Tiếp tục xem xét các công nghệ để tăng tốc hoạt động I/O khi áp dụng cho hệ thống lưu trữ, bắt đầu từ , người ta không thể không chú ý đến một tùy chọn rất phổ biến như Tự động xếp bậc. Mặc dù hệ tư tưởng của chức năng này rất giống nhau giữa các nhà sản xuất hệ thống lưu trữ khác nhau, nhưng chúng ta sẽ xem xét các tính năng của việc triển khai phân tầng bằng một ví dụ .
Mặc dù có nhiều loại dữ liệu được lưu trữ trên hệ thống lưu trữ, nhưng dữ liệu này có thể được chia thành nhiều nhóm dựa trên nhu cầu của chúng (tần suất sử dụng). Dữ liệu phổ biến nhất (“nóng”) cần được truy cập càng nhanh càng tốt, trong khi dữ liệu ít được sử dụng (“lạnh”) có thể được xử lý ở mức ưu tiên thấp hơn.
Để tổ chức sơ đồ như vậy, chức năng phân tầng được sử dụng. Mảng dữ liệu trong trường hợp này không bao gồm các đĩa cùng loại mà bao gồm một số nhóm ổ đĩa tạo thành các tầng lưu trữ khác nhau. Sử dụng thuật toán đặc biệt, dữ liệu được tự động di chuyển giữa các cấp để đảm bảo hiệu suất tổng thể tối đa.
SHD hỗ trợ tối đa ba cấp độ lưu trữ:
- Cấp 1: SSD, hiệu suất tối đa
- Cấp 2: HDD SAS 10K/15K, hiệu năng cao
- Cấp 3: HDD NL-SAS 7.2K, dung lượng tối đa
Nhóm Tự động xếp bậc có thể chứa cả ba cấp độ hoặc chỉ có hai cấp độ trong bất kỳ sự kết hợp nào. Trong mỗi Cấp, các ổ đĩa được kết hợp thành các nhóm RAID quen thuộc. Để có được sự linh hoạt tối đa, cấp độ RAID ở mỗi Cấp có thể khác nhau. Ví dụ, không có gì ngăn cản bạn tổ chức một cấu trúc như 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
Sau khi tạo các ổ đĩa (đĩa ảo) trên pool trên đó bắt đầu thu thập số liệu thống kê nền về tất cả các hoạt động I/O. Để làm điều này, không gian được “cắt” thành các khối 1GB (được gọi là LUN phụ). Mỗi lần một khối như vậy được truy cập, nó được gán hệ số 1. Sau đó, theo thời gian, hệ số này giảm dần. Sau 24 giờ, nếu không có yêu cầu I/O nào tới khối này thì nó sẽ bằng 0.5 và sẽ tiếp tục giảm vào mỗi giờ tiếp theo.
Tại một thời điểm nhất định (theo mặc định, vào lúc nửa đêm hàng ngày), kết quả thu thập được xếp hạng theo hoạt động LUN phụ dựa trên hệ số của chúng. Dựa trên điều này, một quyết định được đưa ra sẽ di chuyển khối nào và theo hướng nào. Sau đó, trên thực tế, việc di chuyển dữ liệu giữa các cấp độ xảy ra.
Hệ thống lưu trữ Qsan thực hiện hoàn hảo việc quản lý quy trình phân tầng bằng cách sử dụng nhiều tham số, cho phép bạn định cấu hình rất linh hoạt hiệu suất cuối cùng của mảng.
Để xác định vị trí ban đầu của dữ liệu và hướng di chuyển ưu tiên của dữ liệu, các chính sách được đặt riêng cho từng ổ được sử dụng:
- Tự động xếp tầng – chính sách mặc định, vị trí ban đầu và hướng chuyển động được xác định tự động, tức là. Dữ liệu “nóng” có xu hướng lên mức cao nhất và dữ liệu “lạnh” di chuyển xuống. Vị trí ban đầu được chọn dựa trên không gian có sẵn ở mỗi cấp độ. Nhưng bạn cần hiểu rằng hệ thống chủ yếu cố gắng tận dụng tối đa các ổ đĩa nhanh nhất. Vì vậy, nếu còn dung lượng trống, dữ liệu sẽ được đặt ở các cấp trên. Chính sách này phù hợp với hầu hết các tình huống không thể dự đoán trước nhu cầu dữ liệu.
- Bắt đầu với Cấp cao và sau đó Tự động phân cấp – sự khác biệt so với trước đó chỉ ở vị trí ban đầu của dữ liệu (ở mức nhanh nhất)
- Cấp độ cao nhất – data luôn nỗ lực chiếm lĩnh mức độ nhanh nhất. Nếu chúng được di chuyển xuống trong quá trình hoạt động, thì chúng sẽ được di chuyển trở lại càng sớm càng tốt. Chính sách này phù hợp với dữ liệu yêu cầu quyền truy cập nhanh nhất có thể.
- Cấp độ thấp nhất – dữ liệu luôn có xu hướng chiếm mức thấp nhất. Chính sách này rất phù hợp với dữ liệu hiếm khi được sử dụng (ví dụ: kho lưu trữ).
- Không di chuyển – hệ thống tự động xác định vị trí ban đầu của dữ liệu và không di chuyển nó. Tuy nhiên, số liệu thống kê vẫn tiếp tục được thu thập trong trường hợp cần phải di dời họ sau đó.
Điều đáng lưu ý là mặc dù các chính sách được xác định khi mỗi ổ đĩa được tạo nhưng chúng có thể được thay đổi nhanh chóng liên tục trong suốt vòng đời của hệ thống.
Ngoài các chính sách dành cho cơ chế phân tầng, tần suất và tốc độ di chuyển dữ liệu giữa các cấp cũng được định cấu hình. Bạn có thể đặt thời gian di chuyển cụ thể: hàng ngày hoặc vào một số ngày nhất định trong tuần, đồng thời giảm khoảng thời gian thu thập số liệu thống kê xuống vài giờ (tần suất tối thiểu - 2 giờ). Nếu cần giới hạn thời gian cần thiết để hoàn thành thao tác di chuyển dữ liệu, bạn có thể đặt khung thời gian (cửa sổ di chuyển). Ngoài ra, tốc độ di chuyển cũng được chỉ định - 3 chế độ: nhanh, trung bình, chậm.
Nếu có nhu cầu di chuyển dữ liệu ngay lập tức, có thể thực hiện thủ công bất kỳ lúc nào theo lệnh của quản trị viên.
Rõ ràng là dữ liệu được di chuyển giữa các cấp càng thường xuyên và nhanh hơn thì hệ thống lưu trữ sẽ càng linh hoạt hơn để thích ứng với các điều kiện hoạt động hiện tại. Nhưng đồng thời, cần nhớ rằng việc di chuyển là một tải bổ sung (chủ yếu trên đĩa), vì vậy bạn không nên “lái” dữ liệu trừ khi thực sự cần thiết. Tốt hơn là nên lập kế hoạch di chuyển vào những thời điểm tải tối thiểu. Nếu hoạt động của hệ thống lưu trữ liên tục đòi hỏi hiệu suất cao 24/7 thì việc giảm tỷ lệ di dời xuống mức tối thiểu là điều đáng làm.
Sự phong phú của cài đặt chụp chắc chắn sẽ làm hài lòng người dùng cao cấp. Tuy nhiên, đối với những người lần đầu tiếp xúc với công nghệ như vậy thì không có gì phải lo lắng. Bạn hoàn toàn có thể tin tưởng vào các cài đặt mặc định (chính sách Tự động xếp bậc, di chuyển ở tốc độ tối đa mỗi ngày một lần vào ban đêm) và khi số liệu thống kê tích lũy, hãy điều chỉnh các tham số nhất định để đạt được kết quả cần thiết.
So sánh việc xé rách với công nghệ phổ biến không kém để tăng năng suất như , bạn nên nhớ nguyên tắc hoạt động khác nhau của thuật toán của họ.
Bộ nhớ đệm SSD
Tự động xếp tầng
Tốc độ bắt đầu có hiệu lực
Gần như ngay lập tức. Nhưng hiệu quả đáng chú ý chỉ xảy ra sau khi bộ đệm đã được “làm nóng” (vài phút đến hàng giờ)
Sau khi thu thập số liệu thống kê (từ 2 giờ, lý tưởng nhất là một ngày) cộng với thời gian để di chuyển dữ liệu
Thời gian có hiệu lực
Cho đến khi dữ liệu được thay thế bằng phần mới (phút-giờ)
Trong khi dữ liệu được yêu cầu (XNUMX giờ trở lên)
Chỉ định sử dụng
Tăng hiệu suất ngắn hạn tức thì (cơ sở dữ liệu, môi trường ảo hóa)
Tăng năng suất trong thời gian dài (máy chủ tập tin, web, thư)
Ngoài ra, một trong những tính năng của phân tầng là khả năng sử dụng nó không chỉ cho các tình huống như “SSD + HDD”, mà còn cho “HDD nhanh + HDD chậm” hoặc thậm chí cả ba cấp độ, điều này về cơ bản là không thể khi sử dụng bộ nhớ đệm SSD.
Kiểm tra
Để kiểm tra hiệu suất của các thuật toán phân tầng, chúng tôi đã tiến hành một thử nghiệm đơn giản. Một nhóm gồm hai cấp SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) đã được tạo, trên đó đặt một ổ đĩa có chính sách “mức tối thiểu”. Những thứ kia. Dữ liệu phải luôn được đặt trên các đĩa chậm.
Giao diện quản lý thể hiện rõ ràng việc sắp xếp dữ liệu giữa các cấp
Sau khi điền dữ liệu vào ổ đĩa, chúng tôi đã thay đổi chính sách vị trí thành Tự động phân cấp và chạy thử nghiệm IOmeter.
Sau vài giờ thử nghiệm, khi hệ thống đã có thể tích lũy số liệu thống kê thì quá trình di dời bắt đầu.
Sau khi quá trình di chuyển dữ liệu hoàn tất, ổ đĩa thử nghiệm của chúng tôi đã hoàn toàn “bò” lên mức cao nhất (SSD).
Phán quyết
Auto Tiering là một công nghệ tuyệt vời cho phép bạn tăng hiệu suất của hệ thống lưu trữ với chi phí vật liệu và thời gian tối thiểu thông qua việc sử dụng nhiều hơn các ổ đĩa tốc độ cao. Áp dụng cho khoản đầu tư duy nhất là giấy phép, được mua một lần và mãi mãi mà không bị hạn chế về số lượng/số lượng đĩa/kệ/v.v. Chức năng này được trang bị các cài đặt phong phú đến mức có thể đáp ứng hầu hết mọi nhiệm vụ kinh doanh. Và trực quan hóa các quy trình trong giao diện sẽ cho phép bạn quản lý thiết bị một cách hiệu quả.
Nguồn: www.habr.com