SSDen erabileran oinarritutako eta biltegiratze sistemetan oso erabiliak diren errendimendua hobetzeko teknologiak aspaldi asmatuak dira. Lehenik eta behin, SSD biltegiratze espazio gisa erabiltzea da, %100 eraginkorra, baina garestia. Hori dela eta, teknologia nekagarriak eta cacheak erabiltzen dira, non SSDak datu ezagunenetarako ("beroak") soilik erabiltzen diren. Mailaketa ona da datu "beroak" epe luzerako (egunak-aste) erabilerarako. Cachea, aitzitik, epe laburrerako (minutu-ordu) erabiltzeko da. Bi aukera hauek biltegiratze sisteman ezartzen dira . Artikulu honetan bigarren algoritmoaren ezarpena aztertuko dugu - .
SSD caching teknologiaren funtsa SSDak disko gogorren eta kontrolagailuaren RAM arteko tarteko cache gisa erabiltzea da. SSDaren errendimendua, noski, kontrolagailuaren cachearen errendimendua baino txikiagoa da, baina bolumena magnitude ordena handiagoa da. Hori dela eta, abiadura eta bolumenaren arteko nolabaiteko konpromisoa lortzen dugu.
Irakurtzeko SSD cachea erabiltzeko argibideak:
- Irakurketa eragiketen nagusitasuna idazketa eragiketen gainetik (gehienetan datu-baseetarako eta web aplikazioetarako ohikoa);
- Disko gogor-matrizearen errendimendu moduan botila-lepo baten presentzia;
- Beharrezko datu kopurua SSD cachearen tamaina baino txikiagoa da.
Irakurketa+idazketa SSD cachea erabiltzeko adierazpenak berdinak dira, eragiketen izaera izan ezik: mota mistoa (adibidez, fitxategi zerbitzaria).
Biltegiratze-saltzaile gehienek irakurtzeko soilik erabiltzen dute SSD cachea beren produktuetan. Oinarrizko aldea Cachea idazteko ere erabiltzeko gaitasuna ematen dute. QSAN biltegiratze sistemetan SSD caching funtzionaltasuna aktibatzeko, lizentzia bereizi bat erosi behar duzu (elektronikoki hornitua).
XCubeSAN-en SSD cachea fisikoki inplementatzen da SSD cache multzo bereizietan. Gehienez lau egon daitezke sisteman. Igerileku bakoitzak, noski, bere SSD multzo propioa erabiltzen du. Eta dagoeneko disko birtualaren propietateetan cache multzo bat erabiliko duen eta zein den zehazten dugu. Bolumenetarako cachearen erabilera gaitu eta desgaitu sarean egin daiteke I/O gelditu gabe. SSDak igerilekuan beroan gehi ditzakezu eta handik kendu. SSD igerilekuko cachea sortzean, zein modutan funtzionatuko duen aukeratu behar duzu: irakurtzeko soilik edo irakurtzeko+idazteko. Horren araberakoa da bere antolaketa fisikoa. Hainbat cache multzo egon daitezkeenez, haien funtzionalitatea desberdinak izan daitezke (hau da, sistemak irakurketa eta irakurketa+idazketa cache multzoak izan ditzake aldi berean).
Irakurtzeko soilik den cache multzoa erabiltzen bada, 1-8 SSD izan daitezke. Diskoek ez dute zertan edukiera eta hornitzaile berekoak izan, NRAID+ egitura batean konbinatzen baitira. Igerilekuan dauden SSD guztiak partekatzen dira. Sistema modu independentean saiatzen da sarrerako eskaerak SSD guztien artean paralelizatzen, errendimendu handiena lortzeko. SSDren batek huts egiten badu, ez da ezer txarrik gertatuko: azken finean, cacheak disko gogorren array-n gordetako datuen kopia bat baino ez dauka. SSD eskuragarri dagoen cache-kopurua gutxitu egingo dela besterik ez da (edo zero bihurtuko da jatorrizko SSD cachea unitate batetik erabiltzen baduzu).
Cachea irakurtzeko + idazteko eragiketetarako erabiltzen bada, multzoko SSD kopurua biren multiploa izan beharko litzateke, edukia unitate pareetan islatzen baita (NRAID 1+ egitura erabiltzen da). Cachea bikoiztea beharrezkoa da, oraindik disko gogorretan idatzi ez diren datuak eduki ditzakeelako. Eta kasu honetan, cache-igerilekuko SSDaren hutsegiteak informazioa galtzea ekarriko luke. NRAID 1+-ren kasuan, SSD-aren hutsegite batek cachea irakurtzeko soilik den egoerara eramango du, idatzi gabeko datuak disko gogorreko array-ra botako direlarik. SSD akastunak ordezkatu ondoren, cachea jatorrizko funtzionamendu modura itzuliko da. Bide batez, segurtasun handiagoa lortzeko, ordezko beroak esleitu ditzakezu irakurtzeko + idazteko cache bati.
XCubeSAN-en SSD caching funtzioa erabiltzean, biltegiratze-kontrolagailuen memoria-kopuruari dagokionez, hainbat eskakizun daude: zenbat eta sistemaren memoria gehiago, orduan eta handiagoa izango da cache multzoa eskuragarri.
Biltegiratze-sistemen fabrikatzaile gehienek ez bezala, SSD cachea pizteko/desaktibatzeko aukera soilik eskaintzen dutenek, QSANek aukera gehiago eskaintzen ditu. Bereziki, cachearen funtzionamendu modua hauta dezakezu kargaren izaeraren arabera. Aurrez ezarritako hiru txantiloi daude funtzionamenduan dagozkien zerbitzuetatik hurbilen daudenak: datu-basea, fitxategi-sistema, web-zerbitzua. Gainera, administratzaileak bere profila sor dezake beharrezko parametroen balioak ezarriz:
- Blokearen tamaina (Cache Block Size) - 1/2/4 MB
- Bloke bat irakurtzeko eskaera kopurua cachean kopiatzeko (Populate-on-Read Threshold) - 1..4
- Bloke bat idazteko eskaera kopurua cachean kopiatzeko (Populate-on-Write Threshold) - 0..4
Profilak berehala alda daitezke, baina, noski, cachearen edukia berrezarri eta bere "beroketa" berriarekin.
SSD cachearen funtzionamendu-printzipioa kontuan hartuta, harekin lan egitean eragiketa nagusiak nabarmendu ditzakegu:
Datuak irakurtzea cachean ez daudenean
- Ostalariaren eskaera bat kontrolagailura iristen da;
- Eskatutakoak SSD cachean ez daudenez, disko gogoretatik irakurtzen dira;
- Irakurritako datuak ostalarira bidaltzen dira. Aldi berean, egiaztapen bat egiten da bloke horiek "beroak" ote dauden ikusteko;
- Baiezkoa bada, SSD cachean kopiatzen dira gehiago erabiltzeko.
Irakurri datuak cachean daudenean
- Ostalariaren eskaera bat kontrolagailura iristen da;
- Eskatutako datuak SSD cachean daudenez, hortik irakurtzen da;
- Irakurritako datuak ostalarira bidaltzen dira.
Irakurketa cachea erabiltzean datuak idaztea
- Ostalariaren idazketa eskaera bat iristen da kontrolagailura;
- Datuak disko gogorretan idazten dira;
- Grabaketa arrakastatsua adierazten duen erantzuna ostalariari itzultzen zaio;
- Aldi berean, blokea "beroa" den egiaztatzen da (Populate-on-Write Threshold parametroa alderatzen da). Baiezkoa bada, SSD cachean kopiatzen da gero erabiltzeko.
Irakurketa+idazketa cachea erabiltzean datuak idaztea
- Ostalariaren idazketa eskaera bat iristen da kontrolagailura;
- Datuak SSD cachean idazten dira;
- Grabaketa arrakastatsua adierazten duen erantzuna ostalariari itzultzen zaio;
- SSD cacheko datuak atzeko planoan disko gogorretan idazten dira;
Egiaztatu ekintzan
proba-bankua
2 zerbitzari (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) bi ataken bidez konektatzen dira Fibre Channel 16G bidez zuzenean XCubeSAN XS5224D biltegiratze sistemara (16GB RAM/kontrolagailua).
16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500 GB, SAS 6 Gb/s, RAID5 (15+1) konbinatuta, datu-matrizerako eta 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100 GB, SAS 12 cache gisa erabili ditugu.
2 bolumen sortu ziren: bat zerbitzari bakoitzeko.
Proba 1. 1-8 SSD bitarteko SSD irakurtzeko soilik
SSD cachea
- I/O mota: Pertsonalizazioa
- Cache blokearen tamaina: 4MB
- Populatu irakurtzeko atalasea: 1
- Idazketan betetzeko atalasea: 0
I/O eredua
- Tresna: IOmeter V1.1.0
- Langileak: 1
- Nabarmena (ilararen sakonera): 128
- Sarbidearen zehaztapenak: 4KB, % 100 irakurria, % 100 ausazkoa
Teorian, zenbat eta SSD gehiago cache-igerilekuan, orduan eta errendimendu handiagoa izango da. Praktikan, hori baieztatu da. Bolumen kopuru txikia duten SSD kopuruaren igoera esanguratsu bakarrak ez du efektu lehergarririk eragiten.
Proba 2. SSD cachea irakurtzeko + idazteko moduan 2-8 SSDekin
SSD cachea
- I/O mota: Pertsonalizazioa
- Cache blokearen tamaina: 4MB
- Populatu irakurtzeko atalasea: 1
- Idazketan betetzeko atalasea: 1
I/O eredua
- Tresna: IOmeter V1.1.0
- Langileak: 1
- Nabarmena (ilararen sakonera): 128
- Sarbide-zehaztapenak: 4KB, %100 idazketa, %100 ausazkoa
Emaitza bera: errendimenduaren hazkunde lehergarria eta eskalatzea SSD kopurua handitu ahala.
Bi probetan, laneko datuen kopurua cachearen tamaina osoa baino txikiagoa izan zen. Hori dela eta, denborarekin, bloke guztiak cachean kopiatu ziren. Eta lana, izan ere, SSDekin egin zen jada, ia disko gogorretan eragin gabe. Proba hauen helburua cachea berotzearen eta bere errendimendua eskalatzearen eraginkortasuna argi eta garbi erakustea zen SSD kopuruaren arabera.
Orain itzuli gaitezen lurrera eta egiazta gaitezen egoera errealistago bat, datu kopurua cachearen tamaina baino handiagoa denean. Proba zentzuzko denbora-tarte batean gainditzeko (cachearen "berotze-aldia" asko handitzen da bolumenaren tamaina handitzen den heinean), bolumenaren tamaina 120 GB-ra mugatuko dugu.
3. proba. Datu-basearen emulazioa
SSD cachea
- I/O mota: Datu-basea
- Cache blokearen tamaina: 1MB
- Populatu irakurtzeko atalasea: 2
- Idazketan betetzeko atalasea: 1
I/O eredua
- Tresna: IOmeter V1.1.0
- Langileak: 1
- Nabarmena (ilararen sakonera): 128
- Sarbidearen zehaztapenak: 8KB, % 67 irakurria, % 100 ausazkoa
epaia
Ondorio nabaria, noski, SSD cachea erabiltzearen eraginkortasun ona da edozein biltegiratze sistemaren errendimendua hobetzeko. Aplikatua Adierazpen hau guztiz aplikatzen da: SSD caching funtzioa ezin hobeto inplementatzen da. Hau irakurtzeko eta irakurtzeko + idazteko moduetarako laguntza, edozein erabilera-eszenatokirako ezarpen malguak eta sistema osoaren errendimendu orokorrari buruzkoa da. Hori dela eta, oso arrazoizko kostu baten truke (lizentziaren prezioa 1-2 SSDen kostuaren parekoa da), errendimendu orokorra nabarmen handitu dezakezu.
Iturria: www.habr.com