Bij het verkennen van technologieƫn voor het versnellen van invoer-/uitvoeroperaties in opslagsystemen, gestart in , moeten we stilstaan bij een zeer populaire optie, namelijk tiering (Auto Tiering). Hoewel de onderliggende principes van deze functie vergelijkbaar zijn bij verschillende producenten van opslagsystemen, zullen we de kenmerken van tiering bespreken aan de hand van .
Ondanks de verscheidenheid aan gegevens die op het opslagapparaat worden opgeslagen, kunnen deze gegevens worden onderverdeeld in verschillende groepen op basis van hun vraag (frequentie van gebruik). Voor de meest populaire ('hete') gegevens is snelle toegang van cruciaal belang, terwijl de verwerking van minder gevraagde ('koude') gegevens met een lagere prioriteit kan plaatsvinden.
Om een dergelijke opzet te realiseren, wordt de functionaliteit van tiering toegepast. In dit geval bestaat de gegevensarray niet uit uniforme schijven, maar uit verschillende groepen opslagapparaten die verschillende niveaus (tier) van opslag vormen. Met behulp van een speciaal algoritme worden gegevens automatisch tussen de niveaus verplaatst om de maximale eindprestatie te waarborgen.
Storage Systems ondersteunt tot drie opslagniveaus:
- Tier 1: SSD, maximale prestaties
- Tier 2: HDD SAS 10K/15K, hoge prestaties
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, maximale capaciteit
Een Auto Tiering-pool kan zowel alle drie de niveaus als alleen twee in elke combinatie bevatten. Binnen elk tier worden de opslagapparaten samengevoegd in de gebruikelijke RAID-groepen. Voor maximale flexibiliteit kan het RAID-niveau in elk tier verschillend zijn. Dus bijvoorbeeld, er is niets dat het onmogelijk maakt om een structuur te creƫren zoals 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Na het aanmaken van volumes (virtuele schijven) op -pool begint de achtergrondverzameling van statistieken over alle invoer-/uitvoeroperaties. Hiervoor wordt de ruimte 'opgedeeld' in blokken van 1 GB (de zogenaamde sub LUN). Bij elke toegang tot zo'n blok krijgt het een coƫfficiƫnt van 1. Na verloop van tijd neemt deze coƫfficiƫnt af. Na 24 uur, zonder invoer-/uitvoerverzoeken voor dit blok, zal deze reeds 0.5 zijn en doorgaan met dalen na elk volgend uur.
Op een bepaald moment (standaard elke dag om middernacht) vindt het rangschikken van de verzamelde resultaten op basis van de activiteit van sub LUN plaats, op basis van hun coƫfficiƫnt. Op basis hiervan wordt besloten welke blokken verplaatst moeten worden en in welke richting. Vervolgens vindt de herlocatie van de gegevens tussen de niveaus plaats.
In de Qsan-storagearray is het beheer van het tieringproces uitstekend gerealiseerd met behulp van vele parameters, wat een zeer flexibele afstemming van de uiteindelijke prestaties van de array mogelijk maakt.
Voor het bepalen van de initiƫle locatie van de gegevens en de prioriteitsrichting van hun verplaatsing worden beleidsregels gebruikt, die afzonderlijk voor elke volume worden ingesteld:
- Auto Tiering ā standaardbeleid, waarbij de initiĆ«le plaatsing en richting van verplaatsingen automatisch worden bepaald, d.w.z. "hete" gegevens streven naar het hoogste niveau, terwijl "koude" gegevens naar beneden bewegen. De oorspronkelijke plaatsing wordt gekozen op basis van de beschikbare ruimte op elk van de niveaus. Maar men moet begrijpen dat het systeem er primair op gericht is om de snelste opslagmedia maximaal te benutten. Daarom worden bij beschikbaarheid van vrije ruimte de gegevens op de hogere niveaus geplaatst. Dit beleid is geschikt voor de meeste scenario's waarin de vraag naar gegevens niet vooraf kan worden voorspeld.
- Begin hoog, en dan Auto Tiering ā het onderscheid met de vorige ligt alleen in de initiĆ«le locatie van de gegevens (op het snelste niveau)
- Maximaal hoog niveau ā gegevens streven altijd naar het snelste niveau. Als ze tijdens de werking naar beneden worden verplaatst, worden ze bij de eerste gelegenheid terugverplaatst. Dit beleid is geschikt voor gegevens waarvoor maximale snelheid van toegang vereist is.
- Minimaal niveau ā gegevens streven altijd naar het laagste niveau. Dit beleid is uitstekend voor zelden gebruikte gegevens (bijvoorbeeld archieven).
- Geen verplaatsing ā het systeem bepaalt automatisch de initiĆ«le locatie van de gegevens en voert geen verplaatsing uit. De statistieken blijven echter worden verzameld voor het geval de herlocatie later nodig is.
Het is vermeldenswaard dat, hoewel de beleidsregels worden vastgesteld bij de creatie van elk volume, ze meerdere keren "on the fly" kunnen worden gewijzigd tijdens de levenscyclus van het systeem.
Naast de beleidslijnen voor het tiering-mechanisme kan ook de frequentie en het tempo van de gegevensverplaatsing tussen niveaus worden ingesteld. U kunt specifieke verplaatsingstijden instellen: dagelijks of op bepaalde dagen van de week, en u kunt het verzamelinterval van statistieken verkorten tot enkele uren (de minimale frequentie is 2 uur). Als het nodig is om de tijd voor de gegevensverplaatsingsoperatie te beperken, kunt u tijdslimieten instellen (verplaatsingsvenster). Bovendien wordt ook de snelheid van relocatie opgegeven ā 3 modi: snel, gemiddeld, traag.
In het geval van de noodzaak voor onmiddellijke gegevensrelocatie, is het mogelijk om deze handmatig uit te voeren op elk moment op bevel van de administrator.
Het is duidelijk dat hoe vaker en sneller de gegevensverplaatsing tussen niveaus plaatsvindt, des te flexibeler de opslagoplossing zich kan aanpassen aan de huidige gebruiksomstandigheden. Maar het is ook belangrijk om te onthouden dat verplaatsing een aanvullende belasting met zich meebrengt (vooral voor de schijven), dus het is niet nodig om zonder dringende reden gegevens constant te verplaatsen. Het is beter om de verplaatsing te plannen op momenten van minimale belasting. Als de opslagoplossing echter voortdurend hoge prestaties vereist in een 24/7-modus, is het verstandig om het tempo van relocatie tot een minimum te verlagen.
De overvloed aan tiering-instellingen zal zeker geavanceerde gebruikers blij maken. Maar ook voor degenen die voor het eerst met dergelijke technologie te maken krijgen, is er niets om bezorgd over te zijn. U kunt gerust vertrouwen op de standaardinstellingen (Auto Tiering-beleid, verplaatsing op maximale snelheid Ć©Ć©n keer per nacht) en naarmate u statistieken verzamelt, kunt u bepaalde parameters aanpassen om het gewenste resultaat te bereiken.
Bij het vergelijken van tiering met een andere populaire technologie voor prestatieverbetering, zoals , moet men zich bewust zijn van de verschillende werkprincipes van hun algoritmen.
SSD-caching
Auto Tiering
Snelheid van effect
Bijna onmiddellijk. Maar het merkbare effect komt pas na de 'opwarming' van de cache (minuten-uren)
Na het verzamelen van statistieken (vanaf 2 uur, idealiter 1 dag) plus de tijd voor gegevensverplaatsing.
Duur van het effect
Totdat de gegevens worden verdrongen door een nieuwe hoeveelheid (minuten-uren)
Zolang de vraag naar de gegevens actueel is (1 dag en meer)
Indicaties voor gebruik
Directe prestatieverbetering op korte termijn (databases, virtualisatie-omgevingen)
Prestatieverbetering op lange termijn (bestands-, web-, en mailservers)
Een van de kenmerken van tiering is dat het niet alleen kan worden gebruikt voor scenario's zoals 'SSD + HDD', maar ook voor 'snelle HDD's + langzame HDD's', of zelfs alle drie niveaus, wat in principe onmogelijk is wanneer SSD-caching wordt toegepast.
Testen
Om de werking van de tiering-algoritmes te controleren, hebben we een eenvoudige test uitgevoerd. Een pool van twee niveaus SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID 1) werd aangemaakt, waarop een volume met het 'minimum niveau'-beleid werd geplaatst. Dat betekent dat gegevens altijd op de langzame schijven moeten worden geplaatst.
De beheersinterface toont duidelijk de plaatsing van gegevens tussen de niveaus.
Na het vullen van het volume met gegevens, hebben we het plaatsingsbeleid veranderd naar Auto Tiering en hebben we de IOmeter-test uitgevoerd.
Na enkele uren testen, toen het systeem in staat was om statistieken te accumuleren, begon het relocatieproces.
Na het verplaatsen van gegevens is ons testvolume volledig "overgestapt" naar het hoogste niveau (SSD).
Verdict
Auto Tiering is een geweldige technologie die, met minimale materiƫle en tijdsinvesteringen, de prestaties van het opslag systeem kan verhogen door intensiever gebruik te maken van snelle opslagmedia. Toegepast op de enige investering is een licentie die eenmalig wordt aangeschaft zonder beperkingen op de capaciteit/aantal schijven/rekken. Deze functionaliteit is zo rijk aan instellingen dat het praktisch aan alle zakelijke behoeften kan voldoen. En de visualisatie van processen in de interface maakt effectieve apparaatbeheer mogelijk.
Bron: habr.com
