Teknologi kanggo ningkatake kinerja adhedhasar panggunaan SSD lan akeh digunakake ing sistem panyimpenan wis suwe diciptakake. Kaping pisanan, nggunakake SSD minangka ruang panyimpenan, sing 100% efektif, nanging larang. Mulane, teknologi tiring lan caching digunakake, ing ngendi SSD digunakake mung kanggo data sing paling populer ("panas"). Tiering apik kanggo skenario panggunaan data "panas" jangka panjang (dina-minggu). Caching, sebaliknya, kanggo panggunaan jangka pendek (menit-jam). Loro-lorone opsi kasebut dileksanakake ing sistem panyimpenan . Ing artikel iki kita bakal katon ing implementasine saka algoritma kapindho - .
Inti saka teknologi caching SSD yaiku nggunakake SSD minangka cache penengah antarane hard drive lan RAM controller. Kinerja SSD, mesthi, luwih murah tinimbang kinerja cache controller dhewe, nanging volume minangka urutan gedhene sing luwih dhuwur. Mulane, kita entuk kompromi tartamtu antarane kacepetan lan volume.
Indikasi kanggo nggunakake cache SSD kanggo maca:
- Dominasi operasi maca tinimbang operasi nulis (paling asring khas kanggo basis data lan aplikasi web);
- Ngarsane bottleneck ing wangun kinerja array hard drive;
- Jumlah data sing dibutuhake kurang saka ukuran cache SSD.
Indikasi kanggo nggunakake cache SSD diwaca + tulis padha, kajaba sifat operasi - jinis campuran (contone, server file).
Umume vendor panyimpenan nggunakake cache SSD mung diwaca ing produke. Bentenipun dhasar Padha nyedhiyakake kemampuan kanggo nggunakake cache kanggo nulis uga. Kanggo ngaktifake fungsi caching SSD ing sistem panyimpenan QSAN, sampeyan kudu tuku lisensi kapisah (diwenehake kanthi elektronik).
Cache SSD ing XCubeSAN dileksanakake sacara fisik ing wangun blumbang cache SSD sing kapisah. Bisa uga ana nganti papat ing sistem kasebut. Saben blumbang, mesthi, nggunakake pesawat SSDs dhewe. Lan wis ana ing sifat disk virtual, kita nemtokake manawa bakal nggunakake blumbang cache lan sing endi. Ngaktifake lan mateni panggunaan cache kanggo volume bisa ditindakake kanthi online tanpa mandheg I/O. Sampeyan uga bisa panas nambah SSDs kanggo blumbang lan mbusak saka ing kono. Nalika nggawe cache blumbang SSD, sampeyan kudu milih mode apa sing bakal digunakake: mung diwaca utawa diwaca + tulis. Organisasi fisike gumantung marang iki. Amarga ana sawetara blumbang cache, fungsine bisa beda-beda (yaiku, sistem kasebut bisa maca lan maca + nulis blumbang cache ing wektu sing padha).
Yen blumbang cache diwaca mung digunakake, bisa kalebu 1-8 SSDs. Disk ora kudu kapasitas padha lan vendor padha, lagi digabungake menyang NRAID + struktur. Kabeh SSDs ing blumbang dienggo bareng. Sistem kasebut kanthi mandiri nyoba paralel panjaluk sing mlebu ing antarane kabeh SSD kanggo entuk kinerja maksimal. Yen salah sawijining SSD gagal, ora ana sing bakal kelakon: sawise kabeh, cache mung ngemot salinan data sing disimpen ing macem-macem hard drive. Mung jumlah cache SSD sing kasedhiya bakal suda (utawa dadi nol yen nggunakake cache SSD asli saka siji drive).
Yen cache digunakake kanggo maca + nulis operasi, banjur nomer SSDs ing blumbang kudu kaping loro, wiwit isi mirrored ing pasangan drive (struktur NRAID 1+ digunakake). Duplikat cache perlu amarga bisa ngemot data sing durung ditulis ing hard drive. Lan ing kasus iki, Gagal SSD saka blumbang cache bakal mimpin kanggo mundhut informasi. Ing kasus NRAID 1+, kegagalan SSD mung bakal nyebabake cache ditransfer menyang status mung diwaca, kanthi data sing ora ditulis dibuwang menyang susunan hard drive. Sawise ngganti SSD sing rusak, cache bakal bali menyang mode operasi asli. Miturut cara, kanggo keamanan sing luwih gedhe, sampeyan bisa nemtokake spare panas khusus menyang cache maca + nulis.
Nalika nggunakake fungsi caching SSD ing XCubeSAN, ana sawetara syarat kanggo jumlah memori pengontrol panyimpenan: luwih akeh sistem memori, luwih gedhe blumbang cache bakal kasedhiya.
Boten kados manufaktur sistem panyimpenan paling, sing mung nawakake pilihan kanggo nguripake / mateni cache SSD, QSAN menehi opsi liyane. Utamane, sampeyan bisa milih mode operasi cache gumantung saka sifat beban. Ana telung template prasetel sing paling cedhak ing operasi kanggo layanan sing cocog: database, sistem file, layanan web. Kajaba iku, administrator bisa nggawe profil dhewe kanthi nyetel nilai parameter sing dibutuhake:
- Ukuran blok (Ukuran Blok Cache) - 1/2/4 MB
- Jumlah panjalukan kanggo maca blok supaya disalin menyang cache (Populate-on-Read Threshold) - 1..4
- Jumlah panjalukan kanggo nulis blok supaya disalin menyang cache (Populate-on-Write Threshold) - 0..4
Profil bisa diganti kanthi cepet, nanging, mesthi, kanthi isi reset cache lan "pemanasan" anyar.
Ngelingi prinsip operasi cache SSD, kita bisa nyorot operasi utama nalika nggarap:
Maca data nalika ora ana ing cache
- A request saka inang arrives ing controller;
- Wiwit sing dijaluk ora ana ing cache SSD, diwaca saka hard drive;
- Data sing diwaca dikirim menyang host. Ing wektu sing padha, mriksa digawe kanggo ndeleng yen pamblokiran iki "panas";
- Yen ya, banjur disalin menyang cache SSD supaya bisa digunakake maneh.
Maca data nalika ana ing cache
- A request saka inang arrives ing controller;
- Wiwit data sing dijaluk ana ing cache SSD, diwaca saka kono;
- Data sing diwaca dikirim menyang host.
Nulis data nalika nggunakake cache maca
- A request nulis saka inang teka ing controller;
- Data ditulis ing hard drive;
- Tanggepan sing nuduhake rekaman sukses bali menyang host;
- Ing wektu sing padha, dicenthang apa blok kasebut "panas" (parameter Ambang Populate-on-Write dibandhingake). Yen ya, banjur disalin menyang cache SSD kanggo nggunakake mengko.
Nulis data nalika nggunakake cache maca + tulis
- A request nulis saka inang teka ing controller;
- Data ditulis menyang cache SSD;
- Tanggepan sing nuduhake rekaman sukses bali menyang host;
- Data saka cache SSD ditulis menyang hard drive ing latar mburi;
Priksa ing tumindak
bangku test
2 server (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) disambungake dening rong bandar liwat Fiber Channel 16G langsung menyang sistem panyimpenan XCubeSAN XS5224D (16GB RAM / controller).
Kita nggunakake 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, digabungake ing RAID5 (15+1), kanggo susunan data lan 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100GB, SAS 12GB.
2 volume digawe: siji kanggo saben server.
Test 1. Cache SSD mung diwaca saka 1-8 SSD
Cache SSD
- Tipe I/O: Kustomisasi
- Ukuran Blok Cache: 4 MB
- Populate-on-read Ambang: 1
- Isi-ing-tulis Ambang: 0
Pola I/O
- Alat: IOmeter V1.1.0
- Buruh: 1
- Pinunjul (Antrian ambane): 128
- Spesifikasi Akses: 4KB, 100% Waca, 100% Random
Ing teori, luwih akeh SSD ing blumbang cache, kinerja sing luwih dhuwur. Ing laku, iki wis dikonfirmasi. Peningkatan mung sing signifikan ing jumlah SSD kanthi volume cilik ora nyebabake efek mbledhos.
Test 2. SSD cache ing diwaca + mode nulis karo 2-8 SSDs
Cache SSD
- Tipe I/O: Kustomisasi
- Ukuran Blok Cache: 4 MB
- Populate-on-read Ambang: 1
- Isi-ing-tulis Ambang: 1
Pola I/O
- Alat: IOmeter V1.1.0
- Buruh: 1
- Pinunjul (Antrian ambane): 128
- Spesifikasi Akses: 4KB, 100% Tulis, 100% Acak
Asil padha: wutah kinerja mbledhos lan scaling minangka nomer SSDs mundhak.
Ing loro tes, jumlah data sing digunakake kurang saka ukuran cache total. Mulane, liwat wektu, kabeh blok disalin menyang cache. Lan karya, nyatane, wis dileksanakake karo SSD, praktis tanpa mengaruhi hard drive. Tujuan saka tes kasebut yaiku kanthi jelas nuduhake efektifitas pemanasan cache lan skala kinerja gumantung saka jumlah SSD.
Saiki ayo bali menyang bumi lan mriksa kahanan sing luwih nyata, nalika jumlah data luwih gedhe tinimbang ukuran cache. Supaya tes bisa ngliwati wektu sing cukup (jaman "pemanasan" cache mundhak banget nalika ukuran volume mundhak), kita bakal mbatesi ukuran volume nganti 120GB.
Tes 3. Emulasi database
Cache SSD
- Tipe I/O: Database
- Ukuran Blok Cache: 1 MB
- Populate-on-read Ambang: 2
- Isi-ing-tulis Ambang: 1
Pola I/O
- Alat: IOmeter V1.1.0
- Buruh: 1
- Pinunjul (Antrian ambane): 128
- Spesifikasi Akses: 8KB, 67% Waca, 100% Random
Putusan
Kesimpulan sing jelas, mesthi, efisiensi apik nggunakake cache SSD kanggo nambah kinerja sistem panyimpenan apa wae. Ditrapake kanggo Pernyataan iki ditrapake kanthi lengkap: fungsi caching SSD diimplementasikake kanthi sampurna. Iki babagan dhukungan kanggo mode maca lan maca + nulis, setelan fleksibel kanggo skenario panggunaan apa wae, uga kinerja sistem sakabèhé. Mulane, kanggo biaya banget cukup (rega lisensi iso dibandhingke karo biaya 1-2 SSDs), sampeyan bisa Ngartekno nambah kinerja sakabèhé.
Source: www.habr.com