Wenn man weiterhin die Technologien zur Beschleunigung von E / A-Vorgängen in Bezug auf Speichersysteme betrachtet, die im vorherigen Artikel begonnen wurden , kann man nicht anders, als auf eine so beliebte Option wie Auto Tiering einzugehen. Obwohl die Ideologie dieser Funktion der verschiedener Hersteller von Speichersystemen sehr nahe kommt, werden wir die Merkmale der Zerreißimplementierung am Beispiel des Qsan- Speichersystems betrachten .
Trotz der Vielzahl der im Speicher gespeicherten Daten können dieselben Daten je nach Relevanz (Verwendungshäufigkeit) in mehrere Gruppen unterteilt werden. Die beliebtesten ("heißen") Daten sind äußerst wichtig, um den schnellsten Zugriff zu organisieren, während die Verarbeitung weniger beliebter ("kalter") Daten mit einer niedrigeren Priorität durchgeführt werden kann.
Um ein solches Schema zu organisieren, wird die Aufreißfunktion verwendet. Das Datenarray besteht in diesem Fall nicht aus demselben Festplattentyp, sondern aus mehreren Gruppen von Laufwerken, die unterschiedliche Ebenen der Speicherebenen bilden. Mithilfe eines speziellen Algorithmus werden Daten automatisch zwischen den Ebenen verschoben, um eine maximale Endleistung sicherzustellen.
Qsan- Speichersysteme unterstützen bis zu drei Speicherebenen:
- Tier 1: Maximale SSD-Leistung
- Tier 2: HDD SAS 10K / 15K, hohe Leistung
- Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, maximale Kapazität
Der Auto Tiering-Pool kann beide drei Ebenen und nur zwei in einer beliebigen Kombination enthalten. In jeder Schicht werden Laufwerke zu bekannten RAID-Gruppen zusammengefasst. Für maximale Flexibilität kann der RAID-Level in jeder Stufe unterschiedlich sein. Das heißt zum Beispiel nichts hindert Sie daran, eine Struktur wie 4x SSD RAID10 + 6x HDD 10K RAID5 + 12 HDD 7.2K RAID6 zu organisieren
Nach dem Erstellen von Volumes (virtuellen Laufwerken) im Auto Tiering- Pool beginnt die Hintergrundsammlung von Statistiken zu allen E / A-Vorgängen. Zu diesem Zweck wird der Speicherplatz in Blöcke von 1 GB (die sogenannte Sub-LUN) "geschnitten". Jedes Mal, wenn Sie auf einen solchen Block zugreifen, wird ihm ein Koeffizient 1 zugewiesen. Mit der Zeit nimmt dieser Koeffizient ab. Wenn nach 24 Stunden keine Eingabe- / Ausgabeanforderungen für dieses Gerät vorliegen, beträgt es bereits 0,5 und fällt nach jeder weiteren Stunde weiter ab.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt (standardmäßig jeden Tag um Mitternacht) werden die gesammelten Ergebnisse anhand ihrer Koeffizienten nach Sub-LUN-Aktivität geordnet. Auf dieser Grundlage wird entschieden, welche Blöcke in welche Richtung bewegt werden sollen. Danach erfolgt tatsächlich eine Verlagerung von Daten zwischen den Ebenen.
Das Qsan-Speichersystem implementiert die Steuerung des Aufreißvorgangs mithilfe einer Vielzahl von Parametern perfekt, sodass Sie die endgültige Leistung des Arrays sehr flexibel konfigurieren können.
Um den anfänglichen Speicherort der Daten und die Prioritätsrichtung ihrer Bewegung zu bestimmen, werden Richtlinien verwendet, die für jedes Volume separat festgelegt werden:
- Auto Tiering - Die Standardrichtlinie, die anfängliche Platzierung und die Bewegungsrichtung werden automatisch bestimmt, d. H. "Heiße" Daten tendieren zur höchsten Ebene, und "kalte" Daten werden nach unten verschoben. Die anfängliche Platzierung wird basierend auf dem verfügbaren Platz auf jeder Ebene ausgewählt. Sie müssen jedoch verstehen, dass das System in erster Linie versucht, die Verwendung der schnellsten Laufwerke zu maximieren. Wenn also freier Speicherplatz vorhanden ist, werden die Daten auf den oberen Ebenen platziert. Diese Richtlinie eignet sich für die meisten Szenarien, in denen der Datenbedarf nicht im Voraus vorhergesagt werden kann.
- Starten Sie hoch und dann Auto Tiering - der Unterschied zum vorherigen liegt nur am ursprünglichen Datenort (auf der schnellsten Ebene).
- Die höchste Ebene - Daten streben immer danach, die schnellste Ebene zu belegen. Wenn sie dabei nach unten verschoben werden, werden sie so schnell wie möglich zurück verschoben. Diese Richtlinie eignet sich für Daten, die den schnellsten Zugriff erfordern.
- Mindestniveau - Daten streben immer danach, das niedrigste Niveau zu belegen. Diese Richtlinie eignet sich perfekt für selten verwendete Daten (z. B. Archive).
- Keine Bewegung - Das System ermittelt automatisch den ursprünglichen Speicherort der Daten und verschiebt sie nicht. Es werden jedoch weiterhin Statistiken gesammelt, falls deren Umzug später erforderlich ist.
Es ist anzumerken, dass trotz der Tatsache, dass Richtlinien beim Erstellen jedes Volumes definiert werden, diese während des Lebenszyklus des Systems wiederholt im laufenden Betrieb geändert werden können.
Zusätzlich zu den Richtlinien für den Aufreißmechanismus werden auch die Häufigkeit und das Tempo der Datenbewegung zwischen den Ebenen konfiguriert. Sie können eine bestimmte Bewegungszeit festlegen: täglich oder an bestimmten Wochentagen sowie das Intervall für die Statistikerfassung auf mehrere Stunden reduzieren (die Mindestfrequenz beträgt 2 Stunden). Wenn die Ausführungszeit der Datenverschiebungsoperation begrenzt werden muss, können Sie den Zeitrahmen (Fenster zum Verschieben) festlegen. Zusätzlich wird die Umsiedlungsgeschwindigkeit angezeigt - 3 Modi: schnell, mittel, langsam.
Falls eine sofortige Datenverlagerung erforderlich ist, kann diese jederzeit auf Befehl des Administrators im manuellen Modus ausgeführt werden.
Es ist klar, dass sich das Speichersystem umso flexibler an die aktuellen Betriebsbedingungen anpasst, je öfter und schneller Daten zwischen den Ebenen verschoben werden. Gleichzeitig ist jedoch zu beachten, dass das Verschieben eine zusätzliche Belastung darstellt (hauptsächlich auf Festplatten), sodass die Daten absolut nicht ohne extreme Notwendigkeit „angesteuert“ werden müssen. Es ist besser, die Bewegung für Momente minimaler Belastung zu planen. Wenn die Speicherarbeit rund um die Uhr eine hohe Leistung erfordert, lohnt es sich, die Umzugsrate auf ein Minimum zu reduzieren.
Die Fülle an Reißeinstellungen wird zweifellos fortgeschrittenen Benutzern gefallen. Für diejenigen, die zum ersten Mal mit einer solchen Technologie konfrontiert sind, gibt es jedoch keinen Grund zur Sorge. Es ist durchaus möglich, den Standardeinstellungen zu vertrauen (Auto Tiering-Richtlinie, einmal täglich nachts mit maximaler Geschwindigkeit) und bestimmte Parameter anzupassen, um das gewünschte Ergebnis zu erzielen.
Wenn man das Peering mit einer nicht weniger beliebten Technologie zur Leistungssteigerung wie dem SSD-Caching vergleicht , sollte man die unterschiedlichen Prinzipien ihrer Algorithmen berücksichtigen.
| SSD-Caching | Auto Tiering |
|---|
| Effektbeginnrate | Fast sofort. Ein spürbarer Effekt jedoch erst, nachdem sich der Cache „erwärmt“ hat (Minuten-Stunden) | Nach dem Sammeln von Statistiken (ab 2 Stunden, idealerweise pro Tag) plus der Zeit zum Verschieben der Daten |
| Effektdauer | Bis die Daten durch einen neuen Teil ersetzt werden (Minuten-Stunden) | Während die Nachfrage nach Daten relevant ist (Tag oder mehr) |
| Anwendungshinweise | Steigern Sie sofort die Produktivität für kurze Zeit (Datenbanken, Virtualisierungsumgebungen) | Steigerung der Produktivität über einen langen Zeitraum (Datei-, Web-, Mailserver) |
Eines der Merkmale des Zerreißens ist auch die Fähigkeit, es nicht nur für Szenarien wie „SSD + HDD“, sondern auch für „schnelle HDD + langsame HDD“ oder alle drei Ebenen im Allgemeinen zu verwenden, was im Prinzip unmöglich ist, wenn SSD-Caching verwendet wird.
Testen
Um die Funktionsweise von Reißalgorithmen zu testen, haben wir einen einfachen Test durchgeführt. Es wurde ein Pool von zwei Ebenen von SSD (RAID 1) + HDD 7.2K (RAID1) erstellt, auf dem das Volume mit der Richtlinie "Mindeststufe" platziert wurde. Das heißt, Daten sollten sich immer auf langsamen Festplatten befinden.
Die Steueroberfläche zeigt deutlich die Platzierung von Daten zwischen Ebenen
Nachdem wir das Volume mit Daten gefüllt hatten, änderten wir die Platzierungsrichtlinie in Auto Tiering und führten den IOmeter-Test durch.
Nach mehreren Stunden Test begann der Umzugsprozess, als das System Statistiken sammeln konnte.
Am Ende der Datenverschiebung wurde unser Testvolumen vollständig auf die obere Ebene (SSD) gecrawlt.
Das Urteil
Auto Tiering ist eine wunderbare Technologie, mit der Sie die Produktivität von Speichersystemen bei minimalem Material- und Zeitaufwand steigern können, da Hochgeschwindigkeitslaufwerke intensiver eingesetzt werden. In Bezug auf Qsan ist die einzige Investition eine Lizenz, die ein für alle Mal ohne Einschränkung des Volumens / der Anzahl der Festplatten / Regale / usw. erworben wird. Diese Funktionalität ist mit so umfangreichen Einstellungen ausgestattet, dass sie nahezu jede Geschäftsaufgabe erfüllen kann. Durch die Visualisierung der Prozesse in der Benutzeroberfläche können Sie das Gerät effektiv verwalten.