SSD-lardan foydalanishga asoslangan va saqlash tizimlarida keng qo'llaniladigan ishlashni yaxshilash texnologiyalari uzoq vaqtdan beri ixtiro qilingan. Avvalo, bu SSD-ni saqlash joyi sifatida ishlatishdir, bu 100% samarali, lekin qimmat. Shuning uchun, SSD-lar faqat eng mashhur ("issiq") ma'lumotlar uchun qo'llaniladigan charchash va keshlash texnologiyalari qo'llaniladi. Tiering "issiq" ma'lumotlardan uzoq muddatli (kun-hafta) foydalanish stsenariylari uchun yaxshi. Keshlash, aksincha, qisqa muddatli (daqiqa-soat) foydalanish uchun. Ushbu ikkala variant ham saqlash tizimida amalga oshiriladi . Ushbu maqolada biz ikkinchi algoritmni amalga oshirishni ko'rib chiqamiz - .
SSD keshlash texnologiyasining mohiyati SSD-larni qattiq disklar va kontrollerning operativ xotirasi o'rtasida oraliq kesh sifatida ishlatishdir. SSD ning ishlashi, albatta, kontrollerning shaxsiy keshining ishlashidan pastroq, ammo ovoz balandligi kattaroq tartibdir. Shuning uchun biz tezlik va hajm o'rtasida ma'lum bir kelishuvga erishamiz.
O'qish uchun SSD keshini ishlatish uchun ko'rsatmalar:
- O'qish operatsiyalarining yozish operatsiyalaridan ustunligi (ko'pincha ma'lumotlar bazalari va veb-ilovalar uchun odatiy);
- Qattiq disk massivining ishlashi ko'rinishidagi darboğazning mavjudligi;
- Kerakli ma'lumotlar miqdori SSD kesh hajmidan kamroq.
O'qish + yozish SSD keshidan foydalanish ko'rsatkichlari bir xil, operatsiyalarning tabiati bundan mustasno - aralash turdagi (masalan, fayl serveri).
Aksariyat saqlash sotuvchilari o'z mahsulotlarida faqat o'qish uchun SSD keshidan foydalanadilar. Asosiy farq Ular yozish uchun keshdan foydalanish imkoniyatini ham beradi. QSAN saqlash tizimlarida SSD keshlash funksiyasini faollashtirish uchun siz alohida litsenziya sotib olishingiz kerak (elektron shaklda taqdim etiladi).
XCubeSAN-dagi SSD keshi jismoniy jihatdan alohida SSD kesh havzalari shaklida amalga oshiriladi. Tizimda ulardan to'rttagacha bo'lishi mumkin. Har bir hovuz, albatta, o'ziga xos SSD to'plamidan foydalanadi. Va allaqachon virtual diskning xususiyatlarida biz u kesh havzasidan foydalanishini va qaysi birini aniqlaymiz. Hajmlar uchun keshdan foydalanishni yoqish va o'chirish kirish/chiqarishni to'xtatmasdan onlayn amalga oshirilishi mumkin. Shuningdek, siz SSD-larni hovuzga qo'shishingiz va ularni u erdan olib tashlashingiz mumkin. SSD hovuz keshini yaratishda siz u qaysi rejimda ishlashini tanlashingiz kerak: faqat o'qish yoki o'qish + yozish. Uning jismoniy tashkil etilishi bunga bog'liq. Bir nechta kesh havzalari bo'lishi mumkinligi sababli, ularning funksionalligi har xil bo'lishi mumkin (ya'ni, tizim bir vaqtning o'zida ham o'qish, ham o'qish + yozish keshlariga ega bo'lishi mumkin).
Agar faqat o'qish uchun mo'ljallangan kesh havzasi ishlatilsa, u 1-8 SSDdan iborat bo'lishi mumkin. Disklar bir xil sig'imga ega bo'lishi shart emas, chunki ular NRAID+ tuzilmasida birlashtirilgan. Hovuzdagi barcha SSD-lar umumiydir. Tizim mustaqil ravishda maksimal ishlashga erishish uchun barcha SSD-lar o'rtasida kiruvchi so'rovlarni parallellashtirishga harakat qiladi. Agar SSD-lardan biri ishlamay qolsa, hech qanday yomon narsa bo'lmaydi: axir, keshda faqat qattiq disklar qatorida saqlangan ma'lumotlarning nusxasi mavjud. Shunchaki, mavjud SSD kesh hajmi kamayadi (yoki bitta diskdan asl SSD keshini ishlatsangiz, nolga aylanadi).
Agar kesh o'qish + yozish operatsiyalari uchun ishlatilsa, u holda hovuzdagi SSD-lar soni ikkiga ko'p bo'lishi kerak, chunki tarkib drayvlar juftlarida aks ettiriladi (NRAID 1+ tuzilishi ishlatiladi). Keshni ko'paytirish zarur, chunki unda qattiq disklarga hali yozilmagan ma'lumotlar bo'lishi mumkin. Va bu holda, kesh havzasidan SSD-ning ishdan chiqishi ma'lumot yo'qolishiga olib keladi. NRAID 1+ holatida, SSD ishlamay qolishi shunchaki keshning faqat o'qish holatiga o'tkazilishiga olib keladi, yozilmagan ma'lumotlar qattiq disk qatoriga tashlanadi. Noto'g'ri SSD-ni almashtirgandan so'ng, kesh asl ish rejimiga qaytadi. Aytgancha, kattaroq xavfsizlik uchun siz o'qish + yozish keshiga maxsus issiq zaxira qismlarni belgilashingiz mumkin.
XCubeSAN-da SSD keshlash funksiyasidan foydalanilganda, saqlash kontrollerlari xotirasi hajmiga bir qator talablar qo'yiladi: tizim xotirasi qanchalik ko'p bo'lsa, kesh havzasi shunchalik katta bo'ladi.
Faqat SSD keshini yoqish/o‘chirish imkoniyatini taklif qiladigan ko‘pgina saqlash tizimi ishlab chiqaruvchilardan farqli o‘laroq, QSAN ko‘proq imkoniyatlarni taqdim etadi. Xususan, yukning xususiyatiga qarab kesh ish rejimini tanlashingiz mumkin. Tegishli xizmatlarga eng yaqin bo'lgan uchta oldindan o'rnatilgan shablon mavjud: ma'lumotlar bazasi, fayl tizimi, veb-xizmat. Bundan tashqari, ma'mur kerakli parametr qiymatlarini o'rnatish orqali o'z profilini yaratishi mumkin:
- Blok hajmi (Kesh bloki hajmi) – 1/2/4 MB
- Blokni keshga ko'chirish uchun o'qish uchun so'rovlar soni (O'qishda to'ldirish chegarasi) - 1..4
- Blokni keshga ko'chirish uchun yozish bo'yicha so'rovlar soni (Yozishda to'ldirish chegarasi) - 0..4
Profillarni tezda o'zgartirish mumkin, lekin, albatta, kesh tarkibini tiklash va uning yangi "isinish" bilan.
SSD keshining ishlash printsipini hisobga olgan holda, biz u bilan ishlashda asosiy operatsiyalarni ajratib ko'rsatishimiz mumkin:
Keshda bo'lmaganda ma'lumotlarni o'qish
- Xostdan so'rov nazoratchiga keladi;
- So'ralganlar SSD keshida bo'lmagani uchun ular qattiq disklardan o'qiladi;
- O'qilgan ma'lumotlar xostga yuboriladi. Shu bilan birga, ushbu bloklarning "issiq" yoki yo'qligini tekshirish amalga oshiriladi;
- Ha bo'lsa, ular keyingi foydalanish uchun SSD keshiga ko'chiriladi.
Keshda mavjud bo'lganda ma'lumotlarni o'qish
- Xostdan so'rov nazoratchiga keladi;
- So'ralgan ma'lumotlar SSD keshida bo'lgani uchun u erdan o'qiladi;
- O'qilgan ma'lumotlar xostga yuboriladi.
O'qish keshini ishlatganda ma'lumotlarni yozish
- Xostdan yozish so'rovi kontrollerga keladi;
- Ma'lumotlar qattiq disklarga yoziladi;
- Muvaffaqiyatli yozib olinganligini bildiruvchi javob xostga qaytariladi;
- Shu bilan birga, blokning "issiq" yoki yo'qligi tekshiriladi (Yozishda to'ldirish chegarasi parametri taqqoslanadi). Ha bo'lsa, u keyinchalik foydalanish uchun SSD keshiga ko'chiriladi.
O'qish + yozish keshidan foydalanganda ma'lumotlarni yozish
- Xostdan yozish so'rovi kontrollerga keladi;
- Ma'lumotlar SSD keshiga yoziladi;
- Muvaffaqiyatli yozib olinganligini bildiruvchi javob xostga qaytariladi;
- SSD keshidagi ma'lumotlar fonda qattiq disklarga yoziladi;
Harakatni tekshirish
Sinov stend
2 ta server (CPU: 2 x Xeon E5-2620v3 2.4Hz / RAM: 32GB) ikkita port orqali Fiber Channel 16G orqali toʻgʻridan-toʻgʻri XCubeSAN XS5224D saqlash tizimiga (16GB RAM/kontrolör) ulangan.
Maʼlumotlar massivi uchun 16 x Seagate Constellation ES, ST500NM0001, 500GB, SAS 6Gb/s, RAID5 (15+1) da birlashtirilgan va 8 x HGST Ultrastar SSD800MH.B, HUSMH8010BSS200GAS, S100GB, ass.
2 jild yaratildi: har bir server uchun bittadan.
Sinov 1. 1-8 SSD-dan faqat o'qish uchun mo'ljallangan SSD keshi
SSD kesh
- I/U turi: moslashtirish
- Kesh blokining hajmi: 4MB
- O'qish uchun to'ldirish chegarasi: 1
- Yozish bo‘yicha to‘ldirish chegarasi: 0
I/U namunasi
- Asbob: IOmeter V1.1.0
- Ishchilar: 1
- Ajoyib (navbat chuqurligi): 128
- Kirish xususiyatlari: 4KB, 100% oʻqish, 100% tasodifiy
Nazariy jihatdan, kesh havzasida qancha ko'p SSD bo'lsa, unumdorlik shunchalik yuqori bo'ladi. Amalda bu tasdiqlandi. Kichik hajmli SSD-lar sonining yagona sezilarli o'sishi portlovchi ta'sirga olib kelmaydi.
Sinov 2. 2-8 SSD bilan o'qish + yozish rejimida SSD keshi
SSD kesh
- I/U turi: moslashtirish
- Kesh blokining hajmi: 4MB
- O'qish uchun to'ldirish chegarasi: 1
- Yozish bo‘yicha to‘ldirish chegarasi: 1
I/U namunasi
- Asbob: IOmeter V1.1.0
- Ishchilar: 1
- Ajoyib (navbat chuqurligi): 128
- Kirish xususiyatlari: 4KB, 100% yozish, 100% tasodifiy
Xuddi shu natija: SSD-lar soni ortishi bilan portlovchi ishlash o'sishi va miqyoslash.
Ikkala testda ham ishchi ma'lumotlarning miqdori umumiy kesh hajmidan kamroq edi. Shuning uchun, vaqt o'tishi bilan barcha bloklar keshga ko'chirildi. Va ish, aslida, SSD-lar bilan deyarli qattiq disklarga ta'sir qilmasdan amalga oshirilgan. Ushbu testlarning maqsadi keshni isitish va SSD-lar soniga qarab uning ish faoliyatini kengaytirish samaradorligini aniq ko'rsatish edi.
Keling, erga qaytib keling va ma'lumotlar hajmi kesh hajmidan kattaroq bo'lgan vaziyatni aniqroq tekshiramiz. Sinov o'rtacha vaqt ichida o'tishi uchun (tovush hajmi oshgani sayin keshning "isinish" davri sezilarli darajada oshadi), biz ovoz hajmini 120 Gbgacha cheklaymiz.
Test 3. Ma'lumotlar bazasini emulyatsiya qilish
SSD kesh
- I/U turi: ma'lumotlar bazasi
- Kesh blokining hajmi: 1MB
- O'qish uchun to'ldirish chegarasi: 2
- Yozish bo‘yicha to‘ldirish chegarasi: 1
I/U namunasi
- Asbob: IOmeter V1.1.0
- Ishchilar: 1
- Ajoyib (navbat chuqurligi): 128
- Kirish xususiyatlari: 8KB, 67% oʻqish, 100% tasodifiy
Hukm
Aniq xulosa, albatta, har qanday saqlash tizimining ish faoliyatini yaxshilash uchun SSD keshini ishlatishning yaxshi samaradorligi. Ilova qilingan Ushbu bayonot to'liq amal qiladi: SSD keshlash funktsiyasi mukammal tarzda amalga oshiriladi. Bu o'qish va o'qish + yozish rejimlarini qo'llab-quvvatlash, har qanday foydalanish stsenariysi uchun moslashuvchan sozlamalar, shuningdek, butun tizimning umumiy ishlashiga tegishli. Shuning uchun, juda maqbul xarajat uchun (litsenziya narxi 1-2 SSD narxi bilan taqqoslanadi), siz umumiy ish faoliyatini sezilarli darajada oshirishingiz mumkin.
Manba: www.habr.com