एंटरप्राइज़ स्टोरेज सिस्टम के लिए हाइब्रिड डिस्क। सीगेट EXOS का उपयोग करने का अनुभव

कुछ महीने पहले, रैडिक्स को नवीनतम सीगेट EXOS ड्राइव के साथ काम करने का अवसर मिला था, जो एंटरप्राइज़-श्रेणी के कार्यों के लिए डिज़ाइन किया गया था। उनकी विशिष्ट विशेषता हाइब्रिड ड्राइव डिवाइस है - यह पारंपरिक हार्ड ड्राइव (मुख्य भंडारण के लिए) और सॉलिड-स्टेट ड्राइव (हॉट डेटा कैशिंग के लिए) की प्रौद्योगिकियों को जोड़ती है।

हमारे सिस्टम के हिस्से के रूप में सीगेट से हाइब्रिड ड्राइव का उपयोग करने का हमें पहले से ही सकारात्मक अनुभव है - कुछ साल पहले हमने दक्षिण कोरिया के एक भागीदार के साथ मिलकर एक निजी डेटा सेंटर के लिए एक समाधान लागू किया था। तब परीक्षणों में ओरेकल ओरियन बेंचमार्क का उपयोग किया गया था, और प्राप्त परिणाम ऑल-फ्लैश एरेज़ से कमतर नहीं थे।

इस लेख में हम देखेंगे कि टर्बोबूस्ट तकनीक के साथ सीगेट EXOS ड्राइव कैसे डिज़ाइन किए गए हैं, कॉर्पोरेट सेगमेंट में कार्यों के लिए उनकी क्षमताओं का मूल्यांकन करेंगे, और मिश्रित भार के तहत प्रदर्शन का परीक्षण करेंगे।

कॉर्पोरेट खंड के कार्य

कार्यों की कमोबेश स्थिर श्रेणी होती है जिन्हें कॉर्पोरेट (या एंटरप्राइज़) खंड में डेटा भंडारण कार्यों के रूप में नामित किया जा सकता है। इनमें पारंपरिक रूप से शामिल हैं: सीआरएम अनुप्रयोगों और ईआरपी सिस्टम की कार्यप्रणाली, मेल और फ़ाइल सर्वर का संचालन, बैकअप और वर्चुअलाइजेशन संचालन। भंडारण प्रणाली के दृष्टिकोण से, ऐसे कार्यों के कार्यान्वयन को मिश्रित लोड प्रवाह की विशेषता होती है, जिसमें यादृच्छिक अनुरोधों की स्पष्ट प्रबलता होती है।

इसके अलावा, बहुआयामी विश्लेषण OLAP (ऑनलाइन विश्लेषणात्मक प्रसंस्करण) और वास्तविक समय लेनदेन प्रसंस्करण (OLTP, ऑनलाइन लेनदेन प्रसंस्करण) जैसे संसाधन-गहन क्षेत्र उद्यम खंड में सक्रिय रूप से विकसित हो रहे हैं। उनकी ख़ासियत यह है कि वे लिखने के संचालन की तुलना में पढ़ने के संचालन पर अधिक भरोसा करते हैं। वे जो कार्यभार बनाते हैं - छोटे ब्लॉक आकार के साथ गहन डेटा स्ट्रीम - सिस्टम से उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।

इन सभी कार्यों की भूमिका तेजी से बढ़ रही है। वे मूल्य निर्माण प्रक्रियाओं में सहायक ब्लॉक बनना बंद कर देते हैं और उत्पाद के प्रमुख घटकों के अनुभाग में चले जाते हैं। व्यवसाय के कई रूपों के लिए, यह प्रतिस्पर्धात्मक लाभ और बाज़ार स्थिरता के निर्माण का एक महत्वपूर्ण घटक बन जाता है। बदले में, इससे कंपनियों के आईटी बुनियादी ढांचे की आवश्यकताएं काफी बढ़ जाती हैं: तकनीकी उपकरणों को अधिकतम थ्रूपुट और न्यूनतम प्रतिक्रिया समय प्रदान करना चाहिए। ऐसी स्थितियों में आवश्यक प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए, ऑल-फ़्लैश सिस्टम या हाइब्रिड स्टोरेज सिस्टम चुनें एसएसडी कैशिंग या थका देने वाला.

इसके अलावा, उद्यम खंड की एक और कारक विशेषता है - आर्थिक दक्षता के लिए सख्त आवश्यकताएं। यह बिल्कुल स्पष्ट है कि सभी कॉर्पोरेट संरचनाएं ऑल-फ्लैश ऐरे की खरीद और रखरखाव का खर्च नहीं उठा सकती हैं, इसलिए कई कंपनियों को प्रदर्शन में थोड़ा सा त्याग करना पड़ता है, लेकिन अधिक लागत प्रभावी समाधान खरीदना पड़ता है। ये स्थितियाँ बाज़ार का ध्यान हाइब्रिड समाधानों की ओर दृढ़ता से स्थानांतरित कर रही हैं।

हाइब्रिड सिद्धांत या टर्बोबूस्ट तकनीक

हाइब्रिड प्रौद्योगिकियों के उपयोग का सिद्धांत अब व्यापक दर्शकों को अच्छी तरह से पता है। वह अंतिम परिणाम में अतिरिक्त लाभ प्राप्त करने के लिए विभिन्न तकनीकों का उपयोग करने की संभावना के बारे में बात करते हैं। हाइब्रिड स्टोरेज सिस्टम सॉलिड-स्टेट ड्राइव और क्लासिक हार्ड ड्राइव की ताकत को जोड़ते हैं। परिणामस्वरूप, हमें एक अनुकूलित समाधान मिलता है, जहां प्रत्येक घटक अपने स्वयं के कार्य के साथ काम करता है: एचडीडी का उपयोग डेटा की मुख्य मात्रा को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है, और एसएसडी का उपयोग अस्थायी रूप से "हॉट डेटा" को संग्रहीत करने के लिए किया जाता है।

के अनुसार आईडीसी एजेंसियांईएमईए क्षेत्र में लगभग 45.3% बाजार हाइब्रिड स्टोरेज सिस्टम से बना है। यह लोकप्रियता इस तथ्य से निर्धारित होती है कि, तुलनात्मक प्रदर्शन के बावजूद, ऐसी प्रणालियों की लागत एसएसडी-आधारित समाधानों की तुलना में काफी कम है, और प्रत्येक IOps की कीमत परिमाण के कई आदेशों से पीछे है।

समान हाइब्रिड सिद्धांत को सीधे ड्राइव स्तर पर लागू किया जा सकता है। सीगेट इस विचार को एसएसएचडी (सॉलिड स्टेट हाइब्रिड ड्राइव) मीडिया के रूप में लागू करने वाला पहला था। ऐसी डिस्क ने उपभोक्ता बाजार में अपेक्षाकृत लोकप्रियता हासिल की है, लेकिन वे बी2बी सेगमेंट में इतनी आम नहीं हैं।

सीगेट में इस तकनीक की वर्तमान पीढ़ी व्यावसायिक नाम टर्बोबूस्ट के अंतर्गत आती है। कॉर्पोरेट सेगमेंट के लिए, कंपनी ड्राइव की सीगेट EXOS लाइन में टर्बोबूस्ट तकनीक का उपयोग करती है, जिसने विश्वसनीयता और प्रदर्शन और दक्षता का एक इष्टतम संयोजन बढ़ाया है। ऐसी डिस्क के आधार पर इकट्ठी की गई भंडारण प्रणाली, अपनी अंतिम विशेषताओं के संदर्भ में, एक हाइब्रिड कॉन्फ़िगरेशन के अनुरूप होगी, जबकि "हॉट" डेटा की कैशिंग ड्राइव स्तर पर होती है और फर्मवेयर क्षमताओं का उपयोग करके की जाती है।

सीगेट EXOS ड्राइव स्थानीय SSD कैश के लिए 16 जीबी की अंतर्निहित ईएमएलसी (एंटरपाइज मल्टी-लेवल सेल) NAND मेमोरी का उपयोग करती है, जिसमें उपभोक्ता-सेगमेंट एमएलसी की तुलना में काफी अधिक रीराइट संसाधन है।

साझा उपयोगिता

हमारे पास 8 Seagate EXOS 10E24000 1.2 TB ड्राइव प्राप्त होने के बाद, हमने RAIDIX 4.7 पर आधारित अपने सिस्टम के हिस्से के रूप में उनके प्रदर्शन का परीक्षण करने का निर्णय लिया।

बाह्य रूप से, ऐसी ड्राइव एक मानक एचडीडी की तरह दिखती है: एक ब्रांडेड लेबल और फास्टनरों के लिए मानक छेद के साथ 2,5 इंच का धातु का मामला।

यह ड्राइव 3 Gb/s SAS12 इंटरफ़ेस से सुसज्जित है, जो इसे दो स्टोरेज सिस्टम नियंत्रकों के साथ प्रभावी ढंग से काम करने की अनुमति देता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि इस इंटरफ़ेस में SATA3 की तुलना में अधिक कतार गहराई है।

ध्यान दें कि प्रबंधन के दृष्टिकोण से, स्टोरेज सिस्टम में ऐसी डिस्क एक एकल माध्यम प्रतीत होती है जिसमें स्टोरेज स्पेस एचडीडी और एसएसडी क्षेत्रों में विभाजित नहीं होता है। यह सॉफ़्टवेयर SSD कैश की आवश्यकता को समाप्त करता है और सिस्टम कॉन्फ़िगरेशन को सरल बनाता है।

तैयार समाधान के लिए एक एप्लिकेशन परिदृश्य के रूप में, विशिष्ट कॉर्पोरेट अनुप्रयोगों से लोड के साथ काम करने पर विचार किया गया।

निर्मित भंडारण प्रणाली से मुख्य अपेक्षित लाभ रीड ऑपरेशंस की प्रबलता के साथ मिश्रित भार पर काम करने की दक्षता है। RAIDIX सॉफ़्टवेयर-परिभाषित स्टोरेज सिस्टम अनुक्रमिक वर्कलोड के लिए उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं, जबकि टर्बोबूस्ट तकनीक के साथ सीगेट ड्राइव यादृच्छिक वर्कलोड के लिए प्रदर्शन को अनुकूलित करने में मदद करते हैं।

चयनित परिदृश्य के लिए, यह इस तरह दिखता है: डेटाबेस और अन्य एप्लिकेशन कार्यों से यादृच्छिक लोड के साथ काम करने की दक्षता एसएसडी तत्वों द्वारा गारंटी दी जाएगी, और सॉफ़्टवेयर की विशिष्टताएं डेटाबेस पुनर्प्राप्ति से अनुक्रमिक लोड को संसाधित करने की उच्च गति बनाए रखने की अनुमति देगी या डेटा लोड हो रहा है.

साथ ही, पूरा सिस्टम कीमत और प्रदर्शन के मामले में आकर्षक दिखता है: सस्ती (ऑल-फ्लैश के सापेक्ष) हाइब्रिड ड्राइव मानक सर्वर हार्डवेयर पर निर्मित सॉफ़्टवेयर-परिभाषित स्टोरेज सिस्टम की लचीलापन और लागत-प्रभावशीलता के साथ अच्छी तरह से मिलती है।

प्रदर्शन का परीक्षण

परीक्षण fio v3.1 उपयोगिता का उपयोग करके किया गया था।

32 की कतार गहराई के साथ 1 थ्रेड्स के मिनट-लंबे फ़ियो परीक्षणों का एक क्रम।
मिश्रित कार्यभार: 70% पढ़ना और 30% लिखना।
ब्लॉक का आकार 4k से 1MB तक।
130 जीबी ज़ोन पर लोड करें।

सर्वर प्लेटफार्म
एआईसी HA201-टीपी (1 टुकड़ा)

सी पी यू
Intel Xeon E5-2620v2 (2 पीसी।)

रैम
128GB

एसएएस एडाप्टर
एलएसआई एसएएस३००८

ड्राइव
सीगेट EXOS 10E24000 (8 पीसी।)

सरणी स्तर
RAID 6

परीक्षण के परिणाम

4.7 सीगेट EXOS 8e10 ड्राइव के साथ RAIDIX 2400 पर आधारित एक सिस्टम 220k ब्लॉक के साथ पढ़ने/लिखने के लिए 000 IOps तक का कुल प्रदर्शन दिखाता है।

निष्कर्ष

टर्बोबूस्ट तकनीक वाली ड्राइव उपयोगकर्ताओं और स्टोरेज सिस्टम निर्माताओं के लिए नई संभावनाएं खोलती हैं। स्थानीय एसएसडी कैश का उपयोग करने से ड्राइव खरीदने की लागत में मामूली वृद्धि के साथ सिस्टम प्रदर्शन में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

सीगेट ड्राइव का परीक्षण किया गया भंडारण प्रणाली RAIDIX द्वारा प्रबंधित की जाती है कॉर्पोरेट सेगमेंट में लागू कार्यों की अनुमानित आवश्यकताओं का अनुकरण करते हुए, मिश्रित लोड पैटर्न (70/30) पर आत्मविश्वास से उच्च स्तर का प्रदर्शन दिखाया। साथ ही, एचडीडी ड्राइव के सीमा मूल्यों से 150 गुना अधिक प्रदर्शन हासिल किया गया। यहां यह ध्यान देने योग्य है कि इस कॉन्फ़िगरेशन के लिए स्टोरेज सिस्टम खरीदने की लागत तुलनीय ऑल-फ्लैश समाधान की लागत का लगभग 60% है।

महत्वपूर्ण संकेतक

• वार्षिक डिस्क विफलता दर 0.44% से कम है
• ऑल-फ़्लैश समाधान से 40% सस्ता
• HDD से 150 गुना तेज़
• 220 ड्राइव पर 000 IOps तक

स्रोत: www.habr.com