Продовжуючи розглядати технології прискорення операцій введення/виведення у застосуванні до СГД, розпочаті в , Не можна не зупинитися на такій популярній опції, як тирінг (Auto Tiering). Хоча ідеологія роботи цієї функції дуже близька у різних виробників систем зберігання, ми розглянемо особливості реалізації тирингу з прикладу .
Незважаючи на різноманіття даних, що зберігаються на СГД, ці дані можна розділити на кілька груп, виходячи з їх затребуваності (частоти використання). До найбільш популярних («гарячих») даних дуже важливо організувати максимально швидкий доступ, тоді як обробку менш затребуваних («холодних») даних можна виконувати з нижчим пріоритетом.
Для організації подібної схеми застосовується функціонал тирингу. Масив даних у разі складається з однотипних дисків, та якщо з кількох груп накопичувачів, утворюють різні рівні (tier) зберігання. За допомогою спеціального алгоритму дані автоматично переміщуються між рівнями для забезпечення максимальної підсумкової продуктивності.
SHD підтримують до трьох рівнів зберігання:
- Tier 1: SSD, максимальна продуктивність
- Tier 2: HDD SAS 10K/15K, висока продуктивність
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, максимальна ємність
Auto Tiering пул може містити в собі як усі три рівні, так і лише два у будь-яких поєднаннях. Усередині кожного Tier накопичувачі поєднуються у звичні RAID групи. Для максимальної гнучкості рівень RAID у кожному Tier може бути різним. Тобто, наприклад, ніщо не заважає організувати структуру виду 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Після створення томів (віртуальних дисків) на Пуле на ньому починається фоновий збір статистики про всі операції введення/виведення. Для цього простір нарізається на блоки розміром 1ГБ (так звані sub LUN). При кожному зверненні до такого блоку йому надається коефіцієнт 1. Потім, з часом, даний коефіцієнт зменшується. Через 24 години він, за відсутності запитів введення/виводу до цього блоку, вже дорівнює 0.5 і продовжить своє падіння через кожну наступну годину.
У певний час (за замовчуванням щодня опівночі) відбувається ранжування зібраних результатів за активністю sub LUN з урахуванням їх коефіцієнтів. Виходячи з цього, ухвалюється рішення, які блоки переміщати і в якому напрямку. Після цього, власне, і відбувається релокація даних між рівнями.
У СХД Qsan відмінно реалізовано управління процесом тирингу за допомогою безлічі параметрів, що дозволить дуже гнучко налаштувати підсумкову продуктивність масиву.
Для визначення початкового розташування даних та пріоритетного спрямування їх переміщення використовуються політики, які задаються окремо для кожного тому:
- Auto Tiering – політика за умовчанням, початкове розміщення та напрямок переміщень визначається автоматично, тобто. «гарячі» дані прагнуть найвищий рівень, а «холодні» дані з'їжджають вниз. Вихідне розміщення вибирається з доступного місця кожному з рівнів. Але треба розуміти, що система перш за все прагне максимально використати найшвидші накопичувачі. Тому за наявності вільного простору дані розміщуватимуться на верхніх рівнях. Ця політика підходить для більшості сценаріїв, коли заздалегідь не можна спрогнозувати затребуваність даних.
- Почати з високого, а потім Auto Tiering - Відмінність від попереднього тільки в початковому розташуванні даних (на найшвидшому рівні)
- Максимально високий рівень – дані завжди прагнуть зайняти найшвидший рівень. Якщо процесі роботи їх зміщують вниз, то за першої можливості вони переміщаються назад. Ця політика підходить для даних, яких потрібно максимально швидкий доступ.
- мінімальний рівень – дані завжди прагнуть зайняти найнижчий рівень. Ця політика відмінно підійде для даних, що рідко використовуються (наприклад, архіви).
- Без переміщення – система автоматично визначає початкове розташування даних і не здійснює їх переміщення. Проте, статистика продовжує збиратися на випадок, якщо згодом буде потрібна їхня релокація.
Варто зазначити, що незважаючи на те, що політики визначаються під час створення кожного тому, їх можна неодноразово змінювати «на льоту» у процесі життєвого циклу системи.
Крім політик для механізму тирингу також налаштовується частота та темп переміщення даних між рівнями. Можна задати конкретний час переміщення: щодня або у певні дні тижня, а також скоротити інтервал збору статистики до кількох годин (мінімальна частота – 2 години). Якщо необхідно обмежити час виконання операції з переміщення даних, можна задати часові рамки (вікно для переміщення). Крім цього, також вказується швидкість релокації - 3 режими: швидкий, середній, повільний.
У разі потреби в негайній релокації даних є можливість виконати її в ручному режимі у будь-який час за командою адміністратора.
Зрозуміло, що чим частіше і швидше проводитиметься переміщення даних між рівнями, тим гнучкіша СГД підлаштовуватиметься під поточні умови експлуатації. Але разом з тим варто пам'ятати, що переміщення – це додаткове навантаження (насамперед на диски), тому зовсім без крайньої необхідності «ганяти» дані не варто. Найкраще запланувати переміщення на моменти мінімальних навантажень. Якщо ж робота СГД постійно потребує високої продуктивності в режимі 24/7, варто знизити темп релокації до мінімуму.
Безліч налаштувань тирингу без сумніву потішить просунутих користувачів. Однак і для тих, хто стикається з подібною технологією вперше немає нічого страшного. Цілком можна довіритися стандартним налаштуванням (політика Auto Tiering, переміщення на максимальній швидкості раз на добу вночі) і в міру накопичення статистики коригувати ті чи інші параметри для досягнення необхідного результату.
Порівнюючи тиринг з такою не менш популярною технологією збільшення продуктивності, як слід пам'ятати про різні принципи роботи їх алгоритмів.
SSD кешування
Auto Tiering
Швидкість настання ефекту
Майже миттєво. Але помітний ефект тільки після «прогрівання» кешу (хвилини-годинник)
Після збору статистики (від 2-х годин, в ідеалі – доба) плюс час на переміщення даних
тривалість ефекту
Поки дані не будуть витіснені новою порцією (хвилини-годинник)
Поки що затребуваність даних актуальна (доба і більше)
Показання до застосування
Миттєве збільшення продуктивності на короткий термін (бази даних, середовища віртуалізації)
Збільшення продуктивності на тривалий період (файлові, web, поштові сервери)
Також однією з особливостей тирінгу є можливість його використання не тільки для сценаріїв виду «SSD+HDD», а й «швидкі HDD+повільні HDD» або взагалі всі три рівні, що у разі застосування SSD кешування в принципі неможливо.
Тестування
Для перевірки роботи алгоритмів тирингу ми провели найпростіший тест. Було створено пул із двох рівнів SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1), на якому розмістили том із політикою «мінімального рівня». Тобто. дані завжди повинні розташовуватись на повільних дисках.
Інтерфейс керування наочно показує розміщення даних між рівнями
Після заповнення тому даними, ми змінили політику розміщення на Auto Tiering та запустили тест IOmeter.
Після кількох годин тесту, коли система спромоглася накопичити статистику, почався процес релокації.
Після закінчення переміщення даних наш тестовий том повністю переповз на верхній рівень (SSD).
Вердикт
Auto Tiering – чудова технологія, що дозволяє з мінімальними матеріальними та тимчасовими витратами підвищити продуктивність системи зберігання за рахунок інтенсивнішого використання швидкісних накопичувачів. Стосовно до єдине вкладення – це ліцензія, яка купується раз і назавжди без обмеження на обсяг/число дисків/полок/ін. Цей функціонал має настільки багаті налаштування, що здатний задовольнити практично будь-які завдання бізнесу. А візуалізація процесів в інтерфейсі дозволить ефективно керувати пристроєм.
Джерело: habr.com