Soovitused AFA AccelStori seadistamiseks VMware vSphere'i kasutamisel

Käesolevas artiklis soovime rääkida AccelStori All Flash mälude tööspetsiifikast ühe populaarseima virtualiseerimisplatvormiga – VMware vSphere. Täpsemalt keskendume neile parameetritele, mis aitavad saavutada maksimaalset efektiivsust sellise võimsa tööriista nagu All Flash kasutamisel.

AccelStor NeoSapphire™ All Flash mälud on üks või kaks nodaalseadmed SSD salvestusseadmete baasil, mis tuginevad põhimõtteliselt erinevale lähenemisele andmete salvestamise kontseptsioonile ja sellele juurdepääsu korraldamisele, kasutades omaenda tehnoloogiat FlexiRemap® asemel laialt levinud RAID algoritmid. Mälud pakuvad blokitasemel juurdepääsu hostidele Fibre Channeli või iSCSI liideste kaudu. Aususe nimel tuleb märkida, et iSCSI liidese mudelitel on ka failijuurdepääs meeldiva boonuse näol. Kuid selles artiklis keskendume blokkiprotokollide kasutamisele, kuna need on All Flash jaoks kõige tõhusamad.

Kogu AccelStori mälude juurutamise ja hilisema seadistamise protsess VMware vSphere'i virtualiseerimissüsteemiga koostöös võib jagada mitmeks etapiks:

• Ühendustopoloogia rakendamine ja SAN võrgu seadistamine;
• All Flash mälude seadistamine;
• ESXi hostide seadistamine;
• Virtuaalmasinate seadistamine.

Näidetes kasutatud seadmed olid AccelStor NeoSapphire™ mälud Fibre Channel ja iSCSI liidese kaudu. Baasprogrammina kasutati VMware vSphere 6.7U1.

Enne artiklis kirjeldatud süsteemide juurutamist on tungivalt soovitatav tutvuda VMware dokumentatsiooniga, mis käsitleb jõudlust (Performance Best Practices for VMware vSphere 6.7 ) ja iSCSI seadeid (Best Practices For Running VMware vSphere On iSCSI)

Ühendustopoloogia ja SAN võrgu seadistamine

SAN võrgu peamised komponendid on HBA adapterid ESXi hostides, SAN lülitid ja mälud. Tüüpiline sellise võrgu topoloogia näeb välja järgmine:

Selle termini all mõistetakse nii eraldi füüsilist lülitit või lülitite kogumit (Fabric) kui ka erinevate teenuste vahel jagatavat seadet (VSAN Fibre Channeli puhul ja VLAN iSCSI puhul). Kahte sõltumatut lülitit/Fabricit kasutades on võimalik välistada võimalikud rikkepunktid.

Otsene ühendus hostide ja mäluga on küll võimalik, kuid seda ei soovitata. All Flash mälude jõudlus on piisavalt kõrge. Maksimaalse kiiruseni jõudmiseks tuleb kasutada kõiki mälupordi. Seetõttu on vähemalt ühe lüliti olemasolu hostide ja NeoSapphire™ vahel kohustuslik.

Hosti HBA kahe portaali olemasolu on samuti vajalik nõue maksimaalse jõudluse saavutamiseks ja kõrge saadavuse tagamiseks.

Fibre Channeli liidese kasutamisel on vajalik piirkonnastiku seadistamine, et vältida võimalikke kokkupõrkeid algatajatele ja sihtidele. Piirkonnad konstrueeritakse põhimõttel "üks algataja port – üks või mitu mälupordi".

Kui ühendus toimub iSCSI kaudu ja kasutatakse lülitit, mis jagatakse teiste teenuste vahel, on iSCSI liikluse isolatsioon eraldi VLAN-is hädavajalik. Samuti on soovitatav lubada Jumbo Frame'ide tugi (MTU = 9000), et suurendada võrgupakettide suurusi ja seeläbi vähendada edastamise üleliigset teavet. Siiski tuleks meeles pidada, et korrektseks toimimiseks on vajalik muuta MTU parameeter kõikides võrgu komponente ahelas "algataja-lüliti-siht".

All Flash mälude seadistamine

Mälu tarnitakse klientidele juba moodustatud gruppidega. FlexiRemap®. Seetõttu ei ole vajalik võtmise ühise struktuuri loomine. Piisab lihtsalt vajaliku suuruse ja piisava arvu mahu loomise.

Mugavuse huvides on olemas funktsioon mitme määratud mahuga mahuka loomine korraga. Vaikimisi luuakse "peened" mahud, kuna see võimaldab hoida salvestusruumi tõhusamalt (sealhulgas Space Reclamation toetuse tõttu). Jõudluse osas ei ületa "peenete" ja "paksude" mahude vahe 1%. Kuid kui vajalik on mälust maksimumi võtta, saab alati konverteerida ükskõik millise "peene" mahu "paksuks". Tuleb siiski meeles pidada, et see toiming on pöördumatu.

Seejärel jääb üle vaid loodud mahtude "avalikustamine" ning nendele juurdepääsuõiguste seadmine hostide poolt, kasutades ACL-i (IP-aadressid iSCSI jaoks ja WWPN FC jaoks) ning füüsilist jagamist via portide kaudu salvestusseadmest. iSCSI mudelite puhul tehakse see sihtkoha loomise kaudu.

FC mudelite puhul toimub avalikustamine LUNi loomise kaudu iga salvestusseadmest välja mineva porta jaoks.

Seadistamise protsessi kiirendamiseks saab hoste grupeerida. Samuti, kui hostis kasutatakse mitmeporti FC HBA-d (mis on praktikas kõige sagedasem), tuvastab süsteem automaatselt, et sellise HBA portide numbrid kuuluvad ühte hosti, tänu WWPN-ile, mis erineb ühest. Samuti toetatakse mõlema liidese jaoks sihtkohtade/LUNide sõlmimist grupiviisiliselt.

Olulise märkuse kohaselt, kui kasutatakse iSCSI liidest, tuleb mahtude jaoks luua mitu sihtkohta, et suurendada jõudlust, kuna sihtkohal ei saa järjekorda muuta ja see muutub tõeliseks kitsaskohaks.

ESXi hostide seadistamine

ESXi hostide poolt toimub põhiseadistamine täiesti ootuspärasel viisil. Järjekord tegevusteks iSCSI ühenduse jaoks:

1. Lisa Software iSCSI adapter (ei ole vajalik, kui see on juba lisatud, või kui kasutatakse Hardware iSCSI adapterit);
2. Loo vSwitch, mille kaudu läbib iSCSI liiklus, ja lisa sinna füüsilised uplinkid ja VMkernal;
3. Lisa dünaamilisse avastamisse salvestusseadmest IP-aadressid;
4. Loo Datastore

Mõned olulised märkused:

• Üldiselt saab kasutada ka olemasolevat vSwitchi, kuid eraldi vSwitchi korral on hosti seadistuste haldamine oluliselt lihtsam.
• Management liiklus tuleb eraldada iSCSI-st eraldi füüsiliste linkide ja/või VLANidega, et vältida jõudlusprobleeme.
• VMkernali ja vastavate All Flash salvestusseadmest portide IP-aadressid peavad olema sama alamvõrgu piirides, taas jõudlusprobleemide vältimiseks.
• VMware reeglite kohaselt peab vSwitchil olema vähemalt kaks füüsilist uplinki, et tagada tõrgeteta toimimine.
• Kui kasutatakse Jumbo Frames'i, tuleb MTU muuta nii vSwitchil kui ka VMkernalil.
• Ei ole üleliigne meenutada, et vastavalt VMware soovitustele füüsiliste adapterite osas, mida kasutatakse iSCSI liikluse jaoks, tuleb kindlasti seadistada Teaming and Failover. Eelkõige peab iga VMkernel töötama ainult ühe uplinki kaudu, teine uplink tuleb seada unused režiimi. Tõrkekindluse tagamiseks on vajalik lisada kaks VMkernelit, millest igaüks töötab oma uplinki kaudu.

VMkernel Adapter (vmk#)
Füüsiline võrguaadapter (vmnic#)

vmk1 (Storage01)
Aktiivsed adapterid
vmnic2
Kasutamata adapterid
vmnic3

vmk2 (Storage02)
Aktiivsed adapterid
vmnic3
Kasutamata adapterid
vmnic2

Fibre Channeli kaudu ühendamiseks ei ole eelnevaid tegevusi vajalik. Saate kohe alustada Datastore'i loomist.

Pärast Datastore'i loomist tuleb veenduda, et kasutatakse Round Robin poliitikat siht-/LUN teede jaoks, kuna see on kõige tõhusam.

Vaikimisi on VMware seadistustes ette nähtud, et see poliitika töötab skeemi järgi: 1000 päringut esimese tee kaudu, järgmised 1000 päringut teise tee kaudu jne. Selline hosti koostöö kahe kontrolleriga salvestusseadmest ei ole tasakaalus. Seetõttu soovitame seadistada Round Robin policy = 1 läbi Esxcli/PowerCLI.

Parameetrid

Esxcli jaoks:

• Kuvage saadaval LUN-id

esxcli storage nmp device list

• Kopeerige seadme nimi
• Muutke Round Robin poliitikat

esxcli storage nmp psp roundrobin deviceconfig set —type=iops —iops=1 —device=„Device_ID“

Enamik tänapäeva rakendusi on projekteeritud suurte andmepakkide vahetamiseks, et maksimeerida läbilaskvust ja vähendada keskprotsessorile langevat koormust. Seetõttu edastab ESXi vaikimisi sisse-/väljundeid salvestusseadmest kuni 32767 KB suurustes partii. Siiski on mõnede stsenaariumite korral väiksemate partii vahetamine tõhusam. AccelStori salvestusseadmete puhul on need stsenaariumid:

• Virtuaalne masin kasutab UEFI asemel Legacy BIOS-i
• Kasutatakse vSphere Replication'i

Selliste stsenaariumite korral on soovitatav muuta parameetri Disk.DiskMaxIOSize väärtust 4096-ks.

iSCSI ühenduste jaoks on soovitatav muuta Login Timeout parameeter 30-ks (vaikimisi 5), et suurendada ühenduse stabiilsust ning väljalülitada kinnituste kinnitatud pakettide viivitus DelayedAck. Mõlemad valikud asuvad vSphere Client'is: Host → Configure → Storage → Storage Adapters → Advanced Options iSCSI adapteri jaoks.

Oluline aspekt on andmekaupluste jaoks kasutatavate mahtude arv. Loomulikult tekib haldamise lihtsustamiseks soov luua üks suur maht kogu riistvara mahutavuse jaoks. Siiski parandab mitme mahu ja vastavalt ka andmekaupluse olemasolu üldiselt jõudlust (järgnevates lõikudes räägime järjekordadest lähemalt). Seetõttu soovitame luua vähemalt kaks mahtu.

Veel hiljuti soovitas VMware piirata virtuaalsete masinate arvu ühel andmekaupluses, et saavutada maksimaalne võimalik jõudlus. Kuid nüüd, eriti VDI laienemise tõttu, ei ole see probleem enam nii aktuaalne. Siiski ei tühista see vana reeglit — jaotada IO-intensiivsed virtuaalsed masinad erinevatesse andmekauplustesse. Optimaalse virtuaalmasinate arvu määramiseks ühes mahus ei ole paremat võimalust kui teha stresseerimise testimine AccelStori All Flash andmesalvestuse masinal oma infrastruktuuri ulatuses.

Virtuaalmasinate seadistamine

Virtuaalmasinate seadistamisel pole erilisi nõudeid, pigem on need üsna tavalised:

• Kasutades võimalikult uut VM versiooni (ühilduvus)
• Olge ettevaatlikud mälu suuruse määramisel tihedas paigutuses virtuaalmasinatel, näiteks VDI-s (sest vaikelikult luuakse sarnase suurusega vahetusfail, mis tarbib kasulikku mahtu ja mõjutab lõpptulemust)
• Kasutage kõige IO osas tõhusamaid adapterite versioone: VMXNET 3 tüüpi võrguadapterit ja PVSCSI tüüpi SCSI adapterit
• Kasutage võimalusel Thick Provision Eager Zeroed tüüpi ketast maksimaalse jõudluse saavutamiseks ja Thin Provisioning ruumikasutuse tõhusaks haldamiseks
• Piirake vajaduse korral mitte-kriitiliste IO masinate tööd Virtual Disk Limit'i abil
• VMware Tools on kohustuslik

Märkused järjekordade kohta

Oote (või Outstanding I/Os) on SCSI käskude sisendi ja väljundi (I/O) päringute arv, mis ootavad töötlemist iga hetkel konkreetse seadme või rakenduse juures. Kui järjekord hakkab üle minema, antakse välja QFULL error, mis väljendub lõpuks latentsuse suurenemisega. Ketaste (spindlisüsteemide) salvestussüsteemide kasutamisel kehtib teoreetiliselt, et mida kõrgem on järjekord, seda suurem on nende tootlikkus. Siiski ei tasu liialdada, kuna nii on lihtne sattuda QFULL-i. All Flash süsteemide puhul on asjad teiselt poolt pisut lihtsamad: nende süsteemil on latentsus järsult madalam ja seega ei ole enamasti vajalik eraldi reguleerida järjekordade suurust. Kuid teiselt poolt, teatud kasutusstsenaariumites (tugev tõuge I/O nõudmiste jaoks teatud virtuaalmasinate jaoks, maksimum tootlikkuse testid jne) on vaja, kui mitte muuta järjekordade parameetreid, siis vähemalt mõista, milliseid näitajaid on võimalik saavutada ja, mis kõige tähtsam, milliste meetoditega.

AccelStori All Flash süsteemil ei ole mingeid piiranguid mahtude või sisendi/väljundi portide osas. Vajadusel võib isegi üksik maht saada kõik süsteemi ressursid. Ainus piirang järjekordade osas on iSCSI sihtpunktidel. Just seetõttu oli vajalik luua mitu (ideaalis kuni 8) sihtpunkti iga mahu jaoks, et seda piirangut ületada. Kordan, et AccelStori süsteemid on väga tõhusad lahendused. Seetõttu tasub kasutada kõiki süsteemi liideseporte maksimaalse kiiruseni jõudmiseks.

ESXi hosti poolelt on olukord täiesti erinev. Ise host rakendab ressursimääramist kõigi osalejate jaoks. Seetõttu on olemas eraldi I/O järjekorrad külastava operatsioonisüsteemi ja HBA jaoks. Külastava operatsioonisüsteemi järjekorrad koosnevad virtuaalse SCSI adapteri ja virtuaalse ketta järjekordadest:

HBA järjekord sõltub konkreetse tüübi/tarnija omadustest:

Virtuaalmasina lõplik tootlikkus määratakse hosti komponentide seas madalaima järjekorra näitaja (Queue Depth limit) alusel.

Nende väärtuste abil saab hinnata neid jõudluse näitajaid, mida me saame erinevates konfiguratsioonides. Näiteks soovime teada teoreetilist jõudlust virtuaalmasinal (ilma blokkide sidumiseta), mille latentsus on 0,5 ms. Sel juhul on selle IOPS = (1,000/latentsus) * Outstanding I/Os (Queue Depth limit)

Näited

Näide 1

• FC Emulex HBA adapter
• Üks VM andmehoidlas
• VMware Paravirtual SCSI adapter

Siin määrab Queue Depth limit Emulex HBA. Seega on IOPS = (1000/0,5)*32 = 64K

Näide 2

• VMware iSCSI tarkvara adapter
• Üks VM andmehoidlas
• VMware Paravirtual SCSI adapter

Siin määrab Queue Depth limit juba Paravirtual SCSI adapter. Seega on IOPS = (1000/0,5)*64 = 128K

Aerkolledžid All Flash seadmed AccelStor (näiteks P710) suudavad tagada 700K IOPS kirjutamise kohta 4K ploki juures. Sellise ploki suuruse puhul on täiesti ilmne, et ainus virtuaalmasin ei suuda sellist seadme koormust toetada. Selleks on vaja 11 (näide 1) või 6 (näide 2) virtuaalmasinat.

Lõpptulemusena, kui kõik kirjeldatud virtuaaldatakeskuse komponendid on õigesti seadistatud, on võimalik saavutada üsna muljetavaldavaid jõudlustulemusi.

4K juhuslik, 70% lugemine/30% kirjutamine

Tegelikult on tõeline maailm palju keerulisem, et kirjeldada seda lihtsa valemiga. Ühel hostil asub alati mitu virtuaalmasinat erinevate konfiguratsioonide ja IO nõudmistega. Samuti peab hosti protsessor tegelema sisend-/väljundiga, mille võimekus ei ole lõpmatu. Seega, et avada sama mudeli P710 tegelikult on vaja kolme hosti. Pluss rakendused, mis töötavad virtuaalmasinates, muudavad samuti olukorda. Seetõttu pakume täpse suuruse hindamiseks kasutada testimisseade tasemel proovimudeleid All Flash seadmed AccelStor klientide infrastruktuuris reaalsete ülesannete põhjal.

Allikas: habr.com