Qsan XCubeSAN 儲存系統中自動分層的功能

繼續考慮應用於儲存系統的加速 I/O 操作的技術，始於 上一篇文章，人們不禁會想到自動分層這樣一個非常流行的選項。 儘管各個儲存系統製造商的這項功能的思想非常相似，但我們將透過一個範例來了解分層實現的特點 QSAN儲存系統.

儘管儲存系統上儲存的資料多種多樣，但相同的資料可以根據其需求（使用頻率）分為幾組。 最受歡迎的（“熱”）數據需要盡快訪問，而較少使用的（“冷”）數據可以以較低的優先級處理。

為了組織這樣的方案，使用了分層功能。 本例中的資料陣列不是由相同類型的磁碟組成，而是由形成不同儲存層的多組磁碟機組成。 使用特殊的演算法，資料在等級之間會自動移動，以確保最大的整體效能。

SHD 奇桑 最多支援三個儲存層級：

• 第 1 層：SSD，最高效能
• 第 2 層：HDD SAS 10K/15K，高效能
• 第 3 層：HDD NL-SAS 7.2K，最大容量

自動分層池可以包含所有三個級別，也可以只包含兩個級別的任意組合。 在每個層中，磁碟機被組合到熟悉的 RAID 群組中。 為了獲得最大的靈活性，每個層中的 RAID 等級可以不同。 也就是說，例如，沒有什麼可以阻止您組織像 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6 這樣的結構

建立磁碟區（虛擬磁碟）後 自動分層 它的池開始在後台收集有關所有 I/O 操作的統計資料。 為此，空間被「切割」成 1GB 塊（所謂的子 LUN）。 每次訪問這樣的區塊時，都會為其分配一個係數 1。然後，隨著時間的推移，該係數會減少。 24 小時後，如果該區塊沒有 I/O 請求，則它已經等於 0.5，並且將在隨後的每個小時繼續下降。

在某個時間點（預設為每天午夜），收集的結果會根據子 LUN 的活動係數進行排序。 在此基礎上，決定移動哪些塊以及朝哪個方向移動。 事實上，此後會發生層級之間的資料重新定位。

Qsan儲存系統透過許多參數完美地實現了分層流程的管理，讓您可以非常靈活地配置陣列的最終效能。

為了確定資料的初始位置及其移動的優先方向，使用為每個磁碟區單獨設定的策略：

• 自動分層 – 預設策略、初始放置和移動方向是自動決定的，即「熱」數據趨於頂層，「冷」數據向下移動。 初始放置位置是根據每個等級的可用空間來選擇的。 但您需要了解系統主要致力於最大限度地利用最快的驅動器。 因此，如果有空閒空間，資料將被放置在上層。 此策略適用於大多數無法提前預測資料需求的場景。
• 從高開始，然後自動分層 – 與上一個的差異僅在於資料的初始位置（最快等級）
• 最高等級 – 數據總是力求佔據最快的水準。 如果它們在操作過程中被向下移動，請盡快將它們移回原處。 此策略適用於需要盡可能最快存取的資料。
• 最低級別 – 數據總是傾向於佔據最低層。 此策略非常適合很少使用的資料（例如檔案）。
• 不許動 – 系統自動決定資料的原始位置並且不會移動它。 然而，統計數據將繼續收集，以防隨後需要搬遷。

值得注意的是，雖然策略是在建立每個磁碟區時定義的，但它們可以在整個系統的生命週期中動態地重複變更。

除了分層機制的策略之外，還配置了層級之間資料移動的頻率和速度。 您可以設定特定的行程時間：每天或一週中的某些天，也可以將統計資料收集間隔縮短到幾個小時（最小頻率 - 2 小時）。 如果需要限製完成資料移動操作所需的時間，可以設定時間範圍（移動視窗）。 此外，也標示了重定位​​速度－3種模式：快、中、慢。

如果需要立即進行資料遷移，可以根據管理員的命令隨時手動執行。

顯然，資料在等級之間移動的頻率越高、速度越快，儲存系統就越能靈活地適應目前的操作條件。 但同時，值得記住的是，移動是一種額外的負載（主要在磁碟上），因此除非絕對必要，否則不應「驅動」資料。 最好在負重最小時規劃運動。 如果儲存系統的運作持續需要高效能24/7，那麼將重定位率降低到最低是值得的。

豐富的拍攝設定無疑會讓高級用戶滿意。 然而，對於那些第一次接觸此類技術的人來說，沒有什麼可擔心的。 很有可能信任預設（自動分層策略，每天晚上以最大速度移動一次），並且隨著統計數據的積累，調整某些參數以達到所需的結果。

將撕裂與同樣流行的提高生產率的技術進行比較 SSD快取，你應該記住他們演算法的不同運作原理。

SSD快取
自動分層

起效速度
幾乎是瞬間。 但只有在快取「預熱」後（幾分鐘到幾小時）才會產生明顯的效果
收集統計資料後（2 小時，最好是一天）加上行動數據的時間

效果持續時間
直到數據被新部分取代（分鐘-小時）
當數據有需求時（XNUMX 小時或更長）

適應症
即時短期效能提升（資料庫、虛擬化環境）
長期提高生產力（檔案、網路、郵件伺服器）

此外，分層的特點之一是不僅可以用於「SSD + HDD」等場景，還可以用於「快HDD + 慢HDD」甚至所有三個級別，而這在使用SSD 快取時基本上是不可能的。

測試

為了測試分層演算法的效能，我們進行了一個簡單的測試。 建立了兩級 SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) 的池，並在其上放置了具有「最低層級」策略的磁碟區。 那些。 資料應始終位於慢速磁碟上。

管理介面清楚地顯示了層級之間資料的放置

用資料填入磁碟區後，我們將放置策略變更為自動分層並執行 IOmeter 測試。

經過幾個小時的測試，當系統能夠累積統計數據時，搬遷過程就開始了。

資料移動完成後，我們的測試卷完全「爬行」到頂層（SSD）。

判決書

自動分層是一項出色的技術，它允許您透過更密集地使用高速驅動器，以最少的材料和時間成本提高儲存系統的效能。 應用於 奇桑 唯一的投資是許可證，它是一次性購買的，對磁碟/架子的數量/數量沒有限制。 該功能配備瞭如此豐富的設置，幾乎可以滿足任何業務任務。 介面中流程的可視化將使您能夠有效地管理設備。

來源： www.habr.com