FlexiRemap® එදිරිව RAID

RAID ඇල්ගොරිතම 1987 දී මහජනතාවට හඳුන්වා දෙන ලදී. අද දක්වාම, ඔවුන් තොරතුරු ගබඩා කිරීමේ ක්ෂේත්රයේ දත්ත ප්රවේශය ආරක්ෂා කිරීම සහ වේගවත් කිරීම සඳහා වඩාත්ම ඉල්ලූ තාක්ෂණය ලෙස පවතී. නමුත් වසර 30 ක සන්ධිස්ථානය පසුකර ඇති තොරතුරු තාක්ෂණ තාක්‍ෂණයේ වයස පරිණතභාවයක් නොව දැනටමත් මහලු වයසකි. හේතුව ප්‍රගතියයි, එය නොවැළැක්විය හැකි ලෙස නව අවස්ථා ගෙන එයි. HDD හැර වෙනත් ධාවක නොමැති අවස්ථාවක, RAID ඇල්ගොරිතම මඟින් පවතින ගබඩා සම්පත් වඩාත් කාර්යක්ෂමව භාවිතා කිරීමට හැකි විය. කෙසේ වෙතත්, SSD පැමිණීමත් සමඟ තත්වය නාටකාකාර ලෙස වෙනස් වී ඇත. දැන් ඝන රාජ්ය ධාවකයන් සමඟ වැඩ කරන විට RAID දැනටමත් ඔවුන්ගේ කාර්යසාධනය මත "නූස්" වේ. එබැවින්, SSD වල වේග ලක්ෂණවල සම්පූර්ණ විභවය විවෘත කිරීම සඳහා, ඔවුන් සමඟ වැඩ කිරීමට සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ප්රවේශයක් සරලව අවශ්ය වේ.

මෙහෙයුම් මූලධර්මවල HDD සහ SSD අතර ඇති පැහැදිලි වෙනස්කම් වලට අමතරව, මෙම වර්ගයේ මාධ්‍යවලට තවත් වැදගත් ලක්ෂණයක් ඇත: ඕනෑම දෘඪ තැටියකට එක් බ්ලොක් එකක කැටිති සහිත ඕනෑම දත්තයක් නැවත ලිවිය හැකිය (දැන් එය බොහෝ විට 4KB වේ). SSD සඳහා, උඩින් ලිවීමේ ක්රියාවලිය වඩාත් සංකීර්ණ ක්රියා පටිපාටියකි:

• වෙනස් කළ දත්ත නව ස්ථානයට පිටපත් කරනු ලැබේ. ඒ අතරම, කැටිති එකම කොටසකි, නමුත් පිටු කිහිපයකින් සමන්විත වන අතර 256KB - 4MB ප්‍රමාණයකින් යුක්ත වේ. එම. එකම 4KB වෙනස් කිරීමේදී, වෙනත් දේ අතර, තනි බ්ලොක් එකක් සාදන සියලුම යාබද පිටු පිටපත් කිරීම අවශ්‍ය වේ.
• "පැරණි" කුට්ටි භාවිතයට නොගත් ලෙස සලකුණු කර ඇති අතර, ඒවා කුණු එකතු කරන්නා සමඟ නැවත ලිවිය හැකිය.

SSD වෙත අනුක්‍රමික ලිවීම/ උඩින් ලිවීම

අනුක්‍රමික ලිවීමේ / නැවත ලිවීමේදී, SSD හි ක්‍රියාකාරිත්වයේ මෙම විශේෂාංගය එහි ක්‍රියාකාරිත්වය අනුව විශාල කාර්යභාරයක් ඉටු නොකරයි, මන්ද. කුට්ටි එක පැත්තකින් පිහිටා ඇති අතර, කසළ එකතු කරන්නා පසුබිමේ එහි කාර්යය හොඳින් ඉටු කරයි. නමුත් සැබෑ ජීවිතයේ දී සහ ඊටත් වඩා SSD සඳහා ව්යවසාය අංශයේ, දත්ත වෙත අහඹු ප්රවේශය බොහෝ විට භාවිතා වේ. තවද මෙම දත්ත ධාවකයේ අත්තනෝමතික ස්ථානවලට ලියා ඇත.

SSD වෙත වැඩි දත්ත ලියා ඇති තරමට, කසළ එකතු කරන්නාට වැඩ කිරීම වඩාත් අපහසු වේ, මන්ද ඛණ්ඩනය විශාල ලෙස වැඩි වේ. ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ධාවකය පිරිසිදු කිරීමේ ක්රියාවලිය "පසුබිම්" වීම නතර කරන මොහොත පැමිණේ: SSD හි කාර්යසාධනය සැලකිය යුතු ලෙස පහත වැටේ, මන්ද. එහි සැලකිය යුතු කොටසක් කසළ එකතු කරන්නා විසින් ගනු ලැබේ.

එදිනෙදා භාවිතයේදී SSD එකක දත්තවල සැබෑ ස්ථානය

ධාවකයට ලියන ආකාරය අනුව "කසළ එකතු කරන්නාගේ" කාර්යයේ බලපෑම නිදර්ශනය කිරීම සඳහා, ඔබට සරලම පරීක්ෂණ සිදු කළ හැකිය: අනුක්‍රමික සහ අහඹු ලෙස 4KB බ්ලොක් වලින් 100GB ධාවකයකට ලිවීම. (මූලාශ්රය - සමාගම මයික්රෝ)

අනුක්‍රමික ලිවීමේ කාර්ය සාධනය

අහඹු ලිවීමේ කාර්ය සාධනය

පරීක්ෂණ වලින් දැකිය හැකි පරිදි, කාර්ය සාධනය පහත වැටීම දෙගුණයකට වඩා ළඟා විය හැකිය. තවද එය තනි ධාවකයක් පමණි. RAID සමූහයක කොටසක් ලෙස SSD භාවිතා කිරීමේදී, සමානාත්මතාවයෙන් වැඩ කිරීම හේතුවෙන් නැවත ලිවීමේ මෙහෙයුම් ගණන විශාල ලෙස වැඩි වේ.

පොදුවේ ගත් කල, SSD මෙහෙයුමේ මෙම විශේෂාංග වලට ස්තූතියි, ඔවුන් සඳහා ලිවීමේ විස්තාරණ සාධකය වැනි පරාමිතියක් ඇත. මෙය ධාවකයට ලියා ඇති දත්ත ප්‍රමාණය හා ධාරකය විසින් එවන ලද දත්ත ප්‍රමාණයේ අනුපාතයයි. සහ වඩාත් ජනප්රිය RAID5 සඳහා, මෙම අනුපාතය ~ 3.5 වේ.

එහි ප්‍රතිඵලයක් වශයෙන්, සම්භාව්‍ය RAID සහිත පද්ධති මූලික වශයෙන් SSD භාවිත කරන්නේ ඒවායේ සැබෑ වේගයෙන් ~10%ක් පමණක් වන අතර ධාවකයන් සංඛ්‍යාව දුසිමකට වඩා වැඩි වන විට කාර්ය සාධනය දුර්වල වේ.

අධික ලෙස ලිවීමේ මෙහෙයුම් SSD හි කාර්ය සාධනය අඩු කරනවා පමණක් නොව, එහි අසීමිත සම්පත් වලින් ඈත් වන අතර එමඟින් ධාවකයේ ආයු කාලය අඩු කරන බව සලකන්න.

FlexiRemap® තාක්ෂණය, සියලුම AccelStor නිෂ්පාදනවල හරය වන, SSD සමඟ වැඩ කිරීමේදී සම්භාව්‍ය RAID ඇල්ගොරිතම සඳහා විකල්පයක් ලෙස නිර්මාණය කර ඇත. තාක්ෂණයේ නවෝත්පාදනය විවිධ පේටන්ට් බලපත්‍ර සහ සම්මාන (Flash Memory Summit 2016 ඇතුළුව) සහ ස්වාධීන පරීක්ෂණවල ප්‍රතිඵල (උදාහරණයක් ලෙස, SPC1) මගින් සලකුණු කර ඇත.

සාරය FlexiRemap® එන සියලුම ලිවීම් ඉල්ලීම්, සහ ප්‍රධාන වශයෙන් අහඹු ආකාරයේ, ධාවකයේ දෘෂ්ටි කෝණයෙන් අනුක්‍රමික ලිවීමේ මාදිලියට හැකි තරම් සමාන බ්ලොක් කට්ටලයක් බවට පරිවර්තනය කිරීම සමන්විත වේ. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, SSD වෙත ලිවීම ඔවුන් සඳහා වඩාත් සුවපහසු ආකාරයෙන් සිදු වන අතර, අවසාන කාර්යසාධනය සම්භාව්ය RAID සමඟ ඕනෑම පද්ධතියක් ඉක්මවා යයි.

AccelStor පද්ධතිවල සියලුම SSDs සමමිතික FlexiRemap® කණ්ඩායම් දෙකකට බෙදා ඇත. කණ්ඩායමේ ප්රමාණය ආකෘතිය මත රඳා පවතින අතර 5-11 ධාවකයන් වේ. කණ්ඩායම තුළ වැරදි ඉවසීම සඳහා, සමානාත්මතාවය RAID5 හා සමානව භාවිතා වේ. පොදු ගබඩා ඉඩක් සෑදීමට කණ්ඩායම් දෙකම එකට භාවිතා කරයි. එබැවින්, එහි ප්‍රතිඵලය වන දෝෂ ඉවසීම කණ්ඩායම් දෙකකින් සමන්විත RAID50 අරාවකට සමාන වනු ඇත: පද්ධතියට SSD දෙකක් දක්වා අසාර්ථක වීමට ඔරොත්තු දිය හැකි නමුත් සෑම FlexiRemap® කාණ්ඩයකම එකකට වඩා වැඩි නොවේ.

පැමිණෙන සියලුම ලිවීම් ඉල්ලීම් FlexiRemap® කණ්ඩායම් දෙකටම රවුන්ඩ් රොබින් ආකාරයෙන් ලියා ඇති 4KB කුට්ටි වලට බෙදා ඇත. ඒ අතරම, පද්ධතිය නිරන්තරයෙන් වාර්තාගත බ්ලොක් සඳහා ඇති ඉල්ලුම පිළිබඳ වාර්තා තබා ගනී, ඒවා වෙනස් වන විට හැකි තරම් එකිනෙකට සමීපව සමාන කොටස් ලිවීමට උත්සාහ කරයි. ගබඩා පද්ධති අනුව ප්‍රකාශ කළහොත් එය ඉරා දැමීමේ අතථ්‍ය ප්‍රතිසමයක් බවට පත්වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, "කසළ එකතු කරන්නාගේ" කාර්යයට බෙහෙවින් පහසුකම් සපයයි: සියල්ලට පසු, භාවිතයට නොගත් කුට්ටි සෑම විටම අසල ඇත.

එය සඳහන් කිරීම වටී AccelStor පද්ධති තරඟකරුවන්ගේ නිෂ්පාදන මෙන් නොව, ඔවුන් පාලකයේ RAM හි එන ඉල්ලීම් හැඹිලිගත කිරීමේ ක්‍රියාකාරීත්වය භාවිතා නොකරයි. පැමිණෙන සියලුම දත්ත කොටස් වහාම SSD වෙත ලියා ඇත. ධාරකයට සාර්ථක ලිවීමක් තහවුරු කිරීමක් ලැබෙන්නේ ධාවක මත දත්ත භෞතිකව ස්ථානගත කිරීමෙන් පසුව පමණි. ප්‍රවේශය වේගවත් කිරීමට සහ මීළඟ දත්ත බ්ලොක් ලිවිය යුත්තේ කොතැනද යන්න තීරණය කිරීමට SSD මත ඇති බ්ලොක් වෙන් කිරීමේ වගු පමණක් RAM හි ගබඩා කර ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, විශ්වසනීයත්වය සඳහා, මෙම වගු වල පිටපත් මාධ්යයේම පිහිටා ඇත. මෙහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, AccelStor පද්ධති සඳහා බැටරි / ධාරිත්රක හැඹිලි ආරක්ෂාවක් අවශ්ය නොවේ (කෙසේ වෙතත්, UPS සමඟ සන්නිවේදනය කිරීමට හැකි වේ - බල ගැටළු වලදී "මෘදු" වසා දැමීම සඳහා).

පටිගත කිරීම සංවිධානය කිරීමේ මෙම ප්‍රවේශයට ස්තූතිවන්ත වන්නට, කසළ එකතු කරන්නාට ධාවකයේ වේගයට සැලකිය යුතු ලෙස බල නොපාමින් පසුබිමේ වැඩ කිරීමට සැබවින්ම හැකි වේ, එමඟින් අවසානයේ SSD කාර්ය සාධනයෙන් 90% ක් දක්වා පද්ධතිය තුළ භාවිතා කිරීමට ඉඩ ලබා දේ. මෙය හරියටම RAID ඇල්ගොරිතම මත පදනම් වූ All Flash හි පසුබිමට එරෙහිව AccelStor පද්ධතිවල ඉහළ IOPS කාර්ය සාධනයයි.

FlexiRemap® තාක්ෂණයේ තවත් වැදගත් ලක්ෂණයක් වන්නේ අතිරික්ත SSD ලිවීම් සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීමයි. එබැවින් AccelStor පද්ධති සඳහා ලිවීමේ විස්තාරණය 1.3 ක් පමණි, එයින් අදහස් වන්නේ RAID5 ට සාපේක්ෂව ධාවකවල සේවා කාලය 2.5 ගුණයකින් වැඩි වීමයි!

SSD හි දත්ත ස්ථානගත කිරීමේ ප්‍රතිපත්තියේ පද්ධතිය විසින් නිරන්තර අධීක්ෂණය හේතුවෙන්, සියලුම ධාවක එකම ආකාරයෙන් අඳිනු ලැබේ. මෙම ප්රවේශය ඔවුන්ගේ සේවා කාලය පුරෝකථනය කිරීමට සහ පටිගත කිරීමේ සම්පතේ වෙහෙස ගැන පරිපාලකයාට කල්තියා සංඥා කිරීමට ඉඩ සලසයි.

SSD අසමත් විය හැකි බව පැහැදිලිය. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, පද්ධතිය වහාම උණුසුම් අමතර තැටි එකකට නැවත ගොඩනැගීම ආරම්භ කරනු ඇත. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, පිරිහුණු තත්වයේ ඇති FlexiRemap® සමූහය, කියවීමට-පමණක් මාදිලියට යන අතර, සියලු ලිවීමේ ඉල්ලීම් දෙවන කණ්ඩායම වෙත යොමු කෙරේ. එවැනි ආරක්ෂණ යාන්ත්රණයක් නැවත ගොඩනැඟීමේ මෙහෙයුම වේගවත් කිරීම සහ එකම කණ්ඩායම තුළ තවත් ධාවකයක් අසමත් වීමේ සම්භාවිතාව අඩු කිරීම සඳහා සපයනු ලැබේ. නැවත ගොඩනැංවීමේදී, උණුසුම් අමතර කොටසෙහි කියවීම, ලිවීම සහ ප්‍රතිසාධන මෙහෙයුම් වලට බාධා කිරීම් හේතුවෙන් සමූහයක සියලුම ධාවකයන් වැඩි බරක් අත්විඳින බව රහසක් නොවේ. මෙය තවත් ධාවකයක් අසාර්ථක වීමේ සම්භාවිතාව වැඩි කරයි. සහ ලිවීමේ මෙහෙයුම් වැඩි වන තරමට, නැවත ගොඩනැගීමට වැඩි කාලයක් ගතවනු ඇත.

නැවත ගොඩනැගීමේ ක්‍රියාවලිය අවසන් වී FlexiRemap® සමූහය සාමාන්‍ය තත්ත්වයට පත් වූ පසු, කණ්ඩායම් දෙක අතර ලිවීමේ සම්පතෙහි සුළු වක්‍රයක් ඇති වේ. එමනිසා, එය සමාන කිරීම සඳහා, පසුකාලීන ලිවීමේ මෙහෙයුම් බොහෝ විට යථා තත්ත්වයට පත් කරන ලද කණ්ඩායම මතට වැටෙනු ඇත (ඇත්ත වශයෙන්ම, අවසාන පද්ධතියේ කාර්ය සාධනය බොහෝ දුක් විඳීමට නොහැකි වන පරිදි).

සංකීර්ණ හැඹිලි පද්ධති භාවිතා කරන විට පවා යම් යම් අගයන්ට වඩා (~280K IOPS@4K සසම්භාවී ලිවීම) RAID ඇල්ගොරිතම මත පදනම්ව සියලුම ෆ්ලෑෂ් පද්ධතිවල කාර්ය සාධනය වැඩි කළ නොහැක. FlexiRemap® තාක්‍ෂණය, ගබඩා අවකාශය සංවිධානය කිරීම සඳහා සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් ප්‍රවේශයකට ස්තූතිවන්ත වන අතර, මෙම බාධකය පහසුවෙන් ජය ගැනීම පමණක් නොව, එකවර SSD හි සේවා කාලය කිහිප වතාවක් වැඩි කරයි. එබැවින් පද්ධති AccelStor බොහෝ පෙරමුනු (IOPS / $, GB / $, TCO, ROI) හි සියලුම ෆ්ලෑෂ් අරා අතර සැලකිය යුතු වාසි ඇත, ඒවා සම්පත්-දැඩි කාර්යයන් විසඳීම සඳහා පාරිභෝගික දත්ත මධ්‍යස්ථානවල ප්‍රධාන තනතුරු සඳහා සුදුසු අපේක්ෂකයින් බවට පත් කරයි.

මූලාශ්රය: www.habr.com