Технологије за побољшање перформанси засноване на коришћењу ССД-а и које се широко користе у системима за складиштење већ су дуго измишљене. Пре свега, то је коришћење ССД-а као простора за складиштење, што је 100% ефикасно, али скупо. Због тога се користе заморне технологије и технологије кеширања, где се ССД-ови користе само за најпопуларније („вруће“) податке. Низирање је добро за сценарије дуготрајне (дани-седмице) употребе „врућих“ података. Кеширање је, напротив, за краткорочну (минути-сати) употребу. Обе ове опције су имплементиране у систему складиштења . У овом чланку ћемо погледати имплементацију другог алгоритма - .
Суштина технологије кеширања ССД-а је употреба ССД-а као посредне кеш меморије између чврстих дискова и РАМ-а контролера. Перформансе ССД-а су, наравно, ниже од перформанси сопствене кеш меморије контролера, али је запремина за ред величине већа. Дакле, добијамо одређени компромис између брзине и јачине звука.
Индикације за коришћење ССД кеша за читање:
- Преовлађивање операција читања над операцијама писања (најчешће типично за базе података и веб апликације);
- Присуство уског грла у виду перформанси низа чврстог диска;
- Количина потребних података је мања од величине ССД кеша.
Индикације за коришћење ССД кеш меморије за читање+уписивање су исте, осим природе операција – мешовити тип (на пример, сервер датотека).
Већина добављача складишта користи ССД кеш меморију само за читање у својим производима. Основна разлика Они пружају могућност коришћења кеша и за писање. Да бисте активирали функцију ССД кеширања у КСАН системима за складиштење, морате купити посебну лиценцу (испоручује се електронски).
ССД кеш у КСЦубеСАН-у је физички имплементиран у облику одвојених ССД кешова. У систему их може бити до четири. Сваки базен, наравно, користи сопствени скуп ССД-ова. И већ у својствима виртуелног диска одређујемо да ли ће користити кеш базен и који. Омогућавање и онемогућавање употребе кеша за волумене може се обавити на мрежи без заустављања И/О. Такође можете вруће додати ССД-ове у базен и уклонити их одатле. Када креирате кеш ССД базена, потребно је да изаберете у ком режиму ће радити: само за читање или читање+писање. Од овога зависи његова физичка организација. Пошто може постојати неколико кеш група, њихова функционалност може бити различита (то јест, систем може истовремено да има и кеш спремишта за читање и читање+писање).
Ако се користи спремиште кеш меморије само за читање, може се састојати од 1-8 ССД-ова. Дискови не морају бити истог капацитета и истог произвођача, јер су комбиновани у НРАИД+ структуру. Сви ССД дискови у базену су заједнички. Систем независно покушава да паралелизује долазне захтеве између свих ССД-ова како би постигао максималне перформансе. Ако један од ССД дискова поквари, неће се догодити ништа лоше: на крају крајева, кеш садржи само копију података ускладиштених на низу чврстих дискова. Само ће се количина доступне ССД кеш меморије смањити (или постати нула ако користите оригинални ССД кеш са једног диска).
Ако се кеш користи за операције читања + писања, онда би број ССД-ова у групи требало да буде вишекратник два, пошто се садржај пресликава на парове дискова (користи се структура НРАИД 1+). Дуплирање кеша је неопходно јер може да садржи податке који још нису уписани на чврсте дискове. И у овом случају, квар ССД-а из кеш базена би довео до губитка информација. У случају НРАИД 1+, квар ССД-а ће једноставно довести до тога да ће кеш бити пребачен у стање само за читање, са неписаним подацима који ће бити бачени на низ чврстог диска. Након замене неисправног ССД-а, кеш ће се вратити у првобитни режим рада. Успут, за већу сигурност, можете доделити наменске резервне резерве за читање + уписивање кеша.
Када користите функцију ССД кеширања у КСЦубеСАН-у, постоје бројни захтеви за количину меморије контролера за складиштење: што је више системске меморије, већи ће кеш базен бити доступан.
За разлику од већине произвођача система за складиштење података, који нуде само опцију укључивања/искључивања ССД кеша, КСАН пружа више опција. Конкретно, можете одабрати режим рада кеша у зависности од природе оптерећења. Постоје три унапред подешена шаблона који су по свом раду најближи одговарајућим сервисима: база података, систем датотека, веб сервис. Поред тога, администратор може да креира сопствени профил постављањем потребних вредности параметара:
- Величина блока (Величина блока кеш меморије) – 1/2/4 МБ
- Број захтева за читање блока тако да се копира у кеш (Популате-он-Реад Тхресхолд) – 1..4
- Број захтева за писање блока тако да се копира у кеш (Популате-он-Врите Тхресхолд) – 0..4
Профили се могу мењати у ходу, али, наравно, уз садржај ресетовања кеша и његовог новог „загревања“.
Узимајући у обзир принцип рада ССД кеша, можемо истаћи главне операције када радите са њим:
Читање података када нису у кешу
- Захтев од домаћина стиже контролору;
- Пошто се тражени не налазе у ССД кешу, они се читају са чврстих дискова;
- Прочитани подаци се шаљу хосту. У исто време, проверава се да ли су ови блокови „врући“;
- Ако да, онда се копирају у ССД кеш за даљу употребу.
Читање података када су присутни у кешу
- Захтев од домаћина стиже контролору;
- Пошто се тражени подаци налазе у ССД кешу, они се читају одатле;
- Прочитани подаци се шаљу хосту.
Писање података када се користи кеш меморија за читање
- Захтев за писање од хоста стиже контролору;
- Подаци се записују на чврсте дискове;
- Одговор који указује на успешно снимање се враћа хосту;
- Истовремено се проверава да ли је блок „врућ“ (упоређује се параметар Популате-он-Врите Тхресхолд). Ако јесте, онда се копира у ССД кеш за каснију употребу.
Писање података када се користи кеш за читање+писање
- Захтев за писање од хоста стиже контролору;
- Подаци се уписују у ССД кеш меморију;
- Одговор који указује на успешно снимање се враћа хосту;
- Подаци из ССД кеша се уписују на чврсте дискове у позадини;
Проверите у акцији
Тест постоље
2 сервера (ЦПУ: 2 к Ксеон Е5-2620в3 2.4Хз / РАМ: 32ГБ) су повезана са два порта преко Фибре Цханнел 16Г директно на систем за складиштење КСЦубеСАН КСС5224Д (16ГБ РАМ/контролер).
Користили смо 16 к Сеагате Цонстеллатион ЕС, СТ500НМ0001, 500ГБ, САС 6Гб/с, комбиновано у РАИД5 (15+1), за низ података и 8 к ХГСТ Ултрастар ССД800МХ.Б, ХУСМХ8010БСС200ГБ, САС 100БСС12, САСXNUMXб
Направљена су 2 тома: по један за сваки сервер.
Тест 1. ССД кеш меморија само за читање са 1-8 ССД-ова
ССД кеш меморија
- Тип И/О: Прилагођавање
- Величина блока кеш меморије: 4МБ
- Праг за попуњавање при читању: 1
- Праг за попуњавање при писању: 0
И/О образац
- Алат: ИОметер В1.1.0
- Радници: 1
- Изванредно (дубина реда): 128
- Спецификације приступа: 4КБ, 100% читање, 100% насумично
У теорији, што је више ССД-ова у кеш групи, то су перформансе веће. У пракси се то и потврдило. Једино значајно повећање броја ССД-ова са малим бројем запремина не доводи до експлозивног ефекта.
Тест 2. ССД кеш у режиму читања + писања са 2-8 ССД-ова
ССД кеш меморија
- Тип И/О: Прилагођавање
- Величина блока кеш меморије: 4МБ
- Праг за попуњавање при читању: 1
- Праг за попуњавање при писању: 1
И/О образац
- Алат: ИОметер В1.1.0
- Радници: 1
- Изванредно (дубина реда): 128
- Спецификације приступа: 4КБ, 100% писање, 100% насумично
Исти резултат: експлозивни раст перформанси и скалирање како се број ССД-ова повећава.
У оба теста, количина радних података била је мања од укупне величине кеша. Због тога су временом сви блокови копирани у кеш меморију. А посао је, у ствари, већ обављен са ССД-овима, практично без утицаја на чврсте дискове. Сврха ових тестова је била да јасно покажу ефикасност загревања кеша и скалирања његових перформанси у зависности од броја ССД-ова.
Вратимо се сада на земљу и проверимо реалнију ситуацију, када је количина података већа од величине кеша. Да би тест прошао у разумном времену (период „загревања“ кеша увелико се повећава како се величина волумена повећава), ограничићемо величину волумена на 120 ГБ.
Тест 3. Емулација базе података
ССД кеш меморија
- Тип И/О: База података
- Величина блока кеш меморије: 1МБ
- Праг за попуњавање при читању: 2
- Праг за попуњавање при писању: 1
И/О образац
- Алат: ИОметер В1.1.0
- Радници: 1
- Изванредно (дубина реда): 128
- Спецификације приступа: 8КБ, 67% читање, 100% насумично
Пресуда
Очигледан закључак је, наравно, добра ефикасност коришћења ССД кеша за побољшање перформанси било ког система за складиштење података. Примењује на Ова изјава важи у потпуности: функција ССД кеширања је савршено имплементирана. Ово се тиче подршке за режиме читања и читања + писања, флексибилних подешавања за било који сценарио употребе, као и укупних перформанси система у целини. Стога, за веома разумну цену (цена лиценце је упоредива са ценом 1-2 ССД-а), можете значајно повећати укупне перформансе.
Извор: ввв.хабр.цом