QSAN XCubeSAN भण्डारण प्रणालीमा SSD क्यासिङको कार्यान्वयन

SSDs को प्रयोगमा आधारित प्रदर्शन सुधार गर्न र भण्डारण प्रणालीहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने प्रविधिहरू लामो समयदेखि आविष्कार गरिएका छन्। सबैभन्दा पहिले, यो SSD को भण्डारण ठाउँको रूपमा प्रयोग हो, जुन 100% प्रभावकारी छ, तर महँगो छ। तसर्थ, थकाउने र क्यासिङ प्रविधिहरू प्रयोग गरिन्छ, जहाँ SSD हरू सबैभन्दा लोकप्रिय ("तातो") डाटाका लागि मात्र प्रयोग गरिन्छ। "तातो" डेटाको लामो-समय (दिन-हप्ता) प्रयोगको परिदृश्यहरूको लागि टियरिङ राम्रो छ। क्यासिङ, यसको विपरित, छोटो अवधि (मिनेट-घण्टा) प्रयोगको लागि हो। यी दुबै विकल्पहरू भण्डारण प्रणालीमा लागू हुन्छन् QSAN XCubeSAN। यस लेखमा हामी दोस्रो एल्गोरिथ्मको कार्यान्वयनलाई हेर्नेछौं - SSD क्यासिङ.

SSD क्यासिङ टेक्नोलोजीको सार भनेको हार्ड ड्राइभ र कन्ट्रोलरको RAM बीचको मध्यवर्ती क्यासको रूपमा SSDs को प्रयोग हो। SSD को प्रदर्शन, निस्सन्देह, नियन्त्रकको आफ्नै क्यासको प्रदर्शन भन्दा कम छ, तर भोल्युम उच्च परिमाणको आदेश हो। त्यसकारण, हामीले गति र भोल्युम बीच एक निश्चित सम्झौता पाउँछौं।

पढ्नको लागि SSD क्यास प्रयोग गर्नका लागि संकेतहरू:

• लेखन अपरेसनहरूमा पढ्ने अपरेसनहरूको प्रबलता (डेटाबेस र वेब अनुप्रयोगहरूको लागि प्रायः सामान्य);
• हार्ड ड्राइभ एरे को प्रदर्शन को रूप मा एक बाधा को उपस्थिति;
• आवश्यक डाटा को मात्रा SSD क्यास को आकार भन्दा कम छ।

रिड + राइट एसएसडी क्यास प्रयोग गर्नका लागि संकेतहरू समान छन्, सञ्चालनको प्रकृति बाहेक - मिश्रित प्रकार (उदाहरणका लागि, फाइल सर्भर)।

धेरै भण्डारण विक्रेताहरूले उनीहरूको उत्पादनहरूमा पढ्न-मात्र SSD क्यास प्रयोग गर्छन्। मौलिक भिन्नता QSAN तिनीहरूले लेखनको लागि क्यास प्रयोग गर्ने क्षमता पनि प्रदान गर्छन्। QSAN भण्डारण प्रणालीहरूमा SSD क्यासिङ कार्यक्षमता सक्रिय गर्न, तपाईंले छुट्टै इजाजतपत्र खरिद गर्नुपर्छ (इलेक्ट्रोनिक रूपमा आपूर्ति गरिएको)।

XCubeSAN मा SSD क्यास भौतिक रूपमा अलग SSD क्यास पूलहरूको रूपमा लागू गरिएको छ। त्यहाँ प्रणालीमा ती मध्ये चार हुन सक्छ। प्रत्येक पूल, निस्सन्देह, SSDs को आफ्नै सेट प्रयोग गर्दछ। र पहिले नै भर्चुअल डिस्कको गुणहरूमा हामी निर्धारण गर्छौं कि यसले क्यास पूल प्रयोग गर्नेछ र कुन। भोल्युमहरूको लागि क्यास प्रयोग सक्षम र असक्षम गर्ने I/O नरोकिइकन अनलाइन गर्न सकिन्छ। तपाईं पूलमा SSDs थप्न र त्यहाँबाट हटाउन सक्नुहुन्छ। SSD पूल क्यास सिर्जना गर्दा, तपाईंले यो कुन मोडमा सञ्चालन गर्ने छनोट गर्न आवश्यक छ: पढ्न-मात्र वा पढ्न + लेख्नुहोस्। यसको भौतिक संगठन यसमा निर्भर गर्दछ। त्यहाँ धेरै क्यास पूलहरू हुनसक्ने हुनाले, तिनीहरूको कार्यक्षमता फरक हुन सक्छ (अर्थात, प्रणालीले एकै समयमा क्यास पूलहरू पढ्न र पढ्न दुवै हुन सक्छ)।

यदि पढ्ने-मात्र क्यास पूल प्रयोग गरिन्छ भने, यसले 1-8 SSDs समावेश गर्न सक्छ। डिस्कहरू एउटै क्षमता र एउटै विक्रेता हुनु पर्दैन, किनकि तिनीहरू NRAID+ संरचनामा जोडिएका हुन्छन्। पोखरीमा रहेका सबै SSD हरू साझा गरिएका छन्। प्रणालीले स्वतन्त्र रूपमा अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त गर्न सबै SSD हरू बीच आगमन अनुरोधहरू समानान्तर गर्ने प्रयास गर्दछ। यदि SSDs मध्ये एक असफल भयो भने, केहि पनि खराब हुनेछैन: सबै पछि, क्यासले हार्ड ड्राइभको एरेमा भण्डारण गरिएको डाटाको प्रतिलिपि मात्र समावेश गर्दछ। यो मात्र हो कि उपलब्ध SSD क्यासको मात्रा घट्नेछ (वा एक ड्राइभबाट मूल SSD क्यास प्रयोग गर्दा शून्य हुनेछ)।

यदि क्यास पढ्न + लेख्ने कार्यहरूका लागि प्रयोग गरिन्छ भने, त्यसपछि पूलमा SSD हरूको संख्या दुईको गुणा हुनुपर्दछ, किनकि सामग्रीहरू ड्राइभको जोडीमा प्रतिबिम्बित हुन्छन् (NRAID 1+ संरचना प्रयोग गरिन्छ)। क्यास नक्कल गर्न आवश्यक छ किनभने यसमा डाटा हुन सक्छ जुन अझै हार्ड ड्राइभहरूमा लेखिएको छैन। र यस अवस्थामा, क्यास पूलबाट SSD को विफलताले जानकारी गुमाउनेछ। NRAID 1+ को मामलामा, SSD को विफलताले क्यासलाई पढ्ने मात्रै स्थितिमा स्थानान्तरण गर्न नेतृत्व गर्दछ, अलिखित डाटा हार्ड ड्राइभ एरेमा फ्याँकिएको छ। दोषपूर्ण SSD प्रतिस्थापन पछि, क्यास यसको मूल अपरेटिङ मोडमा फर्किनेछ। वैसे, अधिक सुरक्षाको लागि, तपाईंले पढ्न + लेख्ने क्यासमा समर्पित हट स्पेयरहरू असाइन गर्न सक्नुहुन्छ।

XCubeSAN मा SSD क्यासिङ प्रकार्य प्रयोग गर्दा, भण्डारण नियन्त्रकहरूको मेमोरीको मात्राको लागि धेरै आवश्यकताहरू छन्: अधिक प्रणाली मेमोरी, ठूलो क्यास पूल उपलब्ध हुनेछ।

धेरै भण्डारण प्रणाली निर्माताहरूको विपरीत, जसले SSD क्यास अन/अफ गर्ने विकल्प मात्र प्रस्ताव गर्दछ, QSAN ले थप विकल्पहरू प्रदान गर्दछ। विशेष गरी, तपाईले लोडको प्रकृति अनुसार क्यास अपरेटिङ मोड चयन गर्न सक्नुहुन्छ। त्यहाँ तीन प्रिसेट टेम्प्लेटहरू छन् जुन तिनीहरूको सञ्चालनमा सम्बन्धित सेवाहरूमा सबैभन्दा नजिक छन्: डाटाबेस, फाइल प्रणाली, वेब सेवा। थप रूपमा, प्रशासकले आवश्यक प्यारामिटर मानहरू सेट गरेर आफ्नै प्रोफाइल सिर्जना गर्न सक्छ:

• ब्लक साइज (क्यास ब्लक साइज) – १/२/४ एमबी
• ब्लक पढ्नको लागि अनुरोधहरूको संख्या ताकि यसलाई क्यासमा प्रतिलिपि गरियो (पप्युलेट-अन-रिड थ्रेसहोल्ड) - 1..4
• ब्लक लेख्नका लागि अनुरोधहरूको संख्या ताकि यसलाई क्यासमा प्रतिलिपि गरियो (पपुलेट-अन-राइट थ्रेसहोल्ड) - ०..४

प्रोफाइलहरू उडानमा परिवर्तन गर्न सकिन्छ, तर, निस्सन्देह, क्यास रिसेटको सामग्री र यसको नयाँ "वार्मिंग अप" संग।

SSD क्यासको सञ्चालनको सिद्धान्तलाई ध्यानमा राख्दै, हामी यसको साथ काम गर्दा मुख्य कार्यहरू हाइलाइट गर्न सक्छौं:

• क्यासमा नभएको बेला डाटा पढ्दै;
• यो क्यास मा उपस्थित हुँदा डाटा पढ्नुहोस्;
• पढ्ने क्यास प्रयोग गर्दा डाटा लेख्दै;
• रिड + राइट क्यास प्रयोग गर्दा डाटा लेख्दै।

क्यासमा नभएको बेला डाटा पढ्दै

1. होस्टबाट अनुरोध नियन्त्रकमा पुग्छ;
2. अनुरोध गरिएका व्यक्तिहरू SSD क्यासमा छैनन्, तिनीहरू हार्ड ड्राइभबाट पढिन्छन्;
3. पढ्ने डाटा होस्टमा पठाइन्छ। एकै समयमा, यी ब्लकहरू "तातो" छन् कि भनेर हेर्नको लागि जाँच गरिन्छ;
4. यदि हो भने, त्यसपछि तिनीहरूलाई थप प्रयोगको लागि SSD क्यासमा प्रतिलिपि गरिन्छ।

यो क्यास मा उपस्थित हुँदा डाटा पढ्नुहोस्

1. होस्टबाट अनुरोध नियन्त्रकमा पुग्छ;
2. अनुरोध गरिएको डाटा SSD क्यासमा भएकोले, यो त्यहाँबाट पढिन्छ;
3. पढ्ने डाटा होस्टमा पठाइन्छ।

पढ्ने क्यास प्रयोग गर्दा डाटा लेख्दै

1. होस्टबाट लेख्न अनुरोध नियन्त्रकमा पुग्छ;
2. डाटा हार्ड ड्राइभमा लेखिएको छ;
3. सफल रेकर्डिङलाई संकेत गर्ने प्रतिक्रिया होस्टलाई फिर्ता गरिएको छ;
4. एकै समयमा, ब्लक "तातो" छ कि छैन भनेर जाँच गरिन्छ (पपुलेट-अन-राइट थ्रेसहोल्ड प्यारामिटर तुलना गरिएको छ)। यदि हो भने, त्यसपछि यसलाई पछि प्रयोगको लागि SSD क्यासमा प्रतिलिपि गरिएको छ।

पढ्ने + लेख्ने क्यास प्रयोग गर्दा डाटा लेख्दै

1. होस्टबाट लेख्न अनुरोध नियन्त्रकमा पुग्छ;
2. डाटा SSD क्यासमा लेखिएको छ;
3. सफल रेकर्डिङलाई संकेत गर्ने प्रतिक्रिया होस्टलाई फिर्ता गरिएको छ;
4. SSD क्यासबाट डाटा पृष्ठभूमिमा हार्ड ड्राइभहरूमा लेखिएको छ;

कार्यमा जाँच गर्नुहोस्

परीक्षण स्ट्यान्ड

२ सर्भरहरू (CPU: 2 x Xeon E2-5v2620 3Hz / RAM: 2.4GB) फाइबर च्यानल 32G मार्फत सीधा XCubeSAN XS16D भण्डारण प्रणाली (5224GB RAM/कन्ट्रोलर) मार्फत दुईवटा पोर्टहरूद्वारा जोडिएका छन्।

हामीले 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, RAID5 (15+1) मा संयुक्त रूपमा डेटा एर्रे र 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200/S100, SAS12, SAS को रूपमा प्रयोग गर्यौं।

2 भोल्युमहरू सिर्जना गरियो: प्रत्येक सर्भरको लागि एक।

परीक्षण 1. 1-8 SSD बाट मात्र पढ्ने SSD क्यास

SSD क्यास

• I/O प्रकार: अनुकूलन
• क्यास ब्लक साइज: 4MB
• पपुलेट-अन-पढ्ने थ्रेसहोल्ड: १
• आबादी-मा-लेखन थ्रेसहोल्ड: ०

I/O ढाँचा

• उपकरण: IOmeter V1.1.0
• कामदार: ७
• उत्कृष्ट (लाम गहिराई): 128
• पहुँच निर्दिष्टीकरण: 4KB, 100% पढ्नुहोस्, 100% अनियमित

सिद्धान्तमा, क्यास पूलमा अधिक SSDs, उच्च प्रदर्शन। व्यवहारमा, यो पुष्टि भएको छ। थोरै मात्रामा एसएसडीहरूको संख्यामा मात्र उल्लेखनीय वृद्धिले विस्फोटक प्रभाव पार्दैन।

परीक्षण 2. 2-8 SSDs को साथ पठन + लेखन मोडमा SSD क्यास

SSD क्यास

• I/O प्रकार: अनुकूलन
• क्यास ब्लक साइज: 4MB
• पपुलेट-अन-पढ्ने थ्रेसहोल्ड: १
• आबादी-मा-लेखन थ्रेसहोल्ड: ०

I/O ढाँचा

• उपकरण: IOmeter V1.1.0
• कामदार: ७
• उत्कृष्ट (लाम गहिराई): 128
• पहुँच निर्दिष्टीकरण: 4KB, 100% लेख्नुहोस्, 100% अनियमित

एउटै परिणाम: विस्फोटक प्रदर्शन वृद्धि र SSDs को संख्या बढ्दै जाँदा मापन।

दुबै परीक्षणहरूमा, काम गर्ने डाटाको मात्रा कुल क्यास साइज भन्दा कम थियो। त्यसकारण, समयको साथमा, सबै ब्लकहरू क्यासमा प्रतिलिपि गरियो। र काम, वास्तवमा, पहिले नै SSDs संग गरिएको थियो, व्यावहारिक रूपमा हार्ड ड्राइभलाई असर नगरी। यी परीक्षणहरूको उद्देश्य स्पष्ट रूपमा क्यासलाई वार्मिङ गर्ने र SSD हरूको संख्यामा निर्भर गर्दै यसको प्रदर्शन मापन गर्ने प्रभावकारिता प्रदर्शन गर्नु थियो।

अब पृथ्वीमा फर्कनुहोस् र अधिक यथार्थवादी अवस्था जाँच गरौं, जब डाटाको मात्रा क्यास साइज भन्दा ठूलो हुन्छ। परीक्षणलाई उचित समयमा पास गर्नको लागि (क्यास "वार्म-अप" अवधि भोल्युम साइज बढ्दै जाँदा धेरै बढ्छ), हामी भोल्युम साइज 120GB मा सीमित गर्नेछौं।

परीक्षण 3. डाटाबेस इमुलेशन

SSD क्यास

• I/O प्रकार: डाटाबेस
• क्यास ब्लक साइज: 1MB
• पपुलेट-अन-पढ्ने थ्रेसहोल्ड: १
• आबादी-मा-लेखन थ्रेसहोल्ड: ०

I/O ढाँचा

• उपकरण: IOmeter V1.1.0
• कामदार: ७
• उत्कृष्ट (लाम गहिराई): 128
• पहुँच निर्दिष्टीकरण: 8KB, 67% पढ्नुहोस्, 100% अनियमित

फैसला

स्पष्ट निष्कर्ष, निस्सन्देह, कुनै पनि भण्डारण प्रणालीको प्रदर्शन सुधार गर्न SSD क्यास प्रयोग गर्ने राम्रो दक्षता हो। मा लागू गरियो QSAN XCubeSAN यो कथन पूर्ण रूपमा लागू हुन्छ: SSD क्यासिङ प्रकार्य पूर्ण रूपमा लागू हुन्छ। यसले पढ्न र पढ्न + लेखन मोडहरू, कुनै पनि प्रयोग परिदृश्यको लागि लचिलो सेटिङहरू, साथै प्रणालीको समग्र प्रदर्शनको लागि समर्थनलाई चिन्ता गर्दछ। तसर्थ, एक धेरै उचित लागत को लागी (लाइसेन्स मूल्य 1-2 SSD को लागत संग तुलनात्मक छ), तपाईले समग्र कार्यसम्पादनमा उल्लेखनीय वृद्धि गर्न सक्नुहुन्छ।

स्रोत: www.habr.com