Pokračovanie v zvažovaní technológií na urýchlenie I/O operácií aplikovaných na úložné systémy, ktoré sa začali v r , nemožno si pomôcť, ale pozastaviť sa nad takou veľmi populárnou možnosťou, ako je Auto Tiering. Hoci ideológia tejto funkcie je u rôznych výrobcov úložných systémov veľmi podobná, na vlastnosti implementácie vrstvenia sa pozrieme na príklade .
Napriek rôznorodosti údajov uložených v úložných systémoch možno tieto isté údaje rozdeliť do niekoľkých skupín na základe ich potreby (frekvencie používania). K najpopulárnejším („horúcim“) údajom je potrebné pristupovať čo najrýchlejšie, zatiaľ čo menej používané („studené“) údaje môžu byť spracované s nižšou prioritou.
Na usporiadanie takejto schémy sa používa funkcia vrstvenia. Dátové pole v tomto prípade nepozostáva z diskov rovnakého typu, ale z niekoľkých skupín jednotiek, ktoré tvoria rôzne vrstvy úložiska. Pomocou špeciálneho algoritmu sa údaje automaticky presúvajú medzi úrovňami, aby sa zabezpečil maximálny celkový výkon.
SHD podpora až troch úrovní úložiska:
- Úroveň 1: SSD, maximálny výkon
- Úroveň 2: HDD SAS 10K/15K, vysoký výkon
- Úroveň 3: HDD NL-SAS 7.2K, maximálna kapacita
Skupina automatického vrstvenia môže obsahovať všetky tri úrovne alebo iba dve v ľubovoľnej kombinácii. V rámci každej vrstvy sú jednotky kombinované do známych skupín RAID. Pre maximálnu flexibilitu môže byť úroveň RAID v každej vrstve odlišná. To znamená, že vám napríklad nič nebráni usporiadať štruktúru ako 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Po vytvorení zväzkov (virtuálnych diskov) zap pool na ňom začína zber štatistík o všetkých I/O operáciách na pozadí. Na tento účel je priestor „rozrezaný“ na bloky s veľkosťou 1 GB (takzvané sub LUN). Zakaždým, keď sa k takémuto bloku pristúpi, je mu priradený koeficient 1. Potom sa v priebehu času tento koeficient znižuje. Po 24 hodinách, ak pre tento blok nie sú žiadne vstupno-výstupné požiadavky, bude sa už rovnať 0.5 a bude naďalej klesať každú nasledujúcu hodinu.
V určitom čase (štandardne každý deň o polnoci) sú zhromaždené výsledky zoradené podľa aktivity pod LUN na základe ich koeficientov. Na základe toho sa rozhodne, ktoré bloky a ktorým smerom sa pohne. Potom v skutočnosti dôjde k premiestneniu údajov medzi úrovňami.
Úložný systém Qsan dokonale implementuje riadenie procesu vrstvenia pomocou mnohých parametrov, čo umožňuje veľmi flexibilne konfigurovať konečný výkon poľa.
Na určenie počiatočného umiestnenia údajov a prioritného smeru ich pohybu sa používajú politiky, ktoré sa nastavujú samostatne pre každý zväzok:
- Auto Tiering – predvolená politika, počiatočné umiestnenie a smer pohybov sa určujú automaticky, t.j. „Horúce“ údaje majú tendenciu k najvyššej úrovni a „studené“ údaje sa pohybujú nadol. Počiatočné umiestnenie sa vyberá na základe dostupného priestoru na každej úrovni. Musíte však pochopiť, že systém sa v prvom rade snaží o maximálne využitie najrýchlejších diskov. Preto, ak je voľné miesto, dáta budú umiestnené na vyšších úrovniach. Táto politika je vhodná pre väčšinu scenárov, kde nie je možné vopred predvídať dopyt po údajoch.
- Začnite s High a potom Auto Tiering – rozdiel oproti predchádzajúcemu je len v počiatočnom umiestnení údajov (na najrýchlejšej úrovni)
- Najvyššia úroveň – dáta sa vždy snažia obsadiť najrýchlejšiu úroveň. Ak sa počas prevádzky posunú nadol, čo najskôr sa presunú späť. Táto politika je vhodná pre údaje, ktoré vyžadujú najrýchlejší možný prístup.
- Minimálna úroveň – údaje majú vždy tendenciu zaberať najnižšiu úroveň. Táto zásada je skvelá pre zriedka používané údaje (napríklad archívy).
- Žiadne sťahovanie – systém automaticky určí pôvodné umiestnenie údajov a nepresunie ich. Naďalej sa však zbierajú štatistiky pre prípad, že by bolo následne potrebné ich premiestnenie.
Stojí za zmienku, že zatiaľ čo politiky sú definované pri vytváraní každého zväzku, možno ich opakovane meniť za behu počas životného cyklu systému.
Okrem politík pre mechanizmus vrstvenia sa konfiguruje aj frekvencia a tempo pohybu údajov medzi úrovňami. Môžete nastaviť konkrétny čas cesty: denne alebo v určité dni v týždni a tiež skrátiť interval zberu štatistík na niekoľko hodín (minimálna frekvencia - 2 hodiny). Ak potrebujete obmedziť čas potrebný na dokončenie operácie presunu údajov, môžete nastaviť časový rámec (okno na presun). Okrem toho je indikovaná aj rýchlosť premiestňovania - 3 režimy: rýchly, stredný, pomalý.
V prípade potreby okamžitého premiestnenia údajov je možné ho kedykoľvek na príkaz správcu vykonať manuálne.
Je jasné, že čím častejšie a rýchlejšie sa budú dáta presúvať medzi jednotlivými úrovňami, tým flexibilnejšie sa bude úložný systém prispôsobovať aktuálnym prevádzkovým podmienkam. Zároveň je však potrebné pamätať na to, že presun je dodatočná záťaž (predovšetkým na diskoch), takže by ste nemali „riadiť“ dáta, pokiaľ to nie je absolútne nevyhnutné. Pohyb je lepšie plánovať v čase minimálnej záťaže. Ak prevádzka úložného systému neustále vyžaduje vysoký výkon 24 hodín denne, 7 dní v týždni, potom sa oplatí znížiť mieru premiestňovania na minimum.
Množstvo nastavení snímania nepochybne poteší pokročilých používateľov. Kto sa však s takouto technológiou stretáva prvýkrát, nemá sa čoho obávať. Je celkom možné dôverovať predvoleným nastaveniam (politika Auto Tiering, pohyb maximálnou rýchlosťou raz denne v noci) a pri hromadení štatistík upravovať určité parametre na dosiahnutie požadovaného výsledku.
Porovnanie trhania s rovnako populárnou technológiou pre zvýšenie produktivity ako , mali by ste pamätať na rôzne prevádzkové princípy ich algoritmov.
SSD cache
Auto Tiering
Rýchlosť nástupu účinku
Takmer okamžite. Viditeľný efekt je však až po „zahriatí“ vyrovnávacej pamäte (minúty až hodiny)
Po zozbieraní štatistík (od 2 hodín, ideálne denne) plus čas na presun dát
Trvanie účinku
Kým údaje nebudú nahradené novou časťou (minúty-hodiny)
Kým sú údaje požadované (XNUMX hodín alebo viac)
Indikácie na použitie
Okamžité krátkodobé zvýšenie výkonu (databázy, virtualizačné prostredia)
Zvýšená produktivita na dlhé obdobie (súbory, web, poštové servery)
Jednou z vlastností vrstvenia je aj možnosť použitia nielen pre scenáre ako „SSD + HDD“, ale aj „rýchly HDD + pomalý HDD“ alebo dokonca všetky tri úrovne, čo je pri použití vyrovnávacej pamäte SSD v podstate nemožné.
Testovanie
Na otestovanie výkonnosti algoritmov vrstvenia sme vykonali jednoduchý test. Bol vytvorený fond dvoch úrovní SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1), na ktorý bol umiestnený zväzok s politikou „minimálnej úrovne“. Tie. Dáta by mali byť vždy umiestnené na pomalých diskoch.
Rozhranie správy jasne zobrazuje umiestnenie údajov medzi úrovňami
Po naplnení objemu údajmi sme zmenili politiku umiestnenia na Auto Tiering a spustili test IOmeter.
Po niekoľkých hodinách testovania, keď sa systému podarilo nahromadiť štatistiky, sa začal proces premiestňovania.
Po dokončení presunu údajov sa náš testovací objem úplne „preplazil“ na najvyššiu úroveň (SSD).
verdikt
Auto Tiering je úžasná technológia, ktorá umožňuje zvýšiť výkon úložného systému s minimálnymi materiálovými a časovými nákladmi intenzívnejším využívaním vysokorýchlostných pohonov. Aplikovaný na jedinou investíciou je licencia, ktorá sa kupuje raz a navždy bez obmedzenia objemu/počtu diskov/políc/atď. Táto funkcionalita je vybavená tak bohatými nastaveniami, že dokáže uspokojiť takmer akúkoľvek obchodnú úlohu. A vizualizácia procesov v rozhraní vám umožní efektívne spravovať zariadenie.
Zdroj: hab.com
