ویژگی های Auto Tiering در سیستم ذخیره سازی Qsan XCubeSAN

ادامه در نظر گرفتن فناوری‌هایی برای تسریع عملیات ورودی/خروجی که در سیستم‌های ذخیره‌سازی اعمال می‌شود، آغاز شد مقاله قبلی، نمی توان روی گزینه بسیار محبوبی مانند Auto Tiering تمرکز کرد. اگرچه ایدئولوژی این عملکرد در بین سازندگان مختلف سیستم های ذخیره سازی بسیار مشابه است، اما با استفاده از یک مثال به ویژگی های اجرای لایه بندی خواهیم پرداخت. سیستم ذخیره سازی قسان.

علیرغم تنوع داده‌های ذخیره شده در سیستم‌های ذخیره‌سازی، همین داده‌ها را می‌توان بر اساس تقاضا (تکرار استفاده) به چند گروه تقسیم کرد. به محبوب ترین داده ها ("گرم") باید در سریع ترین زمان ممکن دسترسی پیدا کرد، در حالی که داده های کمتر استفاده شده ("سرد") را می توان با اولویت کمتری پردازش کرد.

برای سازماندهی چنین طرحی، از قابلیت لایه بندی استفاده می شود. آرایه داده در این مورد شامل دیسک های یک نوع نیست، بلکه از چندین گروه از درایوها تشکیل می شود که لایه های ذخیره سازی متفاوتی را تشکیل می دهند. با استفاده از یک الگوریتم خاص، داده ها به طور خودکار بین سطوح منتقل می شوند تا حداکثر عملکرد کلی را تضمین کنند.

SHD قسان پشتیبانی تا سه سطح ذخیره سازی:

• سطح 1: SSD، حداکثر عملکرد
• سطح 2: HDD SAS 10K/15K، عملکرد بالا
• ردیف 3: HDD NL-SAS 7.2K، حداکثر ظرفیت

استخر Auto Tiering می تواند شامل هر سه سطح یا فقط دو سطح در هر ترکیبی باشد. در هر ردیف، درایوها در گروه‌های RAID آشنا ترکیب می‌شوند. برای حداکثر انعطاف پذیری، سطح RAID در هر ردیف می تواند متفاوت باشد. به عنوان مثال، هیچ چیز مانع از سازماندهی ساختاری مانند 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6 نمی شود.

پس از ایجاد حجم (دیسک های مجازی) در ردیف بندی خودکار استخر بر روی آن شروع به جمع آوری پس زمینه از آمار در مورد تمام عملیات I/O می کند. برای انجام این کار، فضا به بلوک های 1 گیگابایتی (به اصطلاح sub LUN) "بریده" می شود. هر بار که به چنین بلوکی دسترسی پیدا می شود، ضریب 1 به آن اختصاص می یابد. سپس با گذشت زمان، این ضریب کاهش می یابد. پس از 24 ساعت، اگر هیچ درخواست ورودی/خروجی به این بلوک وجود نداشته باشد، در حال حاضر برابر با 0.5 خواهد بود و هر ساعت بعد کاهش می یابد.

در یک نقطه زمانی خاص (به طور پیش‌فرض، هر روز در نیمه‌شب)، نتایج جمع‌آوری‌شده بر اساس فعالیت‌های زیر LUN بر اساس ضرایب آنها رتبه‌بندی می‌شوند. بر این اساس تصمیم گیری می شود که کدام بلوک ها و در کدام جهت حرکت کنند. پس از آن در واقع جابجایی داده ها بین سطوح اتفاق می افتد.

سیستم ذخیره سازی Qsan با استفاده از پارامترهای زیادی مدیریت فرآیند لایه بندی را کاملاً پیاده سازی می کند که به شما امکان می دهد عملکرد نهایی آرایه را به طور بسیار انعطاف پذیر پیکربندی کنید.

برای تعیین مکان اولیه داده ها و جهت اولویت حرکت آن، از خط مشی هایی استفاده می شود که به طور جداگانه برای هر حجم تنظیم می شوند:

• ردیف بندی خودکار - خط مشی پیش فرض، قرارگیری اولیه و جهت حرکت به طور خودکار تعیین می شود، یعنی. داده‌های «گرم» به سطح بالایی تمایل دارند و داده‌های «سرد» به پایین حرکت می‌کنند. مکان اولیه بر اساس فضای موجود در هر سطح انتخاب می شود. اما باید بدانید که سیستم در درجه اول تلاش می کند تا حداکثر استفاده را از سریع ترین درایوها ببرد. بنابراین، در صورت وجود فضای خالی، داده ها در سطوح بالا قرار می گیرند. این خط مشی برای اکثر سناریوهایی که تقاضای داده را نمی توان از قبل پیش بینی کرد مناسب است.
• با High و سپس Auto Tiering شروع کنید - تفاوت با قبلی فقط در محل اولیه داده ها است (در سریع ترین سطح)
• بالاترین سطح - داده ها همیشه در تلاش هستند تا سریع ترین سطح را اشغال کنند. اگر در حین کار به پایین منتقل شوند، در اسرع وقت به عقب منتقل می شوند. این خط مشی برای داده هایی مناسب است که به سریع ترین دسترسی ممکن نیاز دارند.
• حداقل سطح - داده ها همیشه پایین ترین سطح را اشغال می کنند. این خط‌مشی برای داده‌هایی که به ندرت استفاده می‌شوند (به عنوان مثال، بایگانی‌ها) عالی است.
• بدون حرکت - سیستم به طور خودکار مکان اصلی داده ها را تعیین می کند و آنها را جابجا نمی کند. با این حال، در صورتی که متعاقباً نیاز به جابجایی آنها باشد، آمار جمع آوری می شود.

شایان ذکر است که در حالی که خط‌مشی‌ها هنگام ایجاد هر جلد تعریف می‌شوند، می‌توان آنها را به طور مکرر در طول چرخه عمر سیستم تغییر داد.

علاوه بر سیاست‌های مکانیزم ردیف‌بندی، فرکانس و سرعت حرکت داده‌ها بین سطوح نیز پیکربندی شده است. می توانید زمان سفر مشخصی را تنظیم کنید: روزانه یا در روزهای خاصی از هفته، و همچنین فاصله جمع آوری آمار را به چند ساعت کاهش دهید (حداقل دفعات - 2 ساعت). اگر نیاز به محدود کردن زمان لازم برای تکمیل یک عملیات جابجایی داده دارید، می توانید یک چارچوب زمانی (پنجره ای برای جابجایی) تنظیم کنید. علاوه بر این، سرعت جابجایی نیز نشان داده شده است - 3 حالت: سریع، متوسط، آهسته.

در صورت نیاز به جابجایی فوری داده ها، انجام آن به صورت دستی در هر زمان با دستور مدیر امکان پذیر است.

واضح است که هرچه داده ها بیشتر و سریعتر بین سطوح جابجا شوند، سیستم ذخیره سازی برای سازگاری با شرایط فعلی انعطاف پذیرتر خواهد بود. اما در عین حال، شایان ذکر است که جابجایی یک بار اضافی است (عمدتاً روی دیسک ها)، بنابراین نباید داده ها را "درایو" کنید مگر اینکه کاملاً ضروری باشد. بهتر است حرکت را در زمان هایی با حداقل بار برنامه ریزی کنید. اگر عملکرد سیستم ذخیره سازی دائماً نیاز به عملکرد بالا 24/7 دارد، ارزش آن را دارد که نرخ جابجایی را به حداقل کاهش دهید.

فراوانی تنظیمات عکسبرداری بدون شک کاربران حرفه ای را خوشحال می کند. با این حال، برای کسانی که برای اولین بار با چنین فناوری مواجه می شوند، جای نگرانی وجود ندارد. کاملاً ممکن است به تنظیمات پیش فرض اعتماد کنید (خط مشی ردیف بندی خودکار، حرکت با حداکثر سرعت یک بار در روز در شب) و با جمع شدن آمار، پارامترهای خاصی را برای دستیابی به نتیجه مورد نیاز تنظیم کنید.

مقایسه پارگی با چنین فناوری به همان اندازه محبوب برای افزایش بهره وری مانند حافظه پنهان SSD، باید اصول عملکرد متفاوت الگوریتم های آنها را به خاطر بسپارید.

حافظه پنهان SSD
ردیف بندی خودکار

سرعت شروع اثر
تقریباً آنی. اما اثر قابل توجه تنها پس از "گرم شدن" حافظه پنهان (دقیقه تا ساعت) است.
پس از جمع آوری آمار (از 2 ساعت، در حالت ایده آل در روز) به اضافه زمان انتقال داده ها

مدت زمان اثر
تا زمانی که داده ها با یک بخش جدید (دقیقه-ساعت) جایگزین شوند.
در حالی که داده ها مورد تقاضا هستند (XNUMX ساعت یا بیشتر)

علائم استفاده
دستاوردهای عملکرد کوتاه مدت فوری (پایگاه های داده، محیط های مجازی سازی)
افزایش بهره وری برای مدت طولانی (فایل، وب، سرورهای ایمیل)

همچنین یکی از ویژگی های Tiering امکان استفاده از آن نه تنها برای سناریوهایی مانند "SSD + HDD" بلکه "HardD سریع + HDD کند" یا حتی هر سه سطح است که اساساً در هنگام استفاده از کش SSD غیرممکن است.

آزمایش

برای آزمایش عملکرد الگوریتم های ردیف بندی، یک آزمایش ساده انجام دادیم. مجموعه ای از دو سطح SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) ایجاد شد که روی آن یک حجم با خط مشی "حداقل سطح" قرار داده شد. آن ها داده ها باید همیشه روی دیسک های کند قرار گیرند.

رابط مدیریت به وضوح قرار دادن داده ها را بین سطوح نشان می دهد

پس از پر کردن حجم با داده، سیاست قرارگیری را به Auto Tiering تغییر دادیم و تست IOmeter را اجرا کردیم.

پس از چندین ساعت آزمایش، زمانی که سیستم توانست آماری را جمع آوری کند، فرآیند جابجایی آغاز شد.

پس از تکمیل حرکت داده ها، حجم آزمایش ما به طور کامل به سطح بالا (SSD) رسید.

حکم

Auto Tiering یک فناوری فوق‌العاده است که به شما امکان می‌دهد عملکرد یک سیستم ذخیره‌سازی را با حداقل هزینه مواد و زمان از طریق استفاده فشرده‌تر از درایوهای پرسرعت افزایش دهید. اعمال شده به قسان تنها سرمایه گذاری مجوز است که یک بار برای همیشه بدون محدودیت در حجم / تعداد دیسک / قفسه / و غیره خریداری می شود. این قابلیت به تنظیمات غنی مجهز شده است که می تواند تقریباً هر کار تجاری را برآورده کند. و تجسم فرآیندها در رابط به شما امکان می دهد دستگاه را به طور مؤثر مدیریت کنید.

منبع: www.habr.com