Teknologjitë për përmirësimin e performancës bazuar në përdorimin e SSD-ve dhe të përdorura gjerësisht në sistemet e ruajtjes janë shpikur prej kohësh. Para së gjithash, është përdorimi i SSD si hapësirë ruajtëse, i cili është 100% efektiv, por i shtrenjtë. Prandaj, përdoren teknologji të lodhshme dhe memorie, ku SSD-të përdoren vetëm për të dhënat më të njohura ("të nxehta"). Niveli është i mirë për skenarët e përdorimit afatgjatë (ditë-javë) të të dhënave "të nxehta". Përkundrazi, memoria është për përdorim afatshkurtër (minuta-orë). Të dyja këto opsione janë implementuar në sistemin e ruajtjes . Në këtë artikull do të shikojmë zbatimin e algoritmit të dytë - .
Thelbi i teknologjisë së ruajtjes së memories SSD është përdorimi i SSD-ve si një memorie e ndërmjetme midis disqeve të ngurtë dhe RAM-it të kontrolluesit. Performanca e SSD është, natyrisht, më e ulët se performanca e cache-it të vetë kontrolluesit, por vëllimi është një rend i madhësisë më i lartë. Prandaj, marrim një kompromis të caktuar midis shpejtësisë dhe vëllimit.
Indikacionet për përdorimin e cache SSD për lexim:
- Mbizotërimi i operacioneve të leximit mbi operacionet e shkrimit (më shpesh tipike për bazat e të dhënave dhe aplikacionet në ueb);
- Prania e një pengese në formën e performancës së grupit të diskut të ngurtë;
- Sasia e të dhënave të kërkuara është më e vogël se madhësia e memories SSD.
Indikacionet për përdorimin e një memorie të fshehtë SSD për lexim+shkrim janë të njëjta, me përjashtim të natyrës së operacioneve - lloji i përzier (për shembull, serveri i skedarëve).
Shumica e shitësve të hapësirës ruajtëse përdorin cache SSD vetëm për lexim në produktet e tyre. Dallimi themelor Ato ofrojnë mundësinë për të përdorur cache-in edhe për të shkruar. Për të aktivizuar funksionalitetin e ruajtjes së memorjes SSD në sistemet e ruajtjes QSAN, duhet të blini një licencë të veçantë (të dhënë në mënyrë elektronike).
Memoria e memories SSD në XCubeSAN zbatohet fizikisht në formën e grupeve të veçanta të cache SSD. Mund të ketë deri në katër prej tyre në sistem. Çdo pishinë, natyrisht, përdor grupin e vet të SSD-ve. Dhe tashmë në vetitë e diskut virtual ne përcaktojmë nëse do të përdorë një grup të cache dhe cilin. Aktivizimi dhe çaktivizimi i përdorimit të cache-it për vëllime mund të bëhet në internet pa ndalur hyrjen/daljen. Ju gjithashtu mund të shtoni SSD në pishinë dhe t'i hiqni ato nga atje. Kur krijoni një memorie të vogël SSD, duhet të zgjidhni se në cilën mënyrë do të funksionojë: vetëm lexim ose lexim+shkruaj. Organizimi i tij fizik varet nga kjo. Meqenëse mund të ketë disa grupe cache, funksionaliteti i tyre mund të jetë i ndryshëm (d.m.th., sistemi mund të ketë si grupe cache leximi dhe shkrimi në të njëjtën kohë).
Nëse përdoret një grup memorie vetëm për lexim, ai mund të përbëhet nga 1-8 SSD. Disqet nuk duhet të jenë të të njëjtit kapacitet dhe të njëjtit shitës, pasi ato janë të kombinuara në një strukturë NRAID+. Të gjithë SSD-të në pishinë janë të përbashkëta. Sistemi përpiqet në mënyrë të pavarur të paralelizojë kërkesat hyrëse midis të gjithë SSD-ve për të arritur performancën maksimale. Nëse një nga SSD-të dështon, asgjë e keqe nuk do të ndodhë: në fund të fundit, cache përmban vetëm një kopje të të dhënave të ruajtura në grupin e disqeve të ngurtë. Thjesht sasia e memories së disponueshme SSD do të ulet (ose do të bëhet zero nëse përdorni cache origjinale SSD nga një disk).
Nëse cache përdoret për operacione lexim + shkrim, atëherë numri i SSD-ve në grup duhet të jetë shumëfish i dy, pasi përmbajtja pasqyrohet në çifte disqe (përdoret struktura NRAID 1+). Dublikimi i cache-it është i nevojshëm sepse mund të përmbajë të dhëna që nuk janë shkruar ende në hard disqet. Dhe në këtë rast, dështimi i SSD nga grupi i cache do të çonte në humbjen e informacionit. Në rastin e NRAID 1+, një dështim i SSD thjesht do të çojë në transferimin e cache-it në një gjendje vetëm për lexim, me të dhënat e pashkruara që hidhen në grupin e diskut të ngurtë. Pas zëvendësimit të SSD-së me defekt, cache do të kthehet në mënyrën e tij origjinale të funksionimit. Meqë ra fjala, për siguri më të madhe, mund të caktoni rezerva të dedikuara të nxehta në një memorie leximi + shkrimi.
Kur përdorni funksionin e ruajtjes së memories SSD në XCubeSAN, ka një sërë kërkesash për sasinë e memories së kontrolluesve të ruajtjes: sa më shumë memorie e sistemit, aq më i madh do të jetë i disponueshëm grupi i memories.
Ndryshe nga shumica e prodhuesve të sistemeve të ruajtjes, të cilët ofrojnë vetëm një opsion për të ndezur/fikur cache-në SSD, QSAN ofron më shumë opsione. Në veçanti, ju mund të zgjidhni mënyrën e funksionimit të cache në varësi të natyrës së ngarkesës. Ekzistojnë tre modele të paracaktuara që janë më afër në funksionimin e tyre me shërbimet përkatëse: baza e të dhënave, sistemi i skedarëve, shërbimi në internet. Përveç kësaj, administratori mund të krijojë profilin e tij duke vendosur vlerat e kërkuara të parametrave:
- Madhësia e bllokut (Madhësia e bllokut të cache) – 1/2/4 MB
- Numri i kërkesave për të lexuar një bllok në mënyrë që të kopjohet në cache (Pragu Populate-on-Read) – 1..4
- Numri i kërkesave për të shkruar një bllok në mënyrë që të kopjohet në cache (Pragu Populate-on-Write) – 0..4
Profilet mund të ndryshohen menjëherë, por, natyrisht, me përmbajtjen e rivendosjes së cache dhe "ngrohjen" e tij të re.
Duke marrë parasysh parimin e funksionimit të cache SSD, ne mund të theksojmë operacionet kryesore kur punojmë me të:
Leximi i të dhënave kur nuk është në cache
- Një kërkesë nga hosti arrin tek kontrollori;
- Meqenëse ato të kërkuara nuk janë në memorien e SSD, ato lexohen nga hard disqet;
- Të dhënat e lexuara i dërgohen hostit. Në të njëjtën kohë, bëhet një kontroll për të parë nëse këto blloqe janë "të nxehta";
- Nëse po, atëherë ato kopjohen në cache SSD për përdorim të mëtejshëm.
Lexoni të dhënat kur ato janë të pranishme në cache
- Një kërkesë nga hosti arrin tek kontrollori;
- Meqenëse të dhënat e kërkuara janë në cache SSD, ato lexohen prej andej;
- Të dhënat e lexuara i dërgohen hostit.
Shkrimi i të dhënave kur përdorni cache-in e leximit
- Një kërkesë për shkrim nga hosti mbërrin te kontrolluesi;
- Të dhënat shkruhen në hard disk;
- Një përgjigje që tregon regjistrimin e suksesshëm i kthehet hostit;
- Në të njëjtën kohë, kontrollohet nëse blloku është "i nxehtë" (krahasohet parametri Pragu Populate-on-Write). Nëse po, atëherë kopjohet në cache SSD për përdorim të mëvonshëm.
Shkrimi i të dhënave kur përdorni një memorie të fshehtë leximi+shkrimi
- Një kërkesë për shkrim nga hosti mbërrin te kontrolluesi;
- Të dhënat shkruhen në cache SSD;
- Një përgjigje që tregon regjistrimin e suksesshëm i kthehet hostit;
- Të dhënat nga cache SSD shkruhen në disqet e ngurtë në sfond;
Kontrollo në veprim
Stand testimi
2 serverë (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32 GB) lidhen me dy porte nëpërmjet Fiber Channel 16G direkt me sistemin e ruajtjes XCubeSAN XS5224D (16 GB RAM/kontrollues).
Ne përdorëm 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500 GB, SAS 6 Gb/s, të kombinuara në RAID5 (15+1), për grupin e të dhënave dhe 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200, SASs100 cass12, SASXNUMX
U krijuan 2 vëllime: një për çdo server.
Testi 1. Cache SSD vetëm për lexim nga 1-8 SSD
Memorje memorie SSD
- Lloji I/O: Përshtatje
- Madhësia e bllokut të cache: 4 MB
- Pragu i plotësimit në lexim: 1
- Pragu i plotësimit në shkrim: 0
Modeli I/O
- Mjeti: IOmeter V1.1.0
- Punëtorët: 1
- E jashtëzakonshme (Thellësia e radhës): 128
- Specifikimet e aksesit: 4KB, 100% e lexuar, 100% e rastësishme
Në teori, sa më shumë SSD në grupin e cache-it, aq më e lartë është performanca. Në praktikë, kjo është konfirmuar. E vetmja rritje e konsiderueshme e numrit të SSD-ve me një numër të vogël vëllimesh nuk çon në një efekt shpërthyes.
Test 2. Cache SSD në modalitetin lexim + shkrim me 2-8 SSD
Memorje memorie SSD
- Lloji I/O: Përshtatje
- Madhësia e bllokut të cache: 4 MB
- Pragu i plotësimit në lexim: 1
- Pragu i plotësimit në shkrim: 1
Modeli I/O
- Mjeti: IOmeter V1.1.0
- Punëtorët: 1
- E jashtëzakonshme (Thellësia e radhës): 128
- Specifikimet e aksesit: 4KB, 100% Shkruaj, 100% Rastesishme
I njëjti rezultat: rritje dhe shkallëzim shpërthyes i performancës ndërsa numri i SSD-ve rritet.
Në të dy testet, sasia e të dhënave të punës ishte më e vogël se madhësia totale e cache-it. Prandaj, me kalimin e kohës, të gjitha blloqet u kopjuan në cache. Dhe puna, në fakt, ishte kryer tashmë me SSD, praktikisht pa prekur disqet e ngurtë. Qëllimi i këtyre testeve ishte të demonstronin qartë efektivitetin e ngrohjes së cache-së dhe shkallëzimit të performancës së tij në varësi të numrit të SSD-ve.
Tani le të kthehemi në tokë dhe të kontrollojmë një situatë më realiste, kur sasia e të dhënave është më e madhe se madhësia e cache. Në mënyrë që testi të kalojë në një kohë të arsyeshme (periudha e "ngrohjes" së cache-it rritet shumë me rritjen e madhësisë së volumit), ne do ta kufizojmë madhësinë e volumit në 120 GB.
Testi 3. Emulimi i bazës së të dhënave
Memorje memorie SSD
- Lloji I/O: Baza e të dhënave
- Madhësia e bllokut të cache: 1 MB
- Pragu i plotësimit në lexim: 2
- Pragu i plotësimit në shkrim: 1
Modeli I/O
- Mjeti: IOmeter V1.1.0
- Punëtorët: 1
- E jashtëzakonshme (Thellësia e radhës): 128
- Specifikimet e aksesit: 8KB, 67% e lexuar, 100% e rastësishme
Вердикт
Përfundimi i qartë, natyrisht, është efikasiteti i mirë i përdorimit të një cache SSD për të përmirësuar performancën e çdo sistemi ruajtjeje. Aplikuar në Kjo deklaratë zbatohet plotësisht: funksioni i ruajtjes së memories SSD zbatohet në mënyrë të përsosur. Kjo ka të bëjë me mbështetjen për mënyrat e leximit dhe leximit + shkrimit, cilësimet fleksibël për çdo skenar përdorimi, si dhe performancën e përgjithshme të sistemit në tërësi. Prandaj, për një kosto shumë të arsyeshme (çmimi i licencës është i krahasueshëm me koston e 1-2 SSD), ju mund të rrisni ndjeshëm performancën e përgjithshme.
Burimi: www.habr.com