مواصلة النظر في تقنيات تسريع عمليات الإدخال / الإخراج كما هو مطبق على أنظمة التخزين ، والتي بدأت في المقالة السابقة ، لا يسع المرء إلا أن يسهب في الحديث عن خيار شائع جدًا مثل Auto Tiering. على الرغم من أن أيديولوجية هذه الوظيفة قريبة جدًا من العديد من الشركات المصنعة لأنظمة التخزين ، إلا أننا سننظر في ميزات تطبيق التمزيق باستخدام مثال تخزين Qsan .
على الرغم من تنوع البيانات المخزنة على التخزين ، يمكن تقسيم هذه البيانات نفسها إلى عدة مجموعات بناءً على مدى ملاءمتها (عدد مرات الاستخدام). تعد البيانات الأكثر شيوعًا ("الساخنة") مهمة للغاية لتنظيم الوصول الأسرع ، بينما يمكن إجراء معالجة البيانات الأقل شعبية ("الباردة") بأولوية أقل.
لتنظيم مثل هذا المخطط ، يتم استخدام وظيفة تمزيق. لا يتكون صفيف البيانات في هذه الحالة من نفس النوع من الأقراص ، ولكن من عدة مجموعات من محركات الأقراص التي تشكل مستويات تخزين مختلفة المستوى. باستخدام خوارزمية خاصة ، يتم نقل البيانات تلقائيًا بين المستويات لضمان أقصى أداء نهائي.
تدعم أنظمة تخزين Qsan ثلاث طبقات تخزين:
- المستوى 1: SSD أقصى أداء
- المستوى 2: HDD SAS 10K / 15K ، والأداء العالي
- المستوى 3: HDD NL-SAS 7.2K ، السعة القصوى
تجمع Tiering التلقائي يمكن أن يحتوي على كل المستويات الثلاثة ، واثنين فقط في أي مجموعة. داخل كل طبقة ، يتم دمج محركات الأقراص في مجموعات RAID مألوفة. لتحقيق أقصى قدر من المرونة ، قد يكون مستوى RAID في كل مستوى مختلفًا. هذا ، على سبيل المثال ، لا يوجد شيء يمنعك من تنظيم بنية مثل 4X SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6
بعد إنشاء وحدات تخزين (أقراص افتراضية) في تجمع Auto Tiering عليها ، تبدأ مجموعة إحصائيات الخلفية في جميع عمليات الإدخال / الإخراج. للقيام بذلك ، يتم "قطع" المساحة إلى كتل من 1GB (ما يسمى LUN الفرعي). في كل مرة تقوم فيها بالوصول إلى مثل هذه الكتلة ، يتم تعيين معامل 1. ثم ، بمرور الوقت ، ينخفض هذا المعامل. بعد 24 ساعة ، في حالة عدم وجود طلبات إدخال / إخراج لهذه الوحدة ، ستكون بالفعل مساوية 0.5 وستستمر في الانخفاض بعد كل ساعة تالية.
في وقت معين (بشكل افتراضي كل يوم في منتصف الليل) ، يتم ترتيب النتائج التي تم جمعها حسب نشاط LUN الفرعي استنادًا إلى معاملاتها. بناءً على ذلك ، يتم اتخاذ القرار بشأن أي كتل يجب أن تتحرك وأي اتجاه. بعد ذلك ، في الواقع ، هناك نقل البيانات بين المستويات.
يطبق نظام التخزين Qsan بشكل مثالي التحكم في عملية التمزيق باستخدام مجموعة متنوعة من المعلمات ، مما سيتيح لك تكوين الأداء النهائي للصفيف بمرونة عالية.
لتحديد الموقع الأولي للبيانات واتجاه الأولوية لحركتها ، يتم استخدام السياسات التي تم تعيينها بشكل منفصل لكل وحدة تخزين:
- Tiering التلقائي - يتم تحديد السياسة الافتراضية والموضع الأولي للحركات واتجاهها تلقائيًا ، أي تميل البيانات "الساخنة" إلى أعلى مستوى ، وتتحرك البيانات "الباردة" إلى أسفل. يتم تحديد الموضع الأولي استنادًا إلى المساحة المتاحة في كل مستوى. ولكن عليك أن تفهم أن النظام يسعى في المقام الأول إلى تعظيم استخدام أسرع محركات الأقراص. لذلك ، إذا كان هناك مساحة حرة ، سيتم وضع البيانات في المستويات العليا. هذه السياسة مناسبة لمعظم السيناريوهات عندما لا يمكن التنبؤ بطلب البيانات مقدمًا.
- ابدأ عالية ، ثم Auto Tiering - الفرق عن السابق هو فقط في موقع البيانات الأصلي (على أسرع مستوى)
- أعلى مستوى - تسعى البيانات دائمًا إلى شغل أسرع مستوى. إذا تم نقلهم إلى أسفل في العملية ، فسيتم إعادتهم في أسرع وقت ممكن. هذه السياسة مناسبة للبيانات التي تتطلب وصولاً أسرع.
- المستوى الأدنى - تسعى البيانات دائمًا إلى شغل أدنى مستوى. هذه السياسة مثالية للبيانات النادرة الاستخدام (على سبيل المثال ، المحفوظات).
- لا توجد حركة - يقوم النظام تلقائيًا بتحديد الموقع الأولي للبيانات ولا يقوم بنقلها. ومع ذلك ، يستمر جمع الإحصاءات في حالة الحاجة إلى نقلهم لاحقًا.
تجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من حقيقة أن السياسات يتم تحديدها عند إنشاء كل وحدة تخزين ، إلا أنه يمكن تغييرها بشكل متكرر خلال دورة حياة النظام.
بالإضافة إلى السياسات الخاصة بآلية التمزيق ، يتم أيضًا تكوين تردد وسرعة حركة البيانات بين المستويات. يمكنك تعيين وقت محدد للحركة: يوميًا أو في أيام معينة من الأسبوع ، بالإضافة إلى تقليل الفاصل الزمني لجمع الإحصائيات إلى عدة ساعات (الحد الأدنى للتردد هو ساعتان). إذا كانت هناك حاجة للحد من وقت تنفيذ عملية نقل البيانات ، يمكنك ضبط الإطار الزمني (نافذة للتنقل). بالإضافة إلى ذلك ، يشار أيضًا إلى سرعة النقل - 3 أوضاع: سريعة ، متوسطة ، بطيئة.
في حالة الحاجة إلى النقل الفوري للبيانات ، من الممكن تنفيذه في الوضع اليدوي في أي وقت بأمر المسؤول.
من الواضح أنه كلما تم نقل البيانات في كثير من الأحيان وأسرع بين المستويات ، كلما كان نظام التخزين أكثر مرونة مع ظروف التشغيل الحالية. ولكن في الوقت نفسه ، يجدر بنا أن نتذكر أن النقل يمثل عبئًا إضافيًا (بشكل أساسي على الأقراص) ، لذلك لا توجد حاجة مطلقًا إلى "تشغيل" البيانات دون الحاجة القصوى. من الأفضل التخطيط للحركة لحظات الحمل الأدنى. إذا كانت أعمال التخزين تتطلب أداءً عاليًا دائمًا على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع ، فمن الجدير تقليل معدل النقل إلى الحد الأدنى.
وفرة إعدادات تمزيق سوف مما لا شك فيه إرضاء المستخدمين المتقدمين. ومع ذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يواجهون هذه التكنولوجيا لأول مرة ، لا يوجد شيء يدعو للقلق. من الممكن تمامًا الوثوق في الإعدادات الافتراضية (سياسة Tiering التلقائية ، التحرك بأقصى سرعة مرة واحدة يوميًا في الليل) ، ومع تجميع الإحصاءات ، قم بضبط معلمات معينة لتحقيق النتيجة المرجوة.
مقارنة بين النظرة مع هذه التقنية التي لا تقل شعبية لزيادة الأداء مثل التخزين المؤقت SSD ، ينبغي للمرء أن يضع في الاعتبار المبادئ المختلفة للخوارزميات الخاصة بهم.
| التخزين المؤقت SSD | ضبط السيارات |
|---|
| تأثير معدل البداية | على الفور تقريبا. ولكن هناك تأثير ملحوظ فقط بعد "تسخين" ذاكرة التخزين المؤقت (دقائق-ساعات) | بعد جمع الإحصاءات (من ساعتين ، من الناحية المثالية في اليوم) ، بالإضافة إلى الوقت اللازم لنقل البيانات |
| مدة التأثير | حتى يتم استبدال البيانات بجزء جديد (دقائق - ساعات) | في حين أن الطلب على البيانات مناسب (يوم أو أكثر) |
| مؤشرات للاستخدام | زيادة الإنتاجية على الفور لفترة قصيرة (قواعد البيانات ، البيئات الافتراضية) | زيادة الإنتاجية على مدار فترة طويلة (الملفات ، الويب ، خوادم البريد) |
ومن ميزات التمزيق أيضًا القدرة على استخدامه ليس فقط في سيناريوهات مثل "SSD + HDD" ، ولكن أيضًا "HDD + HDD بطيء سريع" أو جميع المستويات الثلاثة عمومًا ، وهو أمر مستحيل من حيث المبدأ عند استخدام التخزين المؤقت SSD.
تجريب
لاختبار تشغيل خوارزميات التمزيق ، أجرينا اختبارًا بسيطًا. تم إنشاء مجموعة من مستويين من SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) ، حيث تم وضع وحدة التخزين مع سياسة "المستوى الأدنى". أي يجب أن تكون البيانات موجودة دائمًا على الأقراص البطيئة.
تُظهر واجهة التحكم بوضوح موضع البيانات بين المستويات
بعد ملء وحدة التخزين بالبيانات ، قمنا بتغيير سياسة الموضع إلى Auto Tiering وقمنا بإجراء اختبار IOmeter.
بعد عدة ساعات من الاختبار ، عندما تمكن النظام من تجميع الإحصاءات ، بدأت عملية النقل.
في نهاية حركة البيانات ، زحف حجم الاختبار بالكامل إلى المستوى العلوي (SSD).
الحكم
Auto Tiering هي تقنية رائعة تتيح لك زيادة إنتاجية نظام التخزين بأقل تكلفة للمواد والوقت بسبب الاستخدام المكثف لمحركات الأقراص عالية السرعة. بالنسبة إلى Qsan ، فإن الاستثمار الوحيد هو الترخيص الذي يتم الحصول عليه نهائيًا دون قيود على حجم / عدد الأقراص / الأرفف / إلخ. هذه الوظيفة مجهزة بإعدادات غنية بحيث يمكنها تلبية أي مهمة عمل تقريبًا. ويتيح لك تصور العمليات في الواجهة إدارة الجهاز بفعالية.