ФАСТ ВП на Унити складишту: како то функционише

Данас ћемо причати о занимљивој технологији имплементираној у систему складиштења Унити / Унити КСТ - ФАСТ ВП. Ако сте први пут чули за Унити, онда се линк на крају чланка може користити за упознавање са карактеристикама система. Радио сам на ФАСТ ВП више од годину дана у Делл ЕМЦ дизајнерском тиму. Данас желим да причам о овој технологији детаљније и откријем неке детаље о њеној имплементацији. Наравно, само оне које је дозвољено да се открију. Ако сте заинтересовани за питања ефикасног складиштења података или једноставно нисте у потпуности разумели документацију, онда ће вам овај чланак свакако бити користан и занимљив.

Одмах ћу вам рећи шта неће бити у материјалу. Неће бити тражења конкурената и поређења са њима. Такође не планирам да причам о сличним технологијама из отвореног кода, јер радознали читалац већ зна за њих. И, наравно, нећу ништа да рекламирам.

складиштење слојева. Циљеви и задаци ФАСТ ВП

ФАСТ ВП је скраћеница за потпуно аутоматизовано складиштење података за виртуелни базен. Је тешко? Ништа, решићемо то. Тиеринг је начин организовања складиштења података, у којем постоји неколико нивоа (нивоа) на којима се ти подаци чувају. Сваки има своје карактеристике. Најважније: перформансе, обим и цена складиштења јединице информација. Наравно, међу њима постоји веза.

Важна карактеристика разврставања по слојевима је да се приступ подацима обезбеђује једнообразно, без обзира на то на ком се нивоу складиштења тренутно налазе, а величина скупа је једнака збиру величина ресурса укључених у њега. Овде лежи разлика у односу на кеш: величина кеша се не додаје укупној количини ресурса (скуп у овом случају), а подаци кеша дуплирају неки део података са главног медијума (или ће се дуплирати ако подаци из кеша још нису уписани). Такође, дистрибуција података по нивоима је скривена од корисника. Односно, он не види тачно који се подаци налазе на сваком нивоу, иако на то може утицати индиректно, постављањем политика (о њима касније).

Сада погледајмо карактеристике имплементације слојева складиштења у Унити-у. У Унити-у постоје 3 нивоа или нивоа:

• Екстремне перформансе (ССД)
• Перформансе (САС ХДД 10к/15к РПМ)
• Капацитет (НЛ-САС ХДД 7200 РПМ)

Они су представљени у опадајућем редоследу перформанси и цене. Екстремне перформансе укључују само ССД дискове. У друга два нивоа налазе се магнетни дискови који се разликују по брзини ротације и, сходно томе, перформансама.

Медији за складиштење са истог нивоа и исте величине се комбинују у РАИД низ, формирајући РАИД групу (РАИД група, скраћено РГ); можете прочитати о доступним и препорученим нивоима РАИД-а у званичној документацији. Од РАИД група једног или више нивоа формирају се складишни скупови из којих се затим дистрибуира слободан простор. И већ из базена се додељује простор за системе датотека и ЛУН-ове.

Зашто ми треба Тиеринг?

Укратко и апстрактно: да се постигне више резултата уз најмању количину ресурса. Тачније, резултат се обично схвата као скуп карактеристика система за складиштење - брзина и време приступа, цена складиштења и друго. Минимум ресурса значи најмање трошкове: новац, енергија и тако даље. ФАСТ ВП само имплементира механизме за редистрибуцију података на различитим нивоима у систему складиштења Унити / Унити КСТ. Ако ми верујете, можете прескочити следећи пасус. За остало, рећи ћу вам нешто више.

Правилним разврставањем података по слојевима, можете уштедети на укупним трошковима складиштења жртвовањем брзине приступа неким ретко коришћеним информацијама и побољшати перформансе премештањем података којима се често приступа на брже медије. Овде неко може да приговори да чак и без степеновања, нормалан администратор зна где да стави које податке, које карактеристике система складиштења су пожељне за његов задатак итд. Наравно, ово је тачно, али дистрибуција података "ручно" има своје недостатке:

• захтева време и пажњу администратора;
• није увек могуће „преобликовати” ресурсе за складиштење под променљивим условима;
• нестаје важна предност: јединствен приступ ресурсима који се налазе на различитим нивоима складиштења.

Да би администратори складишта мање бринули о безбедности посла, додаћу да је овде неопходно и компетентно планирање ресурса. Сада када су задаци разврставања укратко наведени, да видимо шта можете очекивати од ФАСТ ВП-а. Ово је време да се вратимо на дефиницију. Прве две речи - Потпуно аутоматизован - буквално се преводе као "потпуно аутоматизован" и значе да се дистрибуција нивоа дешава аутоматски. Па, виртуелни базен је скуп података који укључује ресурсе са различитих нивоа складиштења. Ево како то изгледа:

Гледајући унапред, рећи ћу да ФАСТ ВП само премешта податке унутар једног базена, а не између више група.

Задатке решава ФАСТ ВП

Хајде да прво причамо апстрактно. Имамо скуп и неки механизам који може редистрибуирати податке унутар овог скупа. Имајући у виду да је наш задатак постизање максималне продуктивности, запитајмо се: на које начине се то може постићи? Можда их има неколико, а овде ФАСТ ВП има шта да понуди кориснику, пошто је технологија нешто више од једноставног складиштења. Ево неколико начина на које ФАСТ ВП може повећати перформансе базена:

• Дистрибуција података преко различитих типова дискова, нивоа
• Дистрибуција података међу дисковима истог типа
• Дистрибуција података при проширењу пула

Пре него што погледамо како се ови задаци остварују, морамо да знамо неке суштинске чињенице о томе како ФАСТ ВП функционише. ФАСТ ВП ради са блоковима одређене величине - 256 мегабајта. Ово је најмањи суседни „комад“ података који се може преместити. У документацији се зове тако: кришка. Са тачке гледишта ФАСТ ВП, све РАИД групе се састоје од скупа таквих "комада". Сходно томе, сва И/О статистика се акумулира за такве блокове података. Зашто је изабрана ова величина блока и да ли ће бити смањена? Блок је прилично велик, али ово је компромис између грануларности података (мања величина блока - прецизнија дистрибуција) и доступних рачунарских ресурса: са постојећим строгим ограничењима РАМ-а и великим бројем блокова, статистички подаци могу заузети превише, и број прорачуна ће пропорционално расти.

Како ФАСТ ВП поставља податке у базен. Политичари

Да бисте контролисали постављање података у скуп са омогућеним ФАСТ ВП, постоје следеће смернице:

• Највиши доступни ниво
• Ауто Тиер
• Започни високи, а затим аутоматски ниво (подразумевано)
• Најнижи доступни ниво

Оне утичу и на почетну алокацију блока (подаци се прво уписују) и на каснију преалокацију. Када су подаци већ смештени на дискове, релокација ће бити покренута према распореду или ручно.

Највиши доступни ниво покушава да постави нови блок на ниво са највишим перформансама. Ако на њему нема довољно простора, следећи по перформансама, али тада се подаци могу померити на продуктивнији ниво (ако има простора или истискују друге податке). Ауто-Тиер поставља нове податке у различите нивое на основу количине доступног простора и редистрибуира их на основу потражње и слободног простора. Старт Хигх тхен Ауто-Тиер је подразумевана политика и такође се препоручује. У почетку ради као највиши доступни ниво, а затим премешта податке на основу статистике коришћења. Политика најнижег доступног нивоа настоји да постави податке на ниво са најмањим учинком.

Пренос података иде са ниским приоритетом како не би ометао користан рад система за складиштење, међутим, постоји поставка „Стопа релокације података“ која мења приоритет. Овде постоји посебност: немају сви блокови података исти редослед прерасподеле. На пример, блокови означени као метаподаци ће прво бити премештени на бржи ниво. Метаподаци су, да тако кажем, „подаци о подацима“, неке додатне информације које нису кориснички подаци, али чувају њихов опис. На пример, информације у систему датотека о томе у ком се блоку налази одређена датотека. То значи да брзина приступа подацима зависи од брзине приступа метаподацима. С обзиром на то да су метаподаци обично много мањи, очекује се да ће предности премештања на брже дискове бити веће.

Критеријуми које Фаст ВП користи у свом раду

Главни критеријум за сваки блок, ако је то врло грубо, јесте карактеристика „тражње“ података, која зависи од броја операција читања и писања фрагмента података. Ова карактеристика се зове "Температура". Постоје врући подаци који су врући од података за које није тражено. Израчунава се периодично, подразумевано са интервалом од једног сата.

Функција израчунавања температуре има следећа својства:

• У недостатку И/О, подаци се временом „хладе“.
• Са мање-више истим оптерећењем у времену, температура се прво повећава, а затим стабилизује у одређеном опсегу.

Даље, горе описане политике и слободан простор на сваком нивоу се узимају у обзир. Ради јасноће даћу слику из документације. Овде црвена, жута и плава боја означавају блокове са високим, средњим и ниским температурама, респективно.

Али вратимо се задацима. Дакле, можемо почети да анализирамо шта се ради на решавању проблема ФАСТ ВП.

А. Дистрибуција података на различитим типовима дискова, нивоима

Заправо, ово је главни задатак ФАСТ ВП. Остало су, у извесном смислу, његови деривати. У зависности од изабране политике, подаци ће бити распоређени на различите нивое складиштења. Пре свега, узима се у обзир политика постављања, затим температура блокова и величина/брзина РАИД група.

За политике највишег/најнижег доступног нивоа, све је прилично једноставно. За друга два, ово је случај. Подаци се дистрибуирају на различите нивое, узимајући у обзир величину и перформансе РАИД група: тако да је однос укупне „температуре“ блокова и „условних максималних перформанси“ сваке РАИД групе приближно исти. Дакле, оптерећење је распоређено мање-више равномерно. Подаци који су траженији се премештају на брже медије, а ретко коришћени подаци се премештају на спорије медије. У идеалном случају, дистрибуција би требала изгледати отприлике овако:

Б. Дистрибуција података међу дисковима истог типа

Запамтите, на почетку сам написао да носиоци информација из један или више нивои су комбиновани у један базен? У случају једног нивоа, ФАСТ ВП такође има посла. Да бисте максимизирали перформансе на било ком нивоу, пожељно је равномерно дистрибуирати податке по дисковима. Ово ће омогућити (у теорији) да добијете максималан број ИОПС. Подаци унутар РАИД групе могу се сматрати равномерно распоређеним по дисковима, али то није увек случај између РАИД група. У случају неравнотеже, ФАСТ ВП ће премештати податке између РАИД група пропорционално њиховој величини и „условним перформансама“ (у нумеричком смислу). Ради јасноће, приказаћу шему ребаланса између три РАИД групе:

Ц. Дистрибуција података приликом проширења пула

Овај задатак је посебан случај претходног и извршава се када се РАИД група дода у скуп. Да би се спречило да новододата РАИД група не буде у стању мировања, део података ће бити пренет у њу, што значи да ће се оптерећење на све РАИД групе прерасподелити.

Изравнавање хабања ССД-а

Кроз нивелисање хабања, ФАСТ ВП може да продужи животни век ССД-а, иако ова функција није директно повезана са разврставањем складишта. Пошто већ постоје подаци о температури, узима се у обзир и број операција писања, знамо како да преместимо блокове података, логично би било да ФАСТ ВП реши и овај проблем.

Ако број уписа у једну РАИД групу значајно премашује број уписа у другу, ФАСТ ВП ће редистрибуирати податке према броју уписа. С једне стране, ово уклања оптерећење и штеди ресурсе неких дискова, са друге стране, додаје „рад“ за мање оптерећене, повећавајући укупне перформансе.

Дакле, ФАСТ ВП преузима традиционалне задатке Стораге Тиеринга и ради мало више од тога. Све ово вам омогућава да ефикасно складиштите податке у систему складиштења Унити.

Неколико савета

1. Немојте занемарити читање документације. Постоје најбоље праксе и оне функционишу прилично добро. Ако их пратите, онда се озбиљни проблеми, по правилу, не појављују. Остали савети их у основи понављају или допуњују.
2. Ако сте конфигурисали и омогућили ФАСТ ВП, оставите га укљученим. Нека распоређује податке у предвиђеном времену и мало по мало једном годишње и има озбиљан утицај на обављање других задатака. У таквим случајевима, прерасподела података може потрајати дуго.
3. Будите пажљиви при избору прозора за пресељење. Иако је ово очигледно, покушајте да изаберете време са најмањим оптерећењем на Унити-у и доделите довољно времена.
4. Планирајте проширење складишта, урадите то на време. Ово је општа препорука која је важна и за ФАСТ ВП. Ако је количина слободног простора веома мала, онда ће се кретање података успорити или постати немогуће. Поготово ако сте занемарили тачку 2.
5. Када проширујете скуп са омогућеним ФАСТ ВП, немојте почињати са најспоријим дисковима. То јест, или додајемо све планиране РАИД групе одједном, или прво додајемо најбрже дискове. У овом случају, прерасподела података на нове "брзе" дискове ће повећати укупну брзину скупа. У супротном, почевши од "спорих" дискова, можете добити веома непријатну ситуацију. Прво ће се подаци пренети на нове, релативно споре дискове, а затим, при додавању бржих, у супротном смеру. Постоје нијансе повезане са различитим ФАСТ ВП политикама, али у општем случају, ова ситуација је могућа.

Ако гледате овај производ, онда можете бесплатно испробати Унити у акцији преузимањем Унити ВСА виртуелног уређаја.

На крају чланка делим неколико корисних веза:

• Паге Унити стораге
• Делл ЕМЦ Унити: ФАСТ ВП теорија рада – кратак опис функције
• Потпунији и детаљнији опис, пдф формат
• Унити ВСА/Цлоуд издање

Закључак

Желим да пишем о много чему, али разумем да читаоца неће занимати сви детаљи. На пример, можете детаљније говорити о критеријумима по којима ФАСТ ВП доноси одлуку о преносу података, о процесима за анализу И/О статистике. Такође, тема интеракције са Динамиц Поолс, а ово повлачи посебан чланак. Можете чак и маштати о развоју ове технологије. Надам се да није било досадно и да ти нисам досадио. Видимо се ускоро!

Извор: ввв.хабр.цом