Het blijven overwegen van technologieën voor het versnellen van I/O-bewerkingen, zoals toegepast op opslagsystemen, begonnen in , kan men niet anders dan stilstaan bij zo'n zeer populaire optie als Auto Tiering. Hoewel de ideologie van deze functie bij verschillende fabrikanten van opslagsystemen sterk op elkaar lijkt, zullen we aan de hand van een voorbeeld de kenmerken van de implementatie van tiering bekijken .
Ondanks de verscheidenheid aan gegevens die op opslagsystemen zijn opgeslagen, kunnen dezelfde gegevens in verschillende groepen worden verdeeld op basis van hun vraag (gebruiksfrequentie). De meest populaire (“hot”) data moeten zo snel mogelijk toegankelijk zijn, terwijl minder gebruikte (“cold”) data met een lagere prioriteit kunnen worden verwerkt.
Om een dergelijk schema te organiseren, wordt de tiering-functionaliteit gebruikt. De data-array bestaat in dit geval niet uit schijven van hetzelfde type, maar uit verschillende groepen schijven die verschillende opslaglagen vormen. Met behulp van een speciaal algoritme worden gegevens automatisch tussen niveaus verplaatst om maximale algehele prestaties te garanderen.
SHD ondersteunt maximaal drie opslagniveaus:
- Tier 1: SSD, maximale prestaties
- Niveau 2: HDD SAS 10K/15K, hoge prestaties
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, maximale capaciteit
Een Auto Tiering-pool kan alle drie de niveaus bevatten, of slechts twee in elke combinatie. Binnen elke laag worden schijven gecombineerd in bekende RAID-groepen. Voor maximale flexibiliteit kan het RAID-niveau in elke laag verschillend zijn. Dat betekent dat niets je ervan weerhoudt om bijvoorbeeld een structuur als 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6 te organiseren
Na het aanmaken van volumes (virtuele schijven) aan pool erop begint met het verzamelen van statistieken op de achtergrond over alle I/O-bewerkingen. Om dit te doen, wordt de ruimte “geknipt” in blokken van 1 GB (de zogenaamde sub-LUN). Elke keer dat een dergelijk blok wordt benaderd, wordt er een coëfficiënt van 1 aan toegewezen. Vervolgens neemt deze coëfficiënt na verloop van tijd af. Als er na 24 uur geen I/O-verzoeken voor dit blok zijn, is deze al gelijk aan 0.5 en blijft deze elk volgend uur dalen.
Op een bepaald tijdstip (standaard elke dag om middernacht) worden de verzamelde resultaten gerangschikt op sub-LUN-activiteit op basis van hun coëfficiënten. Op basis hiervan wordt besloten welke blokken verplaatst moeten worden en in welke richting. Daarna vindt in feite de verplaatsing van gegevens tussen niveaus plaats.
Het Qsan-opslagsysteem implementeert het beheer van het tieringproces perfect met behulp van vele parameters, waardoor u de uiteindelijke prestaties van de array zeer flexibel kunt configureren.
Om de initiële locatie van gegevens en de prioriteitsrichting van de verplaatsing ervan te bepalen, wordt beleid gebruikt dat voor elk volume afzonderlijk wordt ingesteld:
- Automatische lagen – standaardbeleid, initiële plaatsing en bewegingsrichting worden automatisch bepaald, d.w.z. ‘hete’ gegevens neigen naar het hoogste niveau, terwijl ‘koude’ gegevens naar beneden bewegen. De initiële plaatsing wordt geselecteerd op basis van de beschikbare ruimte op elk niveau. Maar je moet begrijpen dat het systeem er vooral naar streeft om maximaal gebruik te maken van de snelste schijven. Als er vrije ruimte is, worden de gegevens daarom op de hogere niveaus geplaatst. Dit beleid is geschikt voor de meeste scenario's waarin de gegevensvraag niet vooraf kan worden voorspeld.
- Begin met Hoog en vervolgens met Auto Tiering – het verschil met de vorige zit alleen in de initiële locatie van de gegevens (op het snelste niveau)
- Hoogste niveau – data streeft er altijd naar om het snelste niveau te bezetten. Als ze tijdens bedrijf naar beneden worden verplaatst, worden ze zo snel mogelijk terug verplaatst. Dit beleid is geschikt voor gegevens waarvoor de snelst mogelijke toegang vereist is.
- Minimaal niveau – data hebben altijd de neiging zich op het laagste niveau te bevinden. Dit beleid is ideaal voor zelden gebruikte gegevens (bijvoorbeeld archieven).
- Geen beweging – het systeem bepaalt automatisch de oorspronkelijke locatie van de gegevens en verplaatst deze niet. Er worden echter nog steeds statistieken verzameld voor het geval hun verplaatsing later nodig is.
Het is vermeldenswaard dat beleid weliswaar wordt gedefinieerd wanneer elk volume wordt gemaakt, maar dat dit tijdens de levenscyclus van het systeem herhaaldelijk kan worden gewijzigd.
Naast het beleid voor het tieringmechanisme wordt ook de frequentie en het tempo van de gegevensbeweging tussen niveaus geconfigureerd. U kunt een specifieke reistijd instellen: dagelijks of op bepaalde dagen van de week, en ook het interval voor het verzamelen van statistieken terugbrengen tot enkele uren (minimale frequentie - 2 uur). Als u de tijd wilt beperken die nodig is om een gegevensverplaatsingsbewerking te voltooien, kunt u een tijdsbestek instellen (venster voor verplaatsing). Daarnaast wordt ook de verplaatsingssnelheid aangegeven - 3 modi: snel, gemiddeld, langzaam.
Als er onmiddellijke gegevensverplaatsing nodig is, is het mogelijk om dit op elk moment handmatig uit te voeren op bevel van de beheerder.
Het is duidelijk dat hoe vaker en sneller gegevens tussen niveaus worden verplaatst, hoe flexibeler het opslagsysteem zal zijn om zich aan te passen aan de huidige bedrijfsomstandigheden. Maar tegelijkertijd is het de moeite waard om te onthouden dat verplaatsen een extra belasting is (vooral op schijven), dus u mag geen gegevens 'rijden' tenzij dit absoluut noodzakelijk is. Het is beter om de beweging te plannen in tijden van minimale belasting. Als de werking van het opslagsysteem voortdurend 24/7 hoge prestaties vereist, is het de moeite waard om de verplaatsingssnelheid tot een minimum te beperken.
De overvloed aan opname-instellingen zal gevorderde gebruikers ongetwijfeld plezieren. Voor degenen die dergelijke technologie voor het eerst tegenkomen, hoeft u zich echter geen zorgen te maken. Het is heel goed mogelijk om de standaardinstellingen te vertrouwen (Auto Tiering-beleid, één keer per dag en 's nachts op maximale snelheid bewegen) en, naarmate de statistieken zich opstapelen, bepaalde parameters aan te passen om het gewenste resultaat te bereiken.
Vergelijk scheuren met een even populaire technologie voor het verhogen van de productiviteit als , moet u de verschillende werkingsprincipes van hun algoritmen onthouden.
SSD-caching
Automatische lagen
Effect aanvangssnelheid
Bijna onmiddellijk. Maar het merkbare effect treedt pas op nadat de cache is “opgewarmd” (minuten tot uren)
Na het verzamelen van statistieken (vanaf 2 uur, idealiter per dag) plus tijd om de gegevens te verplaatsen
Effect duur
Totdat de gegevens worden vervangen door een nieuw gedeelte (minuten-uren)
Terwijl er vraag is naar de gegevens (XNUMX uur of langer)
Indicaties voor gebruik
Directe prestatiewinst op korte termijn (databases, virtualisatie-omgevingen)
Verhoogde productiviteit gedurende een lange periode (bestands-, web-, mailservers)
Een van de kenmerken van tiering is ook de mogelijkheid om het niet alleen te gebruiken voor scenario's als "SSD + HDD", maar ook voor "snelle HDD + langzame HDD" of zelfs alle drie de niveaus, wat in principe onmogelijk is bij gebruik van SSD-caching.
Testen
Om de prestaties van de tiering-algoritmen te testen, hebben we een eenvoudige test uitgevoerd. Er werd een pool van twee niveaus SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) gecreëerd, waarop een volume met een “minimumniveau” -beleid werd geplaatst. Die. Gegevens moeten altijd op langzame schijven staan.
De beheerinterface laat duidelijk de plaatsing van gegevens tussen niveaus zien
Nadat we het volume met gegevens hadden gevuld, hebben we het plaatsingsbeleid gewijzigd in Auto Tiering en de IOmeter-test uitgevoerd.
Na enkele uren testen, toen het systeem statistieken kon verzamelen, begon het verplaatsingsproces.
Nadat de gegevensverplaatsing was voltooid, ‘kruipte’ ons testvolume volledig naar het hoogste niveau (SSD).
vonnis
Auto Tiering is een prachtige technologie waarmee u de prestaties van een opslagsysteem kunt verhogen met minimale materiaal- en tijdkosten door intensiever gebruik van hogesnelheidsschijven. Toegepast op de enige investering is een licentie, die voor eens en voor altijd wordt aangeschaft zonder beperkingen op het volume/aantal schijven/planken/etc. Deze functionaliteit is uitgerust met zulke rijke instellingen dat deze aan vrijwel elke zakelijke taak kan voldoen. En door de processen in de interface te visualiseren, kunt u het apparaat effectief beheren.
Bron: www.habr.com