Technologien fir d'Performance ze verbesseren baséiert op der Benotzung vun SSDs a wäit an de Späichersystemer benotzt goufen laang erfonnt. Als éischt ass et d'Benotzung vun SSD als Späicherplatz, wat 100% effektiv ass, awer deier. Dofir gi midd an Caching Technologien benotzt, wou SSDs nëmme fir déi populärste ("waarm") Daten benotzt ginn. Tiering ass gutt fir Szenarie vu laangfristeg (Deeg-Wochen) Benotzung vun "waarm" Daten. Caching, am Géigendeel, ass fir kuerzfristeg (Minuten-Stonnen) Benotzung. Béid vun dësen Optiounen sinn am Stockage System ëmgesat . An dësem Artikel wäerte mir d'Ëmsetzung vum zweeten Algorithmus kucken - .
D'Essenz vun der SSD Caching Technologie ass d'Benotzung vun SSDs als Zwësche Cache tëscht Festplazen an dem RAM vum Controller. D'Performance vun der SSD ass natierlech manner wéi d'Performance vum eegene Cache vum Controller, awer de Volume ass eng Uerdnung vun der Gréisst méi héich. Dofir kréie mir e gewësse Kompromëss tëscht Geschwindegkeet a Volumen.
Indikatiounen fir SSD Cache ze benotzen fir ze liesen:
- D'Prédominanz vu Liesoperatiounen iwwer Schreifoperatioune (meeschtens typesch fir Datenbanken a Webapplikatiounen);
- D'Präsenz vun engem Flaschenhals a Form vun der Leeschtung vun der Festplack Array;
- D'Quantitéit vun néideg Daten ass manner wéi d'Gréisst vum SSD Cache.
D'Indikatiounen fir e Lies + Schreiwen SSD Cache ze benotzen sinn déiselwecht, ausser fir d'Natur vun den Operatiounen - gemëschten Typ (zum Beispill Dateiserver).
Déi meescht Späicherverkeefer benotze just SSD-Cache an hire Produkter. De fundamentalen Ënnerscheed Si bidden och d'Fäegkeet fir de Cache ze benotzen fir ze schreiwen. Fir d'SSD-Caching-Funktionalitéit an QSAN-Späichersystemer z'aktivéieren, musst Dir eng separat Lizenz kafen (elektronesch geliwwert).
Den SSD Cache an XCubeSAN gëtt kierperlech a Form vun getrennten SSD Cache Pools implementéiert. Et kënne bis zu véier vun hinnen am System sinn. All Pool benotzt natierlech säin eegene Set vun SSDs. A schonn an den Eegeschafte vun der virtueller Scheif bestëmmen mir ob et e Cache-Pool benotzt a wéi eng. D'Aktivéieren an deaktivéieren vum Cache Notzung fir Bänn kann online gemaach ginn ouni I/O ze stoppen. Dir kënnt och waarm SSDs an de Pool addéieren an se vun do ewechhuelen. Wann Dir en SSD Pool Cache erstellt, musst Dir wielen a wéi engem Modus et funktionnéiert: nëmmen liesen oder liesen + schreiwen. Seng kierperlech Organisatioun hänkt dovun of. Well et e puer Cache-Pools kënne sinn, kann hir Funktionalitéit anescht sinn (dat ass, de System kann souwuel liesen a liesen + schreiwen Cache-Pools zur selwechter Zäit hunn).
Wann e Read-only Cache Pool benotzt gëtt, kann et aus 1-8 SSDs besteet. Disks mussen net vun der selwechter Kapazitéit an dem selwechte Verkeefer sinn, well se an eng NRAID + Struktur kombinéiert sinn. All SSDs am Pool sinn gedeelt. De System probéiert onofhängeg opkommend Ufroen tëscht all SSDs parallel ze maachen fir maximal Leeschtung ze erreechen. Wann ee vun den SSDs feelt, geschitt näischt Schlechtes: schliisslech enthält de Cache nëmmen eng Kopie vun den Donnéeën, déi op der Array vun Festplazen gespäichert sinn. Et ass just datt de Betrag vum verfügbaren SSD Cache erofgeet (oder null gëtt wann Dir den originelle SSD Cache vun engem Drive benotzt).
Wann de Cache fir Lies + Schreifoperatioune benotzt gëtt, da sollt d'Zuel vun SSDs am Pool e Multiple vun zwee sinn, well d'Inhalter op Puer vun Drive gespigelt ginn (d'NRAID 1+ Struktur gëtt benotzt). D'Duplizéieren vum Cache ass néideg, well et kann Donnéeën enthalen déi nach net op d'Harddisken geschriwwe goufen. An an dësem Fall, Echec vun der SSD aus dem Cache Pool géif zu Informatiounsverloscht féieren. Am Fall vun NRAID 1+ wäert e Feeler vun der SSD einfach dozou féieren datt de Cache an e Lies-nëmmen Zoustand transferéiert gëtt, mat ongeschriwwenen Donnéeën op d'Hard Drive Array gedumpt. Nodeems Dir déi fehlerhafter SSD ersat huet, geet de Cache zréck an säin ursprénglechen Operatiounsmodus. Iwwregens, fir méi Sécherheet, kënnt Dir engagéiert waarm Ersatzstécker zu engem liesen + schreiwen Cache zougewisen.
Wann Dir d'SSD-Caching-Funktioun am XCubeSAN benotzt, ginn et eng Rei Ufuerderunge fir d'Quantitéit un Erënnerung vu Späicherkontroller: wat méi Systemspeicher, dest méi grouss ass de Cache-Pool verfügbar.
Am Géigesaz zu de meeschte Späichersystemhersteller, déi nëmmen eng Optioun ubidden fir den SSD Cache auszeschalten / auszeschalten, bitt QSAN méi Optiounen. Besonnesch kënnt Dir de Cache-Operatiounsmodus auswielen ofhängeg vun der Natur vun der Laascht. Et ginn dräi Preset Templates déi am nootste sinn an hirer Operatioun un déi entspriechend Servicer: Datebank, Dateiesystem, Webservice. Zousätzlech kann den Administrator säin eegene Profil erstellen andeems Dir déi erfuerderlech Parameterwäerter setzt:
- Block Gréisst (Cache Block Gréisst) - 1/2/4 MB
- Unzuel vun Ufroe fir e Block ze liesen sou datt et an de Cache kopéiert gëtt (Populate-on-Read Threshold) - 1..4
- Unzuel vun Ufroe fir e Block ze schreiwen sou datt et an de Cache kopéiert gëtt (Populate-on-Write Threshold) - 0..4
Profiler kënnen op der Flucht geännert ginn, awer, natierlech, mam Inhalt vum Cache zréckgesat a seng nei "Erwiermung".
Wann Dir de Prinzip vun der Operatioun vum SSD Cache berücksichtegt, kënne mir d'Haaptoperatioune Highlight wann Dir domat schafft:
Liest Daten wann se net am Cache sinn
- Eng Ufro vum Host kënnt bei de Controller;
- Well déi ugefrote sinn net am SSD Cache, gi se vun den Festplazen gelies;
- D'Liesdaten ginn un den Host geschéckt. Zur selwechter Zäit gëtt e Scheck gemaach fir ze kucken ob dës Blöcke "waarm" sinn;
- Wann jo, da gi se an den SSD Cache kopéiert fir weider ze benotzen.
Liest Daten wann se am Cache präsent sinn
- Eng Ufro vum Host kënnt bei de Controller;
- Well déi ugefrote Donnéeën am SSD Cache sinn, gi se vun do gelies;
- D'Liesdaten ginn un den Host geschéckt.
Schreift Daten wann Dir Liescache benotzt
- Eng Schreifufro vum Host kënnt op de Controller;
- Daten ginn op Festplazen geschriwwe;
- Eng Äntwert, déi eng erfollegräich Opnam beweist, gëtt dem Host zréckginn;
- Zur selwechter Zäit gëtt gepréift ob de Block "waarm" ass (de Populate-on-Write Threshold Parameter gëtt verglach). Wann jo, da gëtt et an den SSD Cache kopéiert fir spéider ze benotzen.
Schreiwen Daten wann Dir e Lies + Schreif Cache benotzt
- Eng Schreifufro vum Host kënnt op de Controller;
- Daten ginn an den SSD Cache geschriwwe;
- Eng Äntwert, déi eng erfollegräich Opnam beweist, gëtt dem Host zréckginn;
- Daten aus dem SSD Cache ginn op Festplazen am Hannergrond geschriwwe;
Check an Aktioun
Teststand
2 Serveren (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) sinn duerch zwee Ports iwwer Fibre Channel 16G direkt un den XCubeSAN XS5224D Späichersystem (16GB RAM / Controller) verbonnen.
Mir hunn 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, kombinéiert an RAID5 (15+1), fir d'Datenarray an 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, 100GB / SAS als caché benotzt,
2 Bänn goufen erstallt: ee fir all Server.
Test 1. Read-nëmmen SSD Cache vun 1-8 SSDs
SSD Cache
- ech / O Typ: Personnalisatioun
- Cache Block Gréisst: 4MB
- Populatioun-op-liesen Schwell: 1
- Bevëlkerung-op-schreiwen Schwell: 0
I/O Muster
- Tool: IOmeter V1.1.0
- Aarbechter: 1
- Ausgezeechent (Queue Déift): 128
- Zougang Spezifikatioune: 4KB, 100% liesen, 100% Zoufall
An der Theorie, wat méi SSDs am Cache-Pool, wat méi héich ass d'Performance. An der Praxis ass dëst bestätegt. Déi eenzeg bedeitend Erhéijung vun der Unzuel vun SSDs mat enger klenger Zuel vu Bänn féiert net zu engem explosive Effekt.
Test 2. SSD Cache am liesen + schreiwen Modus mat 2-8 SSDs
SSD Cache
- ech / O Typ: Personnalisatioun
- Cache Block Gréisst: 4MB
- Populatioun-op-liesen Schwell: 1
- Bevëlkerung-op-schreiwen Schwell: 1
I/O Muster
- Tool: IOmeter V1.1.0
- Aarbechter: 1
- Ausgezeechent (Queue Déift): 128
- Zougang Spezifikatioune: 4KB, 100% Schreiwen, 100% Zoufall
Datselwecht Resultat: explosive Performance Wuesstum a Skaléieren wéi d'Zuel vun SSDs eropgeet.
A béiden Tester war d'Quantitéit un Aarbechtsdaten manner wéi déi total Cachegréisst. Dofir, mat der Zäit, goufen all Block an de Cache kopéiert. An d'Aarbecht, tatsächlech, gouf scho mat SSDs duerchgefouert, praktesch ouni Festplazen ze beaflossen. Den Zweck vun dësen Tester war d'Effizienz vun der Erwiermung vum Cache kloer ze demonstréieren an seng Leeschtung ofhängeg vun der Unzuel vun SSDs ze skaléieren.
Loosst eis elo zréck op d'Äerd kommen an eng méi realistesch Situatioun kucken, wann d'Quantitéit un Daten méi grouss ass wéi d'Cachegréisst. Fir datt den Test an enger raisonnabeler Zäit passéiert (d'Cache "Wärm-up" Period erhéicht staark wéi d'Volumengréisst eropgeet), wäerte mir d'Volumengréisst op 120GB limitéieren.
Test 3. Datebank Emulatioun
SSD Cache
- I/O Typ: Datebank
- Cache Block Gréisst: 1MB
- Populatioun-op-liesen Schwell: 2
- Bevëlkerung-op-schreiwen Schwell: 1
I/O Muster
- Tool: IOmeter V1.1.0
- Aarbechter: 1
- Ausgezeechent (Queue Déift): 128
- Zougang Spezifikatioune: 8KB, 67% liesen, 100% Zoufall
Verdikt
Déi offensichtlech Conclusioun ass natierlech déi gutt Effizienz fir en SSD Cache ze benotzen fir d'Performance vun all Späichersystem ze verbesseren. Applizéiert op Dës Ausso gëllt voll: d'SSD Caching Funktioun ass perfekt implementéiert. Dëst betrëfft Ënnerstëtzung fir Lies- a Lies- + Schreifmodus, flexibel Astellunge fir all Benotzungsszenario, souwéi d'Gesamtleistung vum System als Ganzt. Dofir, fir eng ganz raisonnabel Käschte (de Lizenzpräis ass vergläichbar mat de Käschte vun 1-2 SSDs), kënnt Dir d'Gesamtleistung wesentlech erhéijen.
Source: will.com