{"id":30402,"date":"2019-10-31T21:35:21","date_gmt":"2019-10-31T18:35:21","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/flexiremap-protiv-raid\/"},"modified":"2019-10-31T21:35:21","modified_gmt":"2019-10-31T18:35:21","slug":"flexiremap-protiv-raid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/administrirovanie\/flexiremap-protiv-raid","title":{"rendered":"FlexiRemap\u00ae contra RAID","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Os algoritmos RAID foram apresentados ao p\u00fablico em 1987. At\u00e9 hoje, permanecem como a tecnologia mais requisitada para prote\u00e7\u00e3o e acelera\u00e7\u00e3o de acesso a dados no armazenamento de informa\u00e7\u00f5es. No entanto, a idade de uma tecnologia de TI que ultrapassou os 30 anos n\u00e3o indica maturidade, mas sim uma certa obsolesc\u00eancia. A raz\u00e3o para isso \u00e9 o progresso, que traz consigo novas oportunidades irresist\u00edveis. Em tempos em que praticamente n\u00e3o havia outros dispositivos de armazenamento al\u00e9m dos HDDs, os algoritmos RAID permitiam o uso mais eficiente dos recursos dispon\u00edveis. Contudo, com o surgimento dos SSDs, a situa\u00e7\u00e3o mudou radicalmente. Atualmente, o RAID, ao trabalhar com unidades de estado s\u00f3lido, se torna um 'estrangulamento' para seu desempenho. Portanto, para liberar todo o potencial das caracter\u00edsticas de velocidade dos SSDs, \u00e9 imprescind\u00edvel uma abordagem completamente diferente.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/1633250deaffc822dbd043caa229ea2b.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><\/p>\n<p>Al\u00e9m das diferen\u00e7as claras entre HDD e SSD em termos de funcionamento, esses tipos de dispositivos possuem uma caracter\u00edstica importante: qualquer disco r\u00edgido pode reescrever quaisquer dados com granularidade de um bloco (atualmente, geralmente de 4KB). Para os SSDs, no entanto, o processo de reescrita representa um procedimento muito mais complexo:<\/p>\n<p><\/p>\n<ul>\n<li>Os dados alterados s\u00e3o copiados para um novo local. A granularidade \u00e9 o mesmo bloco, mas consiste em v\u00e1rias p\u00e1ginas e tem um tamanho de 256KB a 4MB. Ou seja, ao alterar aqueles mesmos 4KB, \u00e9 necess\u00e1rio copiar tamb\u00e9m todas as p\u00e1ginas vizinhas que formam um bloco \u00fanico.<\/li>\n<li>Os 'blocos antigos' s\u00e3o marcados como n\u00e3o utilizados para depois serem apagados pelo coletor de 'lixo' (Garbage Collector).<\/li>\n<\/ul>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/79f6a2a9657171387121b00c956f9034.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Grava\u00e7\u00e3o\/regrava\u00e7\u00e3o sequencial em SSD<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>No caso de grava\u00e7\u00e3o\/regrava\u00e7\u00e3o sequencial, essa caracter\u00edstica do funcionamento do SSD n\u00e3o desempenha um grande papel em termos de desempenho, uma vez que os blocos est\u00e3o pr\u00f3ximos e o coletor de 'lixo' consegue realizar seu trabalho em segundo plano. Por\u00e9m, na vida real, e ainda mais no segmento Enterprise, os SSDs geralmente t\u00eam acesso aleat\u00f3rio aos dados. E esses dados s\u00e3o gravados em locais arbitr\u00e1rios nos dispositivos.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Quanto mais dados s\u00e3o gravados em um SSD, mais dif\u00edcil se torna o trabalho do coletor de lixo, pois a fragmenta\u00e7\u00e3o aumenta significativamente. Como resultado, chega um momento em que o processo de limpeza do dispositivo deixa de ser \"em segundo plano\": o desempenho do SSD diminui consideravelmente, pois uma parte significativa dele \u00e9 consumida pelo Garbage Collector.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/3374a6b98f220f7c4e4ff75a04565c26.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Localiza\u00e7\u00e3o real dos dados em um SSD durante o uso di\u00e1rio<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Para ilustrar o efeito da opera\u00e7\u00e3o do coletor de lixo dependendo do modo de grava\u00e7\u00e3o no dispositivo, \u00e9 poss\u00edvel realizar testes simples: grava\u00e7\u00e3o sequencial e aleat\u00f3ria em blocos de 4KB em um dispositivo de 100GB. (Fonte \u2013 a empresa <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.micron.com\/~\/media\/documents\/products\/technical-marketing-brief\/brief_ssd_effect_data_placement_writes.pdf\">Micron<\/a><\/noindex>)<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/7e3b1f25dd27463d2c7b08ae84ff44b4.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Desempenho em grava\u00e7\u00e3o sequencial<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/9c7d7be5982d6df688cf9481a0e9a826.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p><i>Desempenho em grava\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria<\/i><\/p>\n<p><\/p>\n<p>Como pode ser visto nos testes, a queda de desempenho pode ultrapassar duas vezes. E isso \u00e9 apenas um \u00fanico dispositivo. No caso de uso de SSD em um grupo RAID, o n\u00famero de opera\u00e7\u00f5es de regrava\u00e7\u00e3o aumenta significativamente devido ao trabalho com paridade.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Na verdade, devido a essas caracter\u00edsticas de funcionamento dos SSDs, existe um par\u00e2metro chamado de coeficiente de grava\u00e7\u00e3o (write amplification). Este \u00e9 o relacionamento entre o volume de dados gravados no dispositivo e o volume de dados que realmente foram enviados pelo host. E para o RAID5 mais popular, esse coeficiente \u00e9 de aproximadamente 3.5. <\/p>\n<p><\/p>\n<p>Como resultado, sistemas com RAID cl\u00e1ssico geralmente utilizam apenas cerca de 10% da real velocidade dos SSDs e escalam mal em desempenho ao aumentar o n\u00famero de dispositivos para mais de uma dezena.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Tamb\u00e9m devemos notar que opera\u00e7\u00f5es excessivas de grava\u00e7\u00e3o n\u00e3o apenas reduzem o desempenho dos SSDs, mas tamb\u00e9m diminuem seu recurso n\u00e3o infinito, encurtando assim a vida \u00fatil do dispositivo.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/flexiremap-technology\">A tecnologia FlexiRemap\u00ae<\/a><\/noindex>, que \u00e9 o n\u00facleo de todos os produtos AccelStor, foi desenvolvida como uma alternativa aos algoritmos cl\u00e1ssicos de RAID ao trabalhar com SSDs. A inova\u00e7\u00e3o da tecnologia foi reconhecida por v\u00e1rias patentes e pr\u00eamios (incluindo no Flash Memory Summit 2016), bem como pelos resultados de testes independentes (por exemplo, SPC1).<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Ess\u00eancia <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/flexiremap-advantages\">FlexiRemap\u00ae<\/a><\/noindex> consiste na convers\u00e3o de todos os pedidos de grava\u00e7\u00e3o recebidos, principalmente do tipo random, em um conjunto de blocos que se assemelham o m\u00e1ximo poss\u00edvel ao modo de grava\u00e7\u00e3o sequencial do ponto de vista do dispositivo de armazenamento. Como resultado, a grava\u00e7\u00e3o em SSD ocorre no modo mais confort\u00e1vel para eles, e o desempenho final supera qualquer sistema com RAID cl\u00e1ssico.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Todos os SSDs nos sistemas AccelStor s\u00e3o divididos em duas grupos sim\u00e9tricos FlexiRemap\u00ae. O tamanho do grupo depende do modelo e varia de 5 a 11 dispositivos. Para resili\u00eancia dentro do grupo, aplica-se paridade semelhante ao RAID5. Ambos os grupos s\u00e3o utilizados em conjunto, formando um espa\u00e7o de armazenamento total. Portanto, a resili\u00eancia final ser\u00e1 an\u00e1loga a um array RAID50, composto por dois grupos: o sistema \u00e9 capaz de suportar a falha de at\u00e9 dois SSDs, mas n\u00e3o mais de um em cada grupo FlexiRemap\u00ae.<\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/76adaa3e4a9dbd1394ba18dac79e21e5.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Todos os pedidos de grava\u00e7\u00e3o recebidos s\u00e3o fragmentados em blocos de 4KB, que s\u00e3o gravados em ambas as grupos FlexiRemap\u00ae em modo round robin. Ao mesmo tempo, o sistema mant\u00e9m um registro constante da demanda pelos blocos gravados, tentando, ao modific\u00e1-los, gravar blocos semelhantes o mais pr\u00f3ximo poss\u00edvel uns dos outros. Isso resulta em um an\u00e1logo virtual de tiering, se expressarmos em termos de armazenamento. Nesse caso, o trabalho do coletor de lixo \u00e9 significativamente facilitado: blocos n\u00e3o utilizados estar\u00e3o sempre pr\u00f3ximos uns dos outros.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Vale ressaltar que <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\/page\/modeli-vysokoj-dostupnosti-ha\">os sistemas AccelStor<\/a><\/noindex> diferente dos produtos concorrentes, n\u00e3o utilizam a funcionalidade de cache de solicita\u00e7\u00f5es de entrada na mem\u00f3ria RAM do controlador. Todos os blocos de dados recebidos s\u00e3o gravados imediatamente no SSD. O host recebe a confirma\u00e7\u00e3o de grava\u00e7\u00e3o bem-sucedida apenas ap\u00f3s a coloca\u00e7\u00e3o f\u00edsica dos dados nos dispositivos. Na RAM, s\u00e3o armazenadas apenas as tabelas de localiza\u00e7\u00e3o dos blocos no SSD para acelerar o acesso e determinar onde gravar o pr\u00f3ximo bloco de dados. Naturalmente, para seguran\u00e7a, c\u00f3pias dessas tabelas tamb\u00e9m est\u00e3o localizadas nos pr\u00f3prios dispositivos. Como resultado, os sistemas AccelStor n\u00e3o precisam de nenhuma prote\u00e7\u00e3o de cache sob a forma de bateria\/condenser (no entanto, existe a possibilidade de conex\u00e3o a um UPS \u2013 para desligamento<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Gra\u00e7as a essa abordagem na organiza\u00e7\u00e3o da grava\u00e7\u00e3o, o coletor de 'lixo' realmente consegue operar em segundo plano, sem impactar significativamente a velocidade dos dispositivos de armazenamento, o que permite, no contexto do sistema, reciclar at\u00e9 90% da performance do SSD. \u00c9 precisamente isso que explica os altos \u00edndices de IOPS nos sistemas AccelStor em compara\u00e7\u00e3o com All Flash, que t\u00eam algoritmos RAID como base.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>Outra caracter\u00edstica importante da tecnologia FlexiRemap\u00ae \u00e9 a redu\u00e7\u00e3o significativa das opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o excessivas nos SSDs. Assim, o \u00edndice de grava\u00e7\u00e3o (write amplification) para os sistemas AccelStor \u00e9 de apenas 1,3, o que em termos pr\u00e1ticos significa um aumento na vida \u00fatil dos dispositivos em compara\u00e7\u00e3o com RAID5 de mais de 2,5 vezes! <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/c503ed537aed33aa0e1e98595ed020a2.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Devido ao controle constante da pol\u00edtica de posicionamento de dados nos SSDs realizada pelo sistema, todos os dispositivos se desgastam de maneira uniforme. Essa abordagem permite prever sua vida \u00fatil e comunicar previamente ao administrador quando o recurso de grava\u00e7\u00e3o estiver se esgotando.<\/p>\n<p><\/p>\n<p>\u00c9 claro que os SSDs podem falhar. Nesse caso, o sistema come\u00e7ar\u00e1 imediatamente um rebuild em um dos discos hot spare. Assim, o grupo FlexiRemap\u00ae, que est\u00e1 em estado degradado, muda para o modo 'somente leitura', e todas as solicita\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o s\u00e3o direcionadas para o segundo grupo. Esse mecanismo de prote\u00e7\u00e3o \u00e9 projetado para acelerar a opera\u00e7\u00e3o de rebuild e reduzir a probabilidade de mais um dispositivo falhar no mesmo grupo. Afinal, n\u00e3o \u00e9 segredo que durante o rebuild todos os dispositivos do grupo enfrentam uma carga maior devido \u00e0 interfer\u00eancia das opera\u00e7\u00f5es de leitura, grava\u00e7\u00e3o e recupera\u00e7\u00e3o no hot spare. Assim, aumenta-se a chance de falha de um outro disco. Quanto mais opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o, mais longo ser\u00e1 o processo de rebuild. <\/p>\n<p><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"FlexiRemap\u00ae contra RAID\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/03\/c6389348c25427854ae24a17da9b89a7.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Ap\u00f3s a conclus\u00e3o do processo de recupera\u00e7\u00e3o e o retorno do grupo FlexiRemap\u00ae ao estado normal, haver\u00e1 um pequeno desvio no recurso de grava\u00e7\u00e3o entre os dois grupos. Portanto, para equilibr\u00e1-lo, as opera\u00e7\u00f5es de grava\u00e7\u00e3o subsequentes ser\u00e3o direcionadas com mais frequ\u00eancia para o grupo recuperado (\u00e9 claro, com o objetivo de que a performance final do sistema n\u00e3o seja seriamente comprometida).<\/p>\n<p><\/p>\n<blockquote><p>Aumentar o desempenho de sistemas All Flash baseados em algoritmos RAID al\u00e9m de certos valores (~280K IOPS@4K grava\u00e7\u00e3o aleat\u00f3ria) n\u00e3o \u00e9 poss\u00edvel, mesmo com o uso de complexos sistemas de cache. A tecnologia FlexiRemap\u00ae, gra\u00e7as a uma abordagem totalmente diferente na organiza\u00e7\u00e3o do espa\u00e7o de armazenamento, n\u00e3o apenas supera facilmente essa barreira, mas tamb\u00e9m aumenta v\u00e1rias vezes a vida \u00fatil dos SSDs. Portanto, os sistemas <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/accelstor.ru\">AccelStor<\/a><\/noindex> t\u00eam vantagens significativas entre os arrays All Flash em muitos aspectos (IOPS\/$, GB\/$, TCO, ROI), tornando-os candidatos ideais para posi\u00e7\u00f5es-chave em data centers de clientes para resolver tarefas que exigem muitos recursos.<\/p><\/blockquote>\n<p>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/accelstor\/blog\/445336\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u0410\u043b\u0433\u043e\u0440\u0438\u0442\u043c\u044b RAID \u0431\u044b\u043b\u0438 \u043f\u0440\u0435\u0434\u0441\u0442\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u044b \u043e\u0431\u0449\u0435\u0441\u0442\u0432\u0435\u043d\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438 \u0432 \u0434\u0430\u043b\u0435\u043a\u043e\u043c 1987 \u0433\u043e\u0434\u0443. \u041f\u043e \u0441\u0435\u0439 \u0434\u0435\u043d\u044c \u043e\u043d\u0438 \u043e\u0441\u0442\u0430\u044e\u0442\u0441\u044f \u043d\u0430\u0438\u0431\u043e\u043b\u0435\u0435 \u0432\u043e\u0441\u0442\u0440\u0435\u0431\u043e\u0432\u0430\u043d\u043d\u043e\u0439 \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0435\u0439 \u0437\u0430\u0449\u0438\u0442\u044b \u0438 \u0443\u0441\u043a\u043e\u0440\u0435\u043d\u0438\u044f \u0434\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f\u0430 \u043a \u0434\u0430\u043d\u043d\u044b\u043c \u0432 \u0441\u0444\u0435\u0440\u0435 \u0445\u0440\u0430\u043d\u0435\u043d\u0438\u044f \u0438\u043d\u0444\u043e\u0440\u043c\u0430\u0446\u0438\u0438. \u041d\u043e \u0432\u043e\u0437\u0440\u0430\u0441\u0442 IT \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0438, \u043f\u0435\u0440\u0435\u0448\u0430\u0433\u043d\u0443\u0432\u0448\u0435\u0439 30-\u0442\u0438 \u043b\u0435\u0442\u043d\u0438\u0439 \u0440\u0443\u0431\u0435\u0436, \u2013 \u044d\u0442\u043e \u0441\u043a\u043e\u0440\u0435\u0435 \u043d\u0435 \u0437\u0440\u0435\u043b\u043e\u0441\u0442\u044c, \u0430 \u0443\u0436\u0435 \u0441\u0442\u0430\u0440\u043e\u0441\u0442\u044c. \u041f\u0440\u0438\u0447\u0438\u043d\u043e\u0439 \u044f\u0432\u043b\u044f\u0435\u0442\u0441\u044f \u043f\u0440\u043e\u0433\u0440\u0435\u0441\u0441, \u043d\u0435\u0443\u043c\u043e\u043b\u0438\u043c\u043e \u043d\u0435\u0441\u0443\u0449\u0438\u0439 \u0432 \u0441\u0435\u0431\u0435 \u043d\u043e\u0432\u044b\u0435 \u0432\u043e\u0437\u043c\u043e\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u0438. \u0412\u043e \u0432\u0440\u0435\u043c\u0435\u043d\u0430, \u043a\u043e\u0433\u0434\u0430 [&hellip;]<\/p>\n","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"author":1,"featured_media":22403,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[688],"tags":[],"class_list":["post-30402","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-administrirovanie"],"aioseo_notices":[],"aioseo_head":"\n\t\t<!-- All in One SEO 5.0.3 - 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