SSD ашиглах, хадгалах системд өргөн хэрэглэгддэг гүйцэтгэлийг сайжруулах технологиуд эрт дээр үеэс зохион бүтээгдсэн. Юуны өмнө энэ нь SSD-г хадгалах зай болгон ашиглах бөгөөд энэ нь 100% үр дүнтэй боловч үнэтэй байдаг. Тиймээс SSD-ийг зөвхөн хамгийн алдартай ("халуун") өгөгдөлд ашигладаг ядрах, кэшлэх технологийг ашигладаг. "Халуун" өгөгдлийн урт хугацааны (өдөр-долоо хоног) ашиглалтын хувилбаруудад шатлалт сайн байдаг. Кэш нь эсрэгээрээ богино хугацааны (минут-цаг) хэрэглээнд зориулагдсан. Эдгээр хоёр сонголтыг хадгалах системд хэрэгжүүлдэг . Энэ нийтлэлд бид хоёр дахь алгоритмын хэрэгжилтийг авч үзэх болно - .
SSD кэш технологийн мөн чанар нь SSD-г хатуу диск болон хянагчийн RAM хооронд завсрын кэш болгон ашиглах явдал юм. Мэдээжийн хэрэг SSD-ийн гүйцэтгэл нь хянагчийн өөрийн кэшийн гүйцэтгэлээс доогуур боловч эзлэхүүн нь илүү өндөр дараалалтай байдаг. Тиймээс бид хурд, эзлэхүүний хооронд тодорхой буулт хийдэг.
Уншихын тулд SSD кэш ашиглах заалтууд:
- Унших үйлдлүүдийн бичих үйлдлээс давамгайлах байдал (ихэвчлэн мэдээллийн сан болон вэб програмуудад түгээмэл байдаг);
- Хатуу дискний массивын гүйцэтгэлийн хэлбэрийн бөглөрөл байгаа эсэх;
- Шаардлагатай өгөгдлийн хэмжээ нь SSD кэшийн хэмжээнээс бага байна.
Унших+бичих SSD кэшийг ашиглах заалтууд нь үйлдлүүдийн шинж чанараас бусад тохиолдолд ижил байна - холимог төрөл (жишээлбэл, файлын сервер).
Ихэнх хадгалалтын үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүндээ зөвхөн унших боломжтой SSD кэшийг ашигладаг. Үндсэн ялгаа Тэд кэшийг бичихэд ашиглах боломжийг олгодог. QSAN хадгалах систем дэх SSD кэшийн функцийг идэвхжүүлэхийн тулд та тусдаа лиценз (цахим хэлбэрээр нийлүүлсэн) худалдаж авах ёстой.
XCubeSAN дахь SSD кэш нь бие даасан SSD кэшийн сан хэлбэрээр хэрэгждэг. Системд тэдгээрийн дөрөв хүртэл байж болно. Мэдээжийн хэрэг усан сан бүр өөрийн гэсэн SSD-г ашигладаг. Виртуал дискний шинж чанаруудаас бид кэшийн сан ашиглах эсэх, аль нь болохыг тодорхойлдог. Эзлэхүүнд кэш ашиглахыг идэвхжүүлэх, идэвхгүй болгох нь I/O-г зогсоохгүйгээр онлайнаар хийж болно. Та мөн SSD-г усан санд нэмж, тэндээс устгаж болно. SSD сангийн кэш үүсгэх үед та ямар горимд ажиллахаа сонгох хэрэгтэй: зөвхөн унших эсвэл унших+бичих. Түүний бие махбодийн зохион байгуулалт нь үүнээс хамаарна. Хэд хэдэн кэш сан байж болох тул тэдгээрийн ажиллагаа нь өөр байж болно (өөрөөр хэлбэл систем нь унших, унших + бичих кэшийн сангуудыг нэгэн зэрэг агуулж болно).
Зөвхөн уншигдах кэшийн сан ашигладаг бол 1-8 SSD-ээс бүрдэх боломжтой. Дискүүд нь NRAID+ бүтцэд нэгтгэгдсэн тул ижил хүчин чадалтай, ижил үйлдвэрлэгч байх албагүй. Усан сан дахь бүх SSD-г хуваалцдаг. Систем нь хамгийн их гүйцэтгэлд хүрэхийн тулд бүх SSD-ийн хооронд ирж буй хүсэлтийг бие даан зэрэгцүүлэхийг оролддог. Хэрэв SSD-ийн аль нэг нь бүтэлгүйтвэл муу зүйл тохиолдохгүй: эцэст нь кэш нь хатуу дискний массив дээр хадгалагдсан мэдээллийн хуулбарыг л агуулдаг. Зүгээр л боломжтой SSD кэшийн хэмжээ багасах болно (эсвэл нэг дискний анхны SSD кэшийг ашиглавал тэг болно).
Хэрэв кэшийг унших + бичих үйлдэлд ашигладаг бол агуулгыг хос хөтчүүд дээр толин тусгал хийдэг (NRAID 1+ бүтцийг ашигладаг) учир усан сан дахь SSD-ийн тоо хоёр дахин үржвэр байх ёстой. Хатуу дискэнд хараахан бичигдээгүй өгөгдлийг агуулж болзошгүй тул кэшийг хуулбарлах шаардлагатай. Мөн энэ тохиолдолд кэшийн сангаас SSD-ийн эвдрэл нь мэдээлэл алдагдахад хүргэдэг. NRAID 1+-ийн хувьд SSD-ийн эвдрэл нь кэшийг зөвхөн унших горимд шилжүүлж, бичигдээгүй өгөгдлийг хатуу дискний массив руу хаяхад хүргэдэг. Алдаатай SSD-г сольсны дараа кэш анхны үйлдлийн горим руугаа буцна. Дашрамд хэлэхэд, илүү аюулгүй байдлын үүднээс та унших + бичих кэшэд тусгай зориулалтын халуун сэлбэг хэрэгслийг оноож болно.
XCubeSAN-д SSD кэш хийх функцийг ашиглахдаа хадгалалтын хянагчийн санах ойн хэмжээнд хэд хэдэн шаардлага тавигддаг: системийн санах ой их байх тусам кэшийн сан их байх болно.
Зөвхөн SSD кэшийг асаах/унтраах сонголтыг санал болгодог ихэнх хадгалах системийн үйлдвэрлэгчдээс ялгаатай нь QSAN илүү олон сонголтыг санал болгодог. Ялангуяа та ачааллын шинж чанараас хамааран кэшийн ажиллах горимыг сонгож болно. Мэдээллийн сан, файлын систем, вэб үйлчилгээ зэрэг холбогдох үйлчилгээнүүдэд хамгийн ойр байдаг гурван урьдчилан тохируулсан загвар байдаг. Нэмж дурдахад администратор шаардлагатай параметрийн утгыг тохируулах замаар өөрийн профайлыг үүсгэж болно.
- Блокны хэмжээ (Кэш блокийн хэмжээ) – 1/2/4 МБ
- Блокыг кэш рүү хуулахын тулд унших хүсэлтийн тоо (уншихад бөглөх босго) – 1..4
- Блокыг кэш рүү хуулж бичих хүсэлтийн тоо (Pulate-on-Write Threshold) – 0..4
Профайлыг шууд өөрчлөх боломжтой, гэхдээ мэдээжийн хэрэг кэшийн агуулгыг дахин тохируулж, шинэ "дулаацах" үед.
SSD кэшийн ажиллах зарчмыг харгалзан бид түүнтэй ажиллахдаа үндсэн үйлдлүүдийг тодруулж болно.
Өгөгдлийг кэшэд байхгүй үед унших
- Зохицуулагчийн хүсэлт хянагч руу ирдэг;
- Хүссэн зүйлс нь SSD кэшэд байхгүй тул тэдгээрийг хатуу дискнээс уншдаг;
- Уншсан өгөгдлийг хост руу илгээдэг. Үүний зэрэгцээ эдгээр блокууд нь "халуун" эсэхийг шалгахын тулд шалгалт хийдэг;
- Хэрэв тийм бол тэдгээрийг цаашид ашиглахын тулд SSD кэш рүү хуулна.
Өгөгдлийг кэшэд байгаа үед нь уншина уу
- Зохицуулагчийн хүсэлт хянагч руу ирдэг;
- Хүссэн өгөгдөл нь SSD кэшэд байгаа тул тэндээс уншина;
- Уншсан өгөгдлийг хост руу илгээдэг.
Унших кэш ашиглах үед өгөгдөл бичих
- Хостоос бичих хүсэлт хянагч руу ирдэг;
- Өгөгдлийг хатуу диск рүү бичдэг;
- Амжилттай бичлэг хийсэн гэсэн хариултыг хост руу буцаана;
- Үүний зэрэгцээ блок "халуун" эсэхийг шалгана (Pulate-on-Write Threshold параметрийг харьцуулсан). Хэрэв тийм бол дараа нь ашиглахын тулд SSD кэш рүү хуулна.
Унших+бичих кэш ашиглах үед өгөгдөл бичих
- Хостоос бичих хүсэлт хянагч руу ирдэг;
- Өгөгдөл нь SSD кэш рүү бичигдсэн;
- Амжилттай бичлэг хийсэн гэсэн хариултыг хост руу буцаана;
- SSD кэшийн өгөгдлийг арын дэвсгэр дээр хатуу диск рүү бичдэг;
Үйлдлийг шалгах
Туршилтын тавиур
2 сервер (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) нь хоёр портоор Fiber Channel 16G-ээр шууд XCubeSAN XS5224D хадгалах системд (16GB RAM/хянагч) холбогдсон.
Бид 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s-ийг RAID5 (15+1)-д нэгтгэсэн, өгөгдлийн массив болон 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200GAS, S100GBche/ as ашигласан.
2 боть үүсгэсэн: сервер бүрт нэг.
Тест 1. 1-8 SSD-аас зөвхөн унших боломжтой SSD кэш
SSD кэш
- I/O төрөл: Өөрчлөн тохируулах
- Кэш блокийн хэмжээ: 4MB
- Уншсанаар дүүргэх босго: 1
- Бичлэг дээр бөглөх босго: 0
I/O загвар
- Хэрэгсэл: IOmeter V1.1.0
- Ажилчид: 1
- Онцлох (дарааллын гүн): 128
- Хандалтын үзүүлэлтүүд: 4KB, 100% Унших, 100% Санамсаргүй
Онолын хувьд кэшийн сан дахь SSD олон байх тусам гүйцэтгэл өндөр байх болно. Практикт энэ нь батлагдсан. Цөөн тооны эзэлхүүнтэй SSD-ийн тооны цорын ганц мэдэгдэхүйц өсөлт нь тэсрэх нөлөө үзүүлэхгүй.
Туршилт 2. 2-8 SSD-тэй унших + бичих горимд байгаа SSD кэш
SSD кэш
- I/O төрөл: Өөрчлөн тохируулах
- Кэш блокийн хэмжээ: 4MB
- Уншсанаар дүүргэх босго: 1
- Бичлэг дээр бөглөх босго: 1
I/O загвар
- Хэрэгсэл: IOmeter V1.1.0
- Ажилчид: 1
- Онцлох (дарааллын гүн): 128
- Хандалтын үзүүлэлтүүд: 4KB, 100% бичих, 100% санамсаргүй
Үүнтэй ижил үр дүн: SSD-ийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр гүйцэтгэлийн хурдацтай өсөлт, цар хүрээ нэмэгддэг.
Хоёр туршилтын хувьд ажлын өгөгдлийн хэмжээ нь кэшийн нийт хэмжээнээс бага байсан. Тиймээс цаг хугацаа өнгөрөхөд бүх блокуудыг кэш рүү хуулсан. Үнэндээ энэ ажил нь хатуу дискэнд нөлөөлөхгүйгээр SSD-ээр аль хэдийн хийгдсэн байсан. Эдгээр туршилтуудын зорилго нь кэшийг дулаацуулж, SSD-ийн тооноос хамааран түүний гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх үр нөлөөг тодорхой харуулах явдал байв.
Одоо дэлхий дээр буцаж ирээд өгөгдлийн хэмжээ кэшийн хэмжээнээс их байх үед илүү бодит байдлыг шалгацгаая. Туршилтыг боломжийн хугацаанд давахын тулд (эзлэхүүний хэмжээ ихсэх тусам кэш "дулаацах" хугацаа ихээхэн нэмэгддэг) бид эзлэхүүний хэмжээг 120 ГБ хүртэл хязгаарлах болно.
Тест 3. Өгөгдлийн сангийн эмуляци
SSD кэш
- I/O төрөл: Өгөгдлийн сан
- Кэш блокийн хэмжээ: 1MB
- Уншсанаар дүүргэх босго: 2
- Бичлэг дээр бөглөх босго: 1
I/O загвар
- Хэрэгсэл: IOmeter V1.1.0
- Ажилчид: 1
- Онцлох (дарааллын гүн): 128
- Хандалтын үзүүлэлтүүд: 8KB, 67% Унших, 100% Санамсаргүй
Шийдвэр гаргана
Мэдээжийн хэрэг, аливаа санах ойн системийн ажиллагааг сайжруулахын тулд SSD кэшийг ашиглах нь сайн үр дүн юм. -д хандсан Энэ мэдэгдэл нь бүрэн хамааралтай: SSD кэшийн функц төгс хэрэгжсэн. Энэ нь унших, унших + бичих горимуудын дэмжлэг, аливаа ашиглалтын хувилбарт уян хатан тохиргоо, түүнчлэн системийн ерөнхий гүйцэтгэлтэй холбоотой юм. Тиймээс маш боломжийн зардлаар (лицензийн үнийг 1-2 SSD-ийн үнэтэй харьцуулж болно) та ерөнхий гүйцэтгэлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой.
Эх сурвалж: www.habr.com