SSD дисктерин колдонууга негизделген жана сактоо тутумдарында кеңири колдонулган өндүрүмдүүлүктү жакшыртуу технологиялары көптөн бери ойлоп табылган. Биринчиден, бул SSDди сактоо мейкиндиги катары колдонуу, ал 100% натыйжалуу, бирок кымбат. Ошондуктан, чарчоо жана кэш технологиялары колдонулат, мында SSDлер эң популярдуу («ысык») маалыматтар үчүн гана колдонулат. Тирлөө "ысык" маалыматтарды узак мөөнөттүү (күн-жума) колдонуу сценарийлери үчүн жакшы. Кэштөө, тескерисинче, кыска мөөнөттүү (мүнөт-саат) колдонуу үчүн. Бул эки вариант тең сактоо тутумунда ишке ашырылат . Бул макалада биз экинчи алгоритмин ишке ашырууну карап чыгабыз - .
SSD кэштөө технологиясынын маңызы - SSD дисктерин катуу дисктер менен контроллердин оперативдүү эс тутумунун ортосундагы аралык кэш катары колдонуу. SSDдин өндүрүмдүүлүгү, албетте, контроллердин жеке кэшинин иштешинен төмөн, бирок көлөмү чоңураак. Ошондуктан, биз ылдамдык менен көлөмдүн ортосунда белгилүү бир компромисске ээ болобуз.
Окуу үчүн SSD кэшин колдонуу көрсөткүчтөрү:
- Жазуу операцияларына караганда окуу операцияларынын басымдуулугу (көбүнчө маалымат базаларына жана веб-тиркемелерге мүнөздүү);
- Катуу диск массивинин иштөө түрүндөгү тоскоолдуктун болушу;
- Керектүү маалыматтардын көлөмү SSD кэшинин көлөмүнөн азыраак.
Окуу+жазуу SSD кэшин колдонуунун көрсөткүчтөрү бирдей, операциялардын мүнөзүн кошпогондо – аралаш типтеги (мисалы, файл сервери).
Көпчүлүк сактагыч сатуучулар өнүмдөрүндө окуу үчүн гана SSD кэшин колдонушат. Негизги айырма Алар ошондой эле жазуу үчүн кэш колдонуу мүмкүнчүлүгүн камсыз кылат. QSAN сактоо тутумдарында SSD кэштөө функциясын активдештирүү үчүн сиз өзүнчө лицензияны (электрондук түрдө берилген) сатып алышыңыз керек.
XCubeSANдагы SSD кэш физикалык жактан өзүнчө SSD кэш бассейндери түрүндө ишке ашырылат. Системада алардын төрткө чейин болушу мүмкүн. Ар бир бассейн, албетте, өзүнүн SSD топтомун колдонот. Ал эми виртуалдык дисктин касиеттеринен биз анын кэш пулун колдонобу же жокпу, кайсынысын аныктайбыз. Көлөмдөр үчүн кэш колдонууну иштетүү жана өчүрүү I/Oну токтотпостон онлайн режиминде жүргүзүлүшү мүмкүн. Сиз ошондой эле бассейнге SSDлерди ысык кошуп, аларды ошол жерден алып салсаңыз болот. SSD бассейн кэшин түзүп жатканда, ал кандай режимде иштей турганын тандашыңыз керек: окуу үчүн гана же окуу+жазуу. Анын физикалык уюштурулушу ушундан көз каранды. Бир нече кэш-пулдар болушу мүмкүн болгондуктан, алардын функционалдуулугу ар кандай болушу мүмкүн (башкача айтканда, система бир эле учурда окуу жана окуу+жазуу кэш бассейндерине ээ болушу мүмкүн).
Эгер окуу үчүн гана кэш пулу колдонулса, ал 1-8 SSDден турушу мүмкүн. Дисктер NRAID+ структурасына бириктирилгендиктен, бирдей кубаттуулукта жана бир сатуучу болбошу керек. Бассейндеги бардык SSD'лер бөлүшүлгөн. Система өз алдынча максималдуу өндүрүмдүүлүккө жетишүү үчүн бардык SSD дисктеринин ортосунда келген суроо-талаптарды параллелдештирүүгө аракет кылат. Эгерде SSD дисктеринин бири иштебей калса, анда эч кандай жаман нерсе болбойт: баары бир, кэш катуу дисктердин массивинде сакталган маалыматтардын көчүрмөсүн гана камтыйт. Бул жөн гана жеткиликтүү SSD кэшинин көлөмү азаят (же бир дисктен баштапкы SSD кэшин колдонсоңуз, нөлгө айланат).
Эгерде кэш окуу + жазуу операциялары үчүн колдонулса, анда бассейндеги SSD дисктеринин саны экиге эсе көп болушу керек, анткени мазмун жуп дисктерде чагылдырылган (NRAID 1+ түзүмү колдонулат). Кэшти кайталоо зарыл, анткени ал катуу дисктерге жазыла элек маалыматтарды камтышы мүмкүн. Жана бул учурда, кэш бассейнинен SSD иштебей калышы маалыматтын жоголушуна алып келет. NRAID 1+ болгон учурда, SSD иштебей калса, кэш жөн гана окуу үчүн гана абалга өтүп, жазылбаган маалыматтар катуу диск массивине ташталат. Бузулган SSDди алмаштыргандан кийин, кэш баштапкы иштөө режимине кайтып келет. Баса, көбүрөөк коопсуздук үчүн, сиз окуу + жазуу кэшине атайын ысык запастарды дайындай аласыз.
XCubeSANда SSD кэштөө функциясын колдонууда сактоо контроллерлорунун эстутумунун көлөмүнө бир катар талаптар коюлат: тутумдук эстутум канчалык көп болсо, кэш пулу ошончолук чоң болот.
SSD кэшин күйгүзүү/өчүрүү мүмкүнчүлүгүн сунуш кылган көпчүлүк сактоо тутумунун өндүрүүчүлөрүнөн айырмаланып, QSAN көбүрөөк мүмкүнчүлүктөрдү берет. Атап айтканда, жүктүн мүнөзүнө жараша кэш иштөө режимин тандай аласыз. Өзүнүн иштеши боюнча тиешелүү кызматтарга эң жакын болгон үч алдын ала коюлган шаблон бар: маалымат базасы, файл системасы, веб-сервис. Мындан тышкары, администратор керектүү параметр маанилерин коюу менен өзүнүн профилин түзө алат:
- Блоктун өлчөмү (Кэш блогунун өлчөмү) – 1/2/4 МБ
- Блокту кэшке көчүрүү үчүн окууга болгон суроо-талаптардын саны (Populate-on-Read Threshold) – 1..4
- Блокту кэшке көчүрүү үчүн жазуу өтүнүчтөрүнүн саны (Pulate-on-Write Threshold) – 0..4
Профилдерди тез эле өзгөртүүгө болот, бирок, албетте, кэштин мазмуну жана анын жаңы "жылытуусу" менен.
SSD кэшинин иштөө принцибин эске алып, аны менен иштөөдө негизги операцияларды бөлүп көрсөк болот:
Маалымат кэште жок болгондо окуу
- Контроллерге хосттон суроо-талап келет;
- Суралгандар SSD кэшинде болбогондуктан, алар катуу дисктерден окулат;
- Окулган маалыматтар хостко жөнөтүлөт. Ошол эле учурда, бул блоктордун "ысык" экендигин текшерүү жүргүзүлөт;
- Ооба болсо, анда алар андан ары колдонуу үчүн SSD кэшине көчүрүлөт.
Маалымат кэште болгондо окуңуз
- Контроллерге хосттон суроо-талап келет;
- Суралган маалыматтар SSD кэшинде болгондуктан, ал жерден окулат;
- Окулган маалыматтар хостко жөнөтүлөт.
Окуу кэшин колдонууда маалыматтарды жазуу
- Хосттан жазуу өтүнүчү контроллерге келет;
- Маалыматтар катуу дисктерге жазылат;
- Ийгиликтүү жазууну көрсөткөн жооп хостко кайтарылат;
- Ошол эле учурда блоктун “ысык” экендиги текшерилет (Жазууга толтуруу босогосу параметри салыштырылат). Ооба болсо, анда ал кийинчерээк колдонуу үчүн SSD кэшине көчүрүлөт.
Окуу+жазуу кэшин колдонууда маалыматтарды жазуу
- Хосттан жазуу өтүнүчү контроллерге келет;
- Маалыматтар SSD кэшине жазылат;
- Ийгиликтүү жазууну көрсөткөн жооп хостко кайтарылат;
- SSD кэшинен алынган маалыматтар фонунда катуу дисктерге жазылат;
Иш-аракетти текшерүү
Сыноочу стенд
2 сервер (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) Fiber Channel 16G аркылуу эки порт аркылуу XCubeSAN XS5224D сактоо тутумуна түздөн-түз туташтырылган (16 ГБ оперативдүү эс тутум/контроллер).
Биз RAID16 (500+0001) менен бириктирилген 500 x Seagate Constellation ES, ST6NM5, 15GB, SAS 1Gb/s колдондук, маалымат массивине жана 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, S100, S12b, ass.
2 том түзүлдү: ар бир сервер үчүн бирден.
Сыноо 1. 1-8 SSDден окуу үчүн гана SSD кэши
SSD кэш
- I/O түрү: Ыңгайлаштыруу
- Кэш блогунун көлөмү: 4MB
- Окуу босогосу: 1
- Жазууда толтуруу босогосу: 0
I/O үлгүсү
- Курал: IOmeter V1.1.0
- Жумушчулар: 1
- Мыкты (Кезек тереңдиги): 128
- Мүмкүнчүлүктүн мүнөздөмөлөрү: 4KB, 100% окуу, 100% туш келди
Теориялык жактан алганда, кэш бассейнинде SSD канчалык көп болсо, ошончолук жогору болот. Иш жүзүндө бул тастыкталды. Бир аз көлөмдөгү SSD дисктеринин санынын бир гана олуттуу өсүшү жарылуучу эффектке алып келбейт.
Сыноо 2. 2-8 SSD менен окуу + жазуу режиминде SSD кэши
SSD кэш
- I/O түрү: Ыңгайлаштыруу
- Кэш блогунун көлөмү: 4MB
- Окуу босогосу: 1
- Жазууда толтуруу босогосу: 1
I/O үлгүсү
- Курал: IOmeter V1.1.0
- Жумушчулар: 1
- Мыкты (Кезек тереңдиги): 128
- Мүмкүнчүлүктүн мүнөздөмөлөрү: 4KB, 100% жазуу, 100% туш келди
Ошол эле натыйжа: SSDлердин саны көбөйгөн сайын жарылуучу өндүрүмдүүлүктүн өсүшү жана масштабы.
Эки сыноодо тең жумушчу маалыматтардын көлөмү кэштин жалпы көлөмүнөн азыраак болгон. Ошондуктан, убакыттын өтүшү менен, бардык блоктор кэшке көчүрүлгөн. Ал эми иш, чындыгында, SSDs менен иш жүзүндө катуу дисктерге таасир этпестен аткарылган. Бул тесттердин максаты кэшти жылытуунун жана SSDлердин санына жараша анын иштешин масштабдаштыруунун натыйжалуулугун так көрсөтүү болгон.
Эми жерге кайтып келип, маалыматтын көлөмү кэштин көлөмүнөн чоңураак болгон реалдуу жагдайды текшерели. Сыноо акылга сыярлык убакытта өтүшү үчүн (көлөмдүн көлөмү чоңойгон сайын кэш "жылытуу" мезгили чоңойот), биз көлөмдүн көлөмүн 120 ГБ чейин чектейбиз.
Тест 3. Берилиштер базасын эмуляциялоо
SSD кэш
- I/O түрү: Маалыматтар базасы
- Кэш блогунун көлөмү: 1MB
- Окуу босогосу: 2
- Жазууда толтуруу босогосу: 1
I/O үлгүсү
- Курал: IOmeter V1.1.0
- Жумушчулар: 1
- Мыкты (Кезек тереңдиги): 128
- Мүмкүнчүлүктүн мүнөздөмөлөрү: 8KB, 67% окуу, 100% туш келди
өкүм
Албетте, ачык-айкын корутунду - ар кандай сактоо тутумунун иштешин жакшыртуу үчүн SSD кэшин колдонуунун жакшы натыйжалуулугу. карата колдонулат Бул билдирүү толугу менен колдонулат: SSD кэштөө функциясы эң сонун аткарылган. Бул окуу жана окуу + жазуу режимдерин колдоого, ар кандай колдонуу сценарийи үчүн ийкемдүү орнотууларга, ошондой эле бүтүндөй системанын жалпы иштешине тиешелүү. Ошондуктан, абдан акылга сыярлык наркы үчүн (лицензия баасы 1-2 SSD наркы менен салыштырууга болот), сиз олуттуу жалпы өндүрүмдүүлүгүн жогорулатууга болот.
Source: www.habr.com