دیسک های هیبریدی برای سیستم های ذخیره سازی سازمانی. تجربه استفاده از Seagate EXOS

چند ماه پیش، Radix این فرصت را داشت که با جدیدترین درایوهای Seagate EXOS که برای کارهای کلاس سازمانی طراحی شده‌اند، کار کند. ویژگی متمایز آنها در دستگاه درایو هیبریدی نهفته است - فن آوری های هارد دیسک های معمولی (برای ذخیره سازی اصلی) و درایوهای حالت جامد (برای ذخیره داده های داغ) را ترکیب می کند.

ما قبلاً تجربه مثبتی در استفاده از درایوهای هیبریدی سیگیت به عنوان بخشی از سیستم های خود داشته ایم - چند سال پیش راه حلی را برای یک مرکز داده خصوصی به همراه شریکی از کره جنوبی پیاده سازی کردیم. سپس از معیار Oracle Orion در تست ها استفاده شد و نتایج به دست آمده کمتر از آرایه های All-Flash نبود.

در این مقاله به نحوه طراحی درایوهای Seagate EXOS با فناوری TurboBoost، ارزیابی قابلیت‌های آنها برای وظایف در بخش شرکتی و آزمایش عملکرد تحت بارهای مختلط خواهیم پرداخت.

وظایف بخش شرکتی

طیف کم و بیش پایداری از وظایف وجود دارد که می توان آنها را به عنوان وظایف ذخیره سازی داده در بخش شرکتی (یا سازمانی) تعیین کرد. اینها به طور سنتی عبارتند از: عملکرد برنامه های کاربردی CRM و سیستم های ERP، عملکرد سرورهای ایمیل و فایل، عملیات پشتیبان گیری و مجازی سازی. از نقطه نظر سیستم ذخیره سازی، اجرای چنین توابعی با جریان بار مخلوط، با غلبه واضح درخواست های تصادفی مشخص می شود.

علاوه بر این، حوزه‌های پرمصرف منابع مانند تجزیه و تحلیل چند بعدی OLAP (پردازش تحلیلی آنلاین) و پردازش معاملات در زمان واقعی (OLTP، پردازش تراکنش آنلاین) به طور فعال در بخش سازمانی در حال توسعه هستند. ویژگی آنها این است که بیشتر بر عملیات خواندن متکی هستند تا عملیات نوشتن. حجم کاری که آنها ایجاد می کنند - جریان های داده فشرده با اندازه بلوک های کوچک - به عملکرد بالایی از سیستم نیاز دارد.

نقش همه این توابع به سرعت در حال افزایش است. آنها بلوک های کمکی در فرآیندهای ارزش آفرینی نیستند و به بخش اجزای اصلی محصول منتقل می شوند. برای بسیاری از اشکال کسب و کار، این به یک جزء مهم برای ایجاد مزیت رقابتی و پایداری بازار تبدیل می شود. به نوبه خود، این امر به طور قابل توجهی الزامات زیرساخت فناوری اطلاعات شرکت ها را افزایش می دهد: تجهیزات فنی باید حداکثر توان عملیاتی و حداقل زمان پاسخ را ارائه دهند. برای اطمینان از عملکرد مورد نیاز در چنین شرایطی، سیستم های All-Flash یا سیستم های ذخیره سازی هیبریدی با را انتخاب کنید حافظه پنهان SSD یا خسته کننده

علاوه بر این، یکی دیگر از ویژگی های بخش شرکت وجود دارد - الزامات سختگیرانه برای بهره وری اقتصادی. کاملاً واضح است که همه ساختارهای شرکتی توانایی خرید و نگهداری آرایه های All-Flash را ندارند، بنابراین بسیاری از شرکت ها باید کمی از عملکرد خود چشم پوشی کنند، اما راه حل های بسیار مقرون به صرفه تری خریداری می کنند. این شرایط به شدت تمرکز بازار را به سمت راه حل های ترکیبی تغییر می دهد.

اصل هیبریدی یا فناوری TurboBoost

اصل استفاده از فناوری های ترکیبی اکنون برای مخاطبان گسترده ای شناخته شده است. او در مورد امکان استفاده از فناوری های مختلف برای به دست آوردن مزایای اضافی در نتیجه نهایی صحبت می کند. سیستم های ذخیره سازی هیبریدی نقاط قوت درایوهای حالت جامد و هارد دیسک های کلاسیک را ترکیب می کنند. در نتیجه، ما یک راه حل بهینه دریافت می کنیم، که در آن هر جزء با وظیفه خود کار می کند: از HDD برای ذخیره مقدار اصلی داده استفاده می شود، و SSD برای ذخیره موقت "داده های داغ" استفاده می شود.

طبق آژانس های IDC، در منطقه EMEA حدود 45.3٪ از بازار را سیستم های ذخیره سازی هیبریدی تشکیل می دهد. این محبوبیت با این واقعیت مشخص می شود که، علیرغم عملکرد نسبی، هزینه چنین سیستم هایی به طور قابل توجهی کمتر از راه حل های مبتنی بر SSD است و قیمت هر IOps چندین مرتبه از آن عقب است.

همان اصل هیبریدی را می توان مستقیماً در سطح درایو پیاده سازی کرد. سیگیت اولین کسی بود که این ایده را در قالب رسانه SSHD (Solid State Hybrid Drive) اجرا کرد. چنین دیسک‌هایی در بازار مصرف محبوبیت نسبی پیدا کرده‌اند، اما در بخش b2b چندان رایج نیستند.

نسل فعلی این فناوری در سیگیت با نام تجاری TurboBoost عرضه می شود. برای بخش شرکتی، این شرکت از فناوری TurboBoost در خط درایوهای Seagate EXOS استفاده می‌کند که قابلیت اطمینان و ترکیبی بهینه از عملکرد و کارایی را افزایش می‌دهند. یک سیستم ذخیره‌سازی که بر اساس چنین دیسک‌هایی مونتاژ می‌شود، از نظر ویژگی‌های نهایی، با یک پیکربندی ترکیبی مطابقت دارد، در حالی که ذخیره داده‌های "داغ" در سطح درایو رخ می‌دهد و با استفاده از قابلیت‌های سیستم‌افزار انجام می‌شود.

درایوهای Seagate EXOS از 16 گیگابایت حافظه داخلی NAND eMLC (Enterpise Multi-Level Cell) برای کش محلی SSD استفاده می کنند که منبع بازنویسی به طور قابل توجهی بالاتر از MLC بخش مصرف کننده است.

ابزار مشترک

با دریافت 8 درایو Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB در اختیارمان، تصمیم گرفتیم عملکرد آنها را به عنوان بخشی از سیستم خود بر اساس RAIDIX 4.7 آزمایش کنیم.

از نظر خارجی، چنین درایوی شبیه یک هارد دیسک استاندارد است: یک قاب فلزی 2,5 اینچی با برچسب مارک و سوراخ های استاندارد برای اتصال دهنده ها.

این درایو مجهز به یک رابط SAS3 با سرعت 12 گیگابیت بر ثانیه است که به آن اجازه می دهد تا به طور موثر با دو کنترل کننده سیستم ذخیره سازی کار کند. همچنین شایان ذکر است که این رابط دارای عمق صف بیشتری نسبت به SATA3 است.

توجه داشته باشید که از نقطه نظر مدیریتی، چنین دیسکی در یک سیستم ذخیره سازی به نظر یک رسانه واحد است که در آن فضای ذخیره سازی به بخش های HDD و SSD تقسیم نمی شود. این کار نیاز به حافظه پنهان SSD نرم افزاری را از بین می برد و پیکربندی سیستم را ساده می کند.

به عنوان یک سناریوی کاربردی برای یک راه حل آماده، کار با بار از برنامه های معمول شرکتی در نظر گرفته شد.

مزیت اصلی مورد انتظار از سیستم ذخیره سازی ایجاد شده، کارایی کار بر روی بارهای مخلوط با غلبه عملیات خواندن است. سیستم‌های ذخیره‌سازی تعریف‌شده توسط نرم‌افزار RAIDIX عملکرد بالایی را برای بارهای کاری متوالی ارائه می‌کنند، در حالی که درایوهای Seagate با فناوری TurboBoost به بهینه‌سازی عملکرد برای بارهای کاری تصادفی کمک می‌کنند.

برای سناریوی انتخاب شده، به نظر می رسد: کارایی کار با بارهای تصادفی از پایگاه های داده و سایر وظایف برنامه توسط عناصر SSD تضمین می شود و ویژگی های نرم افزار به حفظ سرعت بالای پردازش بارهای متوالی از بازیابی پایگاه داده یا بارگذاری داده ها

در عین حال، کل سیستم از نظر قیمت و عملکرد جذاب به نظر می رسد: درایوهای هیبریدی ارزان قیمت (نسبت به All-Flash) به خوبی با انعطاف پذیری و مقرون به صرفه بودن سیستم های ذخیره سازی تعریف شده نرم افزاری ساخته شده بر روی سخت افزار سرور استاندارد ترکیب می شوند.

ازمایش عملکرد

آزمایش با استفاده از ابزار fio v3.1 انجام شد.

دنباله ای از تست های فیو دقیقه ای از 32 رشته با عمق صف 1.
حجم کار مختلط: 70% خواندن و 30% نوشتن.
اندازه بلوک از 4k تا 1MB.
در یک منطقه 130 گیگابایتی بارگیری کنید.

پلت فرم سرور
AIC HA201-TP (1 قطعه)

پردازنده
Intel Xeon E5-2620v2 (2 عدد)

رم
128GB

آداپتور SAS
LSI SAS3008

دستگاه های ذخیره سازی
سیگیت EXOS 10E24000 (8 عدد)

سطح آرایه
RAID 6

نتایج آزمون

یک سیستم مبتنی بر RAIDIX 4.7 با 8 درایو Seagate EXOS 10e2400 عملکرد کلی تا 220 IOps را برای خواندن/نوشتن با یک بلوک 000k نشان می‌دهد.

نتیجه

درایوهای با فناوری TurboBoost امکانات جدیدی را برای کاربران و سازندگان سیستم های ذخیره سازی باز می کنند. استفاده از کش محلی SSD عملکرد سیستم را با افزایش جزئی در هزینه خرید درایوها به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

آزمایش درایوهای سیگیت در سیستم ذخیره سازی توسط RAIDIX مدیریت می شود سطح بالایی از عملکرد را در یک الگوی بار مختلط (70/30) نشان داد، که نیازهای تقریبی وظایف کاربردی در بخش شرکت را شبیه‌سازی کرد. در همان زمان، عملکرد 150 برابر بیشتر از مقادیر حدی درایوهای HDD به دست آمد. در اینجا شایان ذکر است که هزینه خرید سیستم های ذخیره سازی برای این پیکربندی حدود 60 درصد هزینه یک راه حل قابل مقایسه All-Flash است.

شاخص های کلیدی

• میزان خرابی سالانه دیسک کمتر از 0.44٪ است
• 40٪ ارزان تر از راه حل های All-Flash
• 150 برابر سریعتر از HDD
• حداکثر 220 IOps در 000 درایو

منبع: www.habr.com