Nastavljajući razmatrati tehnologije ubrzanja operacija ulaz/izlaz u primjeni na pohranama podataka, započete u , ne možemo ne stati na ovoj vrlo popularnoj opciji, kao što je tiranje (Auto Tiering). Iako je ideologija rada ove funkcionalnosti slična kod različitih proizvođača sustava pohrane, razmotrit ćemo pojedinosti implementacije tiranja na primjeru .
Unatoč raznolikosti podataka pohranjenih na sustavima pohrane, ti podaci mogu se podijeliti u nekoliko grupa, s obzirom na njihovu popularnost (učestalost korištenja). Za najpopularnije („vruće“) podatke iznimno je važno omogućiti maksimalno brzi pristup, dok se obrada manje traženih („hladnih“) podataka može izvršavati s nižim prioritetom.
Za organizaciju ovakve sheme koristi se funkcionalnost tiranja. Skup podataka u ovom slučaju ne sastoji se od jedinstvenih diskova, već iz nekoliko grupa uređaja, koje čine različite razine (tier) pohrane. Uz pomoć posebnog algoritma, podaci se automatski premještaju između razina kako bi se osigurala maksimalna ukupna učinkovitost.
Pohrana podataka podržavaju do tri razine pohrane:
- Tier 1: SSD, maksimalna učinkovitost
- Tier 2: HDD SAS 10K/15K, visoka učinkovitost
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, maksimalni kapacitet
Auto Tiering skup može sadržavati sve tri razine ili samo dvije u bilo kojoj kombinaciji. Unutar svakog Tiera, uređaji se grupiraju u uobičajene RAID grupe. Za maksimalnu fleksibilnost, razina RAID u svakom Tieru može biti različita. To znači, na primjer, da ništa ne sprečava organizaciju strukture kao 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Nakon stvaranja volumena (virtualnih diskova) na skupu, započinje pozadinsko prikupljanje statistike o svim operacijama ulaz/izlaz. Kako bi to učinio, prostor se „reza“ na blokove veličine 1GB (takozvani sub LUN). Pri svakom pristupu takvom bloku dodjeljuje mu se koeficijent 1. Potom, vremenskim tijekom, taj koeficijent opada. Nakon 24 sata, u odsutnosti zahtjeva za ulaz/izlaz za taj blok, već će se iznositi 0.5 i nastavit će opadati svake sljedeće sata.
U određeno vrijeme (zadano svakodnevno u ponoć) vrši se rangiranje prikupljenih rezultata po aktivnosti sub LUN na temelju njihovih koeficijenata. Na temelju toga donosi se odluka koje blokove premjestiti i u kojem smjeru. Nakon toga, zapravo, dolazi do relokacije podataka između razina.
U Skladištu podataka Qsan izvrsno je implementirano upravljanje procesom tiranja pomoću brojnih parametara, što omogućuje vrlo fleksibilno podešavanje konačne učinkovitosti niza.
Za određivanje početne lokacije podataka i prioritetnog smjera njihovog premještanja koriste se politike koje se postavljaju odvojeno za svaki volumen:
- Auto Tiering – politika prema zadanim postavkama, izvorno mjesto i smjer premještanja određuje se automatski, tj. "vrući" podaci teže prema najgornjoj razini, dok "hladni" podaci silaze dolje. Izvorno mjesto odabire se na temelju dostupnog prostora na svakoj od razina. Međutim, treba razumjeti da sustav prvenstveno nastoji maksimalno iskoristiti najbrže spremnike. Stoga, ako postoji slobodan prostor, podaci će se smjestiti na gornje razine. Ova politika odgovara većini scenarija kada se ne može unaprijed predvidjeti potražnja za podacima.
- Započeti s visokom razinom, a zatim Auto Tiering – razlika od prethodnog je samo u izvornoj lokaciji podataka (na najbržoj razini)
- Maksimalno visoka razina – podaci uvijek teže zauzeti najbržu razinu. Ako se tijekom rada pomaknu dolje, pri prvoj mogućnosti oni se vraćaju. Ova politika odgovara podacima kojima je potreban maksimalno brz pristup.
- Minimalna razina – podaci uvijek teže zauzeti najnižu razinu. Ova politika odlično odgovara rijetko korištenim podacima (primjerice, arhivima).
- Bez premještanja – sustav automatski određuje izvorno mjesto podataka i ne provodi njihovo premještanje. Međutim, statistika se i dalje prikuplja za slučaj da kasnije bude potrebna njihova relokacija.
Treba napomenuti da, iako se politike određuju prilikom stvaranja svake volumena, mogu se više puta mijenjati "u hodu" tijekom životnog ciklusa sustava.
Osim politika za mehanizam tieringa, također se podešava frekvencija i tempo premještanja podataka između razina. Može se odrediti konkretno vrijeme premještanja: svakodnevno ili u određene dane u tjednu, kao i skratiti interval prikupljanja statistike na nekoliko sati (minimalna frekvencija – 2 sata). Ako postoji potreba za ograničavanje vremena izvršavanja operacije premještanja podataka, može se postaviti vremenski okvir (prozor za premještanje). Osim toga, također se navodi brzina relokacije – 3 režima: brzi, srednji, spori.
U slučaju potrebe za trenutnom relokacijom podataka, moguće je izvršiti je ručno u bilo koje vrijeme na zahtjev administratora.
Jasno je da što češće i brže premještanje podataka između razina, to će se fleksibilnije HDD prilagoditi trenutnim uvjetima eksploatacije. No, također treba imati na umu da je premještanje dodatno opterećenje (prije svega na diskove), stoga ne bi trebalo 'goniti' podatke bez nužde. Bolje je planirati premještanje za trenutke minimalnih opterećenja. Ako pak rad HDD-a stalno zahtijeva visoku izvedbu u režimu 24/7, tada bi trebalo smanjiti tempo relokacije na minimum.
Obilje postavki tieringa zasigurno će obradovati napredne korisnike. Međutim, ni za one koji se prvi put susreću s takvom tehnologijom, nema ništa strašno. Sasvim je prihvatljivo povjeriti se postavkama po defaultu (politika Auto Tiering, premještanje maksimalnom brzinom jednom dnevno noću) i s vremenom ispraviti određene parametre na temelju prikupljene statistike za postizanje željenog rezultata.
Upoređujući tiering s tom ne manje popularnom tehnologijom povećanja performansi, kao što je , treba imati na umu različite principe funkcioniranja njihovih algoritama.
SSD keširanje
Auto Tiering
Brzina nastupanja efekta
Gotovo odmah. No, uočljiv učinak tek nakon 'zagrijavanja' keša (minute-sati)
Nakon prikupljanja statistike (od 2 sata, idealno – jedan dan) plus vrijeme na premještanje podataka
Trajanje efekta
Dok podaci ne budu izbačeni novom porcijom (minute-sati)
Dok je potražnja za podacima relevantna (dani i više)
Indikacije za primjenu
Trenutno povećanje performansi na kratko vrijeme (baze podataka, virtualizacijska okruženja)
Povećanje performansi tijekom duljeg razdoblja (datotečni, web i mail serveri)
Jedna od značajki tieringa je mogućnost korištenja ne samo za scenarije kao što su „SSD + HDD“, već i „brzi HDD + spori HDD“ ili čak sva tri nivoa, što je u slučaju primjene SSD keširanja u osnovi nemoguće.
Testiranje
Za provjeru rada algoritama tieringa proveli smo jednostavno ispitivanje. Napravljen je skup od dva nivoa SSD-a (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID 1), na kojem je smješten volumen s politikom „minimalnog nivoa“. To jest, podaci uvijek moraju biti smješteni na sporijim diskovima.
Sučelje za upravljanje jasno prikazuje raspored podataka između nivoa
Nakon punjenja volumena podacima, promijenili smo politiku rasporeda na Auto Tiering i pokrenuli IOmeter test.
Nakon nekoliko sati testiranja, kada je sustav uspio prikupiti statistiku, započeo je proces relokacije.
Na kraju prebacivanja podataka, naš testni volumen potpuno je „preselio“ na gornju razinu (SSD).
Presuda
Auto Tiering je izvanredna tehnologija koja omogućuje povećanje performansi sustava pohrane uz minimalne materijalne i vremenske troškove kroz intenzivnije korištenje bržih uređaja. U kontekstu jedina investicija je licenca koja se kupuje jednom zauvijek bez ograničenja na broj diskova/okvira. Ova funkcionalnost opremljena je tako bogatim postavkama da može zadovoljiti gotovo sve poslovne zahteve. Vizualizacija procesa u sučelju omogućuje učinkovito upravljanje uređajem.
Izvor: habr.com
