Innleiðing á SSD skyndiminni í QSAN XCubeSAN geymslukerfi

Tækni til að bæta afköst sem byggir á notkun SSD diska og er mikið notuð í geymslukerfum hefur lengi verið fundin upp. Í fyrsta lagi er það notkun SSD sem geymslupláss, sem er 100% áhrifaríkt, en dýrt. Þess vegna er þreytandi og skyndiminni tækni notuð, þar sem SSD diskar eru aðeins notaðir fyrir vinsælustu („heit“) gögnin. Tiering er gott fyrir atburðarás langtíma (daga-viku) notkunar á „heitum“ gögnum. Skyndiminni er þvert á móti til skammtímanotkunar (mínútna-klst.). Báðir þessir valkostir eru útfærðir í geymslukerfinu QSAN XCubeSAN. Í þessari grein munum við skoða útfærslu seinni reikniritsins - SSD skyndiminni.

Kjarninn í SSD skyndiminni tækni er notkun SSDs sem milliskyndiminni milli harða diska og vinnsluminni stjórnandans. Afköst SSD er að sjálfsögðu lægri en afköst eigin skyndiminni stjórnandans, en hljóðstyrkurinn er stærðargráðu hærra. Þess vegna fáum við ákveðna málamiðlun milli hraða og hljóðstyrks.

Vísbendingar um notkun SSD skyndiminni til að lesa:

• Yfirgnæfandi lestraraðgerðir umfram skrifaðgerðir (oftast dæmigert fyrir gagnagrunna og vefforrit);
• Tilvist flöskuháls í formi frammistöðu harða diska fylkisins;
• Magn nauðsynlegra gagna er minna en stærð SSD skyndiminni.

Vísbendingar um að nota read+write SSD skyndiminni eru þær sömu, nema hvað varðar eðli aðgerðanna – blandaða gerð (til dæmis skráarþjónn).

Flestir geymsluframleiðendur nota skrifvarið SSD skyndiminni í vörum sínum. Grundvallarmunurinn QSAN Þeir veita möguleika á að nota skyndiminni til að skrifa líka. Til að virkja SSD skyndiminni virkni í QSAN geymslukerfum verður þú að kaupa sérstakt leyfi (afhent rafrænt).

SSD skyndiminni í XCubeSAN er útfært líkamlega í formi aðskildra SSD skyndiminnis. Þeir geta verið allt að fjórir í kerfinu. Hver sundlaug notar að sjálfsögðu sitt eigið sett af SSD diskum. Og þegar í eiginleikum sýndardisksins ákveðum við hvort hann muni nota skyndiminni og hvern. Hægt er að virkja og slökkva á skyndiminni fyrir bindi á netinu án þess að stöðva I/O. Þú getur líka bætt SSD diskum við sundlaugina og fjarlægt þær þaðan. Þegar þú býrð til SSD laug skyndiminni þarftu að velja í hvaða ham það mun starfa: skrifvarinn eða lesa+skrifa. Líkamlegt skipulag þess fer eftir þessu. Þar sem það geta verið nokkrir skyndiminnishópar getur virkni þeirra verið mismunandi (þ.e.a.s. kerfið getur haft bæði lestur og les+skrifa skyndiminni á sama tíma).

Ef skrifvarinn skyndiminni er notaður getur hann samanstendur af 1-8 SSD diskum. Diskar þurfa ekki að vera af sömu getu og sama söluaðila, þar sem þeir eru sameinaðir í NRAID+ uppbyggingu. Allir SSD diskar í sundlauginni eru sameiginlegir. Kerfið reynir sjálfstætt að samsíða komandi beiðnum á milli allra SSDs til að ná hámarksafköstum. Ef einn af SSD diskunum bilar mun ekkert slæmt gerast: þegar allt kemur til alls inniheldur skyndiminni aðeins afrit af gögnunum sem eru geymd á fjölda harða diska. Það er bara að magn tiltækra SSD skyndiminni mun minnka (eða verða núll ef þú notar upprunalega SSD skyndiminni frá einu drifi).

Ef skyndiminni er notað fyrir lestur + skrifa aðgerðir, þá ætti fjöldi SSD diska í lauginni að vera margfeldi af tveimur, þar sem innihaldið er speglað á pör af diskum (NRAID 1+ uppbyggingin er notuð). Nauðsynlegt er að afrita skyndiminni þar sem það gæti innihaldið gögn sem hafa ekki enn verið skrifuð á harða diskana. Og í þessu tilviki myndi bilun á SSD frá skyndiminni laug leiða til taps á upplýsingum. Þegar um NRAID 1+ er að ræða mun bilun í SSD einfaldlega leiða til þess að skyndiminni er flutt í skrifvarið ástand, þar sem óskrifuðum gögnum er hent á harða diskinn. Eftir að búið er að skipta um gallaða SSD mun skyndiminni fara aftur í upprunalegan rekstrarham. Við the vegur, til að auka öryggi, geturðu úthlutað sérstökum heitum varahlutum til les + skrifa skyndiminni.

Þegar þú notar SSD skyndiminnisaðgerðina í XCubeSAN eru nokkrar kröfur um minnismagn geymslustýringa: því meira kerfisminni, því stærri skyndiminni verður tiltæk.

Ólíkt flestum framleiðendum geymslukerfa, sem bjóða aðeins upp á möguleika á að kveikja/slökkva á SSD skyndiminni, býður QSAN upp á fleiri valkosti. Sérstaklega er hægt að velja skyndiminni rekstrarham eftir eðli álagsins. Það eru þrjú forstillt sniðmát sem eru næst samsvarandi þjónustu í rekstri þeirra: gagnagrunnur, skráarkerfi, vefþjónusta. Að auki getur stjórnandinn búið til sinn eigin prófíl með því að stilla nauðsynleg færibreytugildi:

• Stærð blokk (Cache Block Stærð) - 1/2/4 MB
• Fjöldi beiðna um að lesa kubb þannig að hún sé afrituð í skyndiminni (Pulate-on-Read Threshold) – 1..4
• Fjöldi beiðna um að skrifa blokk þannig að hann sé afritaður í skyndiminni (Pulate-on-Write Threshold) – 0..4

Hægt er að breyta sniðum í skyndi, en auðvitað með því að endurstilla innihald skyndiminni og nýja „upphitun“ þess.

Með hliðsjón af meginreglunni um notkun SSD skyndiminni, getum við bent á helstu aðgerðir þegar unnið er með það:

• Að lesa gögn þegar þau eru ekki í skyndiminni;
• Lestu gögn þegar þau eru til staðar í skyndiminni;
• Að skrifa gögn þegar lesskyndiminni er notað;
• Að skrifa gögn þegar les + skrifa skyndiminni er notað.

Að lesa gögn þegar þau eru ekki í skyndiminni

1. Beiðni frá gestgjafanum berst stjórnandann;
2. Þar sem umbeðnar eru ekki í SSD skyndiminni eru þær lesnar af hörðum diskum;
3. Lesgögnin eru send til gestgjafans. Á sama tíma er athugað hvort þessir kubbar séu „heitir“;
4. Ef já, þá eru þau afrituð í SSD skyndiminni til frekari notkunar.

Lestu gögn þegar þau eru til staðar í skyndiminni

1. Beiðni frá gestgjafanum berst stjórnandann;
2. Þar sem umbeðin gögn eru í SSD skyndiminni eru þau lesin þaðan;
3. Lesgögnin eru send til gestgjafans.

Að skrifa gögn þegar lesskyndiminni er notað

1. Skrifbeiðni frá gestgjafanum berst stjórnandann;
2. Gögn eru skrifuð á harða diska;
3. Svar sem gefur til kynna að upptaka hafi tekist er skilað til gestgjafans;
4. Á sama tíma er athugað hvort kubburinn sé „heitur“ (Byggðu-á-skrifa-þröskuldur færibreytan er borin saman). Ef já, þá er það afritað í SSD skyndiminni til notkunar síðar.

Að skrifa gögn þegar les+skrif skyndiminni er notað

1. Skrifbeiðni frá gestgjafanum berst stjórnandann;
2. Gögn eru skrifuð í SSD skyndiminni;
3. Svar sem gefur til kynna að upptaka hafi tekist er skilað til gestgjafans;
4. Gögn úr SSD skyndiminni eru skrifuð á harða diska í bakgrunni;

Athugaðu í aðgerð

Prófstandur

2 netþjónar (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / vinnsluminni: 32GB) eru tengdir með tveimur tengjum í gegnum Fibre Channel 16G beint við XCubeSAN XS5224D geymslukerfið (16GB vinnsluminni/stýring).

Við notuðum 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, sameina í RAID5 (15+1), fyrir gagnafylki og 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100GB/SAS sem ca.

2 bindi voru búin til: eitt fyrir hvern netþjón.

Próf 1. Skrifvarinn SSD skyndiminni frá 1-8 SSD diskum

SSD skyndiminni

• I/O tegund: Sérsnið
• Stærð skyndiminniblokkar: 4MB
• Þröskuldur íbúa við lestur: 1
• Þröskuldur fyrir fyllingu við skrif: 0

I/O mynstur

• Verkfæri: IOmeter V1.1.0
• Starfsmenn: 1
• Framúrskarandi (Biðröðardýpt): 128
• Aðgangslýsingar: 4KB, 100% lesið, 100% handahófi

Fræðilega séð, því fleiri SSD diskar í skyndiminni, því meiri afköst. Í reynd hefur þetta verið staðfest. Eina marktæka aukningin á fjölda SSD diska með litlu magni leiðir ekki til sprengiáhrifa.

Prófaðu 2. SSD skyndiminni í lestur + skrifham með 2-8 SSD diskum

SSD skyndiminni

• I/O tegund: Sérsnið
• Stærð skyndiminniblokkar: 4MB
• Þröskuldur íbúa við lestur: 1
• Þröskuldur fyrir fyllingu við skrif: 1

I/O mynstur

• Verkfæri: IOmeter V1.1.0
• Starfsmenn: 1
• Framúrskarandi (Biðröðardýpt): 128
• Aðgangslýsingar: 4KB, 100% skrif, 100% handahófi

Sama niðurstaða: sprengilegur frammistöðuvöxtur og stigstærð eftir því sem SSD-diskum fjölgar.

Í báðum prófunum var magn vinnugagna minna en heildarstærð skyndiminni. Þess vegna, með tímanum, voru allar blokkir afritaðar í skyndiminni. Og verkið var reyndar þegar unnið með SSD diskum, nánast án þess að hafa áhrif á harða diska. Tilgangur þessara prófa var að sýna skýrt fram á árangur þess að hita upp skyndiminni og stækka frammistöðu þess eftir fjölda SSD diska.

Nú skulum við koma aftur til jarðar og athuga raunhæfari aðstæður, þegar gagnamagnið er stærra en skyndiminni. Til þess að prófið standist á hæfilegum tíma (upphitunartímabil skyndiminni eykst mikið eftir því sem hljóðstyrkurinn eykst), munum við takmarka hljóðstyrkinn við 120GB.

Próf 3. Gagnagrunnshermi

SSD skyndiminni

• I/O tegund: Gagnagrunnur
• Stærð skyndiminniblokkar: 1MB
• Þröskuldur íbúa við lestur: 2
• Þröskuldur fyrir fyllingu við skrif: 1

I/O mynstur

• Verkfæri: IOmeter V1.1.0
• Starfsmenn: 1
• Framúrskarandi (Biðröðardýpt): 128
• Aðgangslýsingar: 8KB, 67% lesið, 100% handahófi

Úrskurður

Augljós niðurstaða er auðvitað góð skilvirkni þess að nota SSD skyndiminni til að bæta afköst hvers geymslukerfis. Sótti um QSAN XCubeSAN Þessi yfirlýsing á við að fullu: SSD skyndiminni aðgerðin er útfærð fullkomlega. Þetta varðar stuðning við lestur og lestur + skrifa stillingar, sveigjanlegar stillingar fyrir hvaða notkunaratburðarás sem er, sem og heildarframmistöðu kerfisins í heild. Þess vegna, fyrir mjög sanngjarnan kostnað (leyfisverðið er sambærilegt við kostnað við 1-2 SSD), geturðu aukið heildarafköst verulega.

Heimild: www.habr.com