kazo de NRAID 1+, malsukceso de la SSD simple kondukos al la kaŝmemoro translokigita al nurlegebla stato, kun neskribitaj datumoj forĵetitaj sur la durdiskan tabelon. Post anstataŭigi la misan SSD, la kaŝmemoro revenos al sia originala operacia reĝimo. Cetere, por pli granda sekureco, vi povas asigni dediĉitajn varmajn rezervaĵojn al kaŝmemoro de legado kaj skribo.
Kiam vi uzas la SSD-kaŝmemorfunkcion en XCubeSAN, ekzistas kelkaj postuloj por la kvanto de memoro de stokadregiloj: ju pli da sistema memoro, des pli granda la kaŝmemoro estos disponebla.
Male al plej multaj fabrikistoj de stokadsistemoj, kiuj nur ofertas eblon por ŝalti/malŝalti la SSD-kaŝmemoron, QSAN disponigas pli da ebloj. Aparte, vi povas elekti la kaŝmemoran operaciumon depende de la naturo de la ŝarĝo. Estas tri antaŭfiksitaj ŝablonoj, kiuj plej proksime en sia funkciado al la respondaj servoj: datumbazo, dosiersistemo, retservo. Krome, la administranto povas krei sian propran profilon fiksante la bezonatajn parametrajn valorojn:
- Grando de bloko (Kaŝmemorgrandeco de bloko) - 1/2/4 MB
- Nombro da petoj por legi blokon por ke ĝi estu kopiita al la kaŝmemoro (Populate-on-Lead Threshold) - 1..4
- Nombro da petoj por skribi blokon por ke ĝi estu kopiita al la kaŝmemoro (Populate-on-Write Threshold) - 0..4
Profiloj povas esti ŝanĝitaj sur la flugo, sed, kompreneble, kun la enhavo de la kaŝmemoro rekomencigita kaj ĝia nova "varmiĝo".
Konsiderante la principon de funkciado de la SSD-kaŝmemoro, ni povas reliefigi la ĉefajn operaciojn kiam vi laboras kun ĝi:
Legante datumojn kiam ĝi ne estas en la kaŝmemoro
- Peto de la gastiganto alvenas al la regilo;
- Ĉar la petitaj ne estas en la SSD-kaŝmemoro, ili estas legitaj el la malmolaj diskoj;
- La legitaj datumoj estas senditaj al la gastiganto. Samtempe, kontrolo estas farita por vidi ĉu ĉi tiuj blokoj estas "varmaj";
- Se jes, tiam ili estas kopiitaj al la SSD-kaŝmemoro por plua uzo.
Legu datumojn kiam ĝi ĉeestas en la kaŝmemoro
- Peto de la gastiganto alvenas al la regilo;
- Ĉar la petitaj datumoj estas en la SSD-kaŝmemoro, ĝi estas legita de tie;
- La legitaj datumoj estas senditaj al la gastiganto.
Skribante datumojn kiam oni uzas legitan kaŝmemoron
- Skriba peto de la gastiganto alvenas al la regilo;
- Datumoj estas skribitaj al malmolaj diskoj;
- Respondo indikanta sukcesan registradon estas resendita al la gastiganto;
- Samtempe, oni kontrolas ĉu la bloko estas "varma" (la parametro Populate-on-Write Threshold estas komparata). Se jes, tiam ĝi estas kopiita al la SSD-kaŝmemoro por posta uzo.
Skribante datumojn kiam oni uzas legan+skriban kaŝmemoron
- Skriba peto de la gastiganto alvenas al la regilo;
- Datumoj estas skribitaj al la SSD-kaŝmemoro;
- Respondo indikanta sukcesan registradon estas resendita al la gastiganto;
- Datumoj de la SSD-kaŝmemoro estas skribitaj al malmolaj diskoj en la fono;
Kontrolu en ago
Testbenko
2 serviloj (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) estas konektitaj per du havenoj per Fibre Channel 16G rekte al la stokadsistemo XCubeSAN XS5224D (16GB RAM/regilo).
Ni uzis 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, kombinita en RAID5 (15+1), por la datuma tabelo kaj 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100GB, SASs as cache12Gb
2 volumoj estis kreitaj: unu por ĉiu servilo.
Testo 1. Nurlegebla SSD-kaŝmemoro de 1-8 SSD-oj
SSD-kaŝmemoro
- I/O Tipo: Personigo
- Kaŝmemoro-Bloko Grandeco: 4MB
- Sojlo de legado: 1
- Sojlo de plenigo de skribado: 0
I/O-Ŝablono
- Ilo: IOmeter V1.1.0
- Laboristoj: 1
- Elstara (Vico-Profundo): 128
- Alir Specifoj: 4KB, 100% Legita, 100% Hazarda
En teorio, ju pli da SSD-oj en la kaŝmemoro, des pli alta la rendimento. En la praktiko, ĉi tio estis konfirmita. La nura signifa pliiĝo en la nombro da SSD-oj kun malgranda nombro da volumoj ne kondukas al eksplodema efiko.
Testo 2. SSD-kaŝmemoro en legado + skribreĝimo kun 2-8 SSD-oj
SSD-kaŝmemoro
- I/O Tipo: Personigo
- Kaŝmemoro-Bloko Grandeco: 4MB
- Sojlo de legado: 1
- Sojlo de plenigo de skribado: 1
I/O-Ŝablono
- Ilo: IOmeter V1.1.0
- Laboristoj: 1
- Elstara (Vico-Profundo): 128
- Alir Specifoj: 4KB, 100% Skribo, 100% Hazarda
La sama rezulto: eksploda rendimento kresko kaj skalo dum la nombro da SSD-oj pliiĝas.
En ambaŭ testoj, la kvanto de labordatenoj estis malpli ol la totala kaŝmemorgrandeco. Tial, kun la tempo, ĉiuj blokoj estis kopiitaj al la kaŝmemoro. Kaj la laboro, fakte, jam estis efektivigita per SSD-oj, preskaŭ sen tuŝi malmolajn diskojn. La celo de ĉi tiuj provoj estis klare pruvi la efikecon de varmigi la kaŝmemoron kaj grimpi ĝian agadon depende de la nombro da SSD-oj.
Nun ni revenu al la tero kaj kontrolu pli realisman situacion, kiam la kvanto de datumoj estas pli granda ol la kaŝmemoro. Por ke la testo pasu en akceptebla tempo (la kaŝmemoro-periodo de "varmiĝo" multe pliiĝas kiam la volumena grandeco pliiĝas), ni limigos la volumenan grandecon al 120GB.
Testo 3. Datumbaza emulado
SSD-kaŝmemoro
- I/O-Tipo: datumbazo
- Kaŝmemoro-Bloko Grandeco: 1MB
- Sojlo de legado: 2
- Sojlo de plenigo de skribado: 1
I/O-Ŝablono
- Ilo: IOmeter V1.1.0
- Laboristoj: 1
- Elstara (Vico-Profundo): 128
- Alir Specifoj: 8KB, 67% Legita, 100% Hazarda
Verdikto
La evidenta konkludo, kompreneble, estas la bona efikeco uzi SSD-kaŝmemoron por plibonigi la agadon de iu ajn stokada sistemo. Aplikita al Ĉi tiu deklaro validas plene: la SSD-kaŝmemorfunkcio estas efektivigita perfekte. Ĉi tio koncernas subtenon por legado kaj legado + skribreĝimoj, flekseblajn agordojn por iu ajn uzscenaro, same kiel la ĝeneralan rendimenton de la sistemo entute. Tial, por tre akceptebla kosto (la licenca prezo estas komparebla al la kosto de 1-2 SSD-oj), vi povas signife pliigi ĝeneralan rendimenton.
fonto: www.habr.com