QSAN XCubeSAN स्टोरेज में SSD कैशिंग लागू करें

SSD- आधारित प्रदर्शन बढ़ाने वाली प्रौद्योगिकियां जो भंडारण प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं, लंबे समय से आविष्कार की गई हैं। सबसे पहले, यह भंडारण स्थान के रूप में एसएसडी का उपयोग है, जो 100% कुशल लेकिन महंगा है। इसलिए, peering और caching तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जहां SSD का उपयोग केवल सबसे लोकप्रिय ("हॉट") डेटा के लिए किया जाता है। आँसू "गर्म" डेटा के दीर्घकालिक (दिनों-सप्ताह) उपयोग के परिदृश्यों के लिए अच्छा है। और कैशिंग, इसके विपरीत, अल्पकालिक (मिनट-घंटे) उपयोग के लिए है। ये दोनों विकल्प QSAN XCubeSAN स्टोरेज में लागू किए गए हैं। इस लेख में, हम दूसरे एल्गोरिथम के कार्यान्वयन पर विचार करेंगे - एसएसडी कैशिंग ।

SSD कैशिंग तकनीक का सार हार्ड डिस्क और कंट्रोलर मेमोरी के बीच मध्यवर्ती कैश के रूप में SSD का उपयोग है। SSDs का प्रदर्शन, निश्चित रूप से नियंत्रक के अपने कैश के प्रदर्शन से कम है, लेकिन वॉल्यूम अधिक परिमाण का एक आदेश है। इसलिए, हम गति और मात्रा के बीच एक समझौता करते हैं।

SSD रीड कैश का उपयोग करने के लिए संकेत:

• लिखने के संचालन पर रीड ऑपरेशंस की प्रबलता (डेटाबेस और वेब अनुप्रयोगों की सबसे अक्सर विशेषता);
• हार्ड ड्राइव की एक सरणी के प्रदर्शन के रूप में एक अड़चन की उपस्थिति;
• अनुरोधित डेटा की मात्रा एसएसडी कैश के आकार से कम है।

एसएसडी कैश पढ़ने / लिखने का उपयोग करने के संकेत एक ही कारण हैं, संचालन की प्रकृति के अपवाद के साथ - एक मिश्रित प्रकार (उदाहरण के लिए, फ़ाइल सर्वर)।

अधिकांश स्टोरेज वेंडर अपने उत्पादों में रीड-ओनली एसएसडी कैश का उपयोग करते हैं। QSAN और उनके बीच मूलभूत अंतर कैश को लिखने के लिए भी उपयोग करने की क्षमता है। क्यूएसएएन भंडारण में एसएसडी कैशिंग की कार्यक्षमता को सक्रिय करने के लिए, एक अलग लाइसेंस की आवश्यकता होती है (इलेक्ट्रॉनिक रूप में वितरित)।

XCubeSAN में SSD कैश को भौतिक रूप से अलग SSD कैश पूल के रूप में लागू किया जाता है। प्रणाली में उनमें से चार तक हो सकते हैं। प्रत्येक पूल, निश्चित रूप से, SSDs के अपने सेट का उपयोग करता है। और पहले से ही एक आभासी डिस्क के गुणों में, हम यह निर्धारित करते हैं कि क्या यह कैश पूल का उपयोग करेगा और कौन सा। वॉल्यूम के लिए कैश के उपयोग को सक्षम और अक्षम करना I / O को रोकने के बिना ऑनलाइन किया जा सकता है। "गर्म" पर भी आप एसएसडी को पूल में जोड़ सकते हैं और उन्हें वहां से हटा सकते हैं। SSD पूल कैश बनाते समय, आपको यह चुनना होगा कि वह किस मोड में काम करेगा: केवल पढ़ें या पढ़ें + लिखें। इसका भौतिक संगठन इस पर निर्भर करता है। चूंकि पूल का कैश कई हो सकता है, कार्यक्षमता भिन्न हो सकती है (यानी, सिस्टम में एक ही समय में पढ़ने और लिखने के लिए कैश पूल हो सकते हैं)।

यदि आप केवल-पढ़ने के लिए पूल कैश का उपयोग करते हैं, तो इसमें 1-8 SSD हो सकते हैं। डिस्क में एक ही वॉल्यूम और एक विक्रेता का होना जरूरी नहीं है, क्योंकि वे एक एनआरएआईडी + संरचना में संयुक्त हैं। पूल में सभी एसएसडी साझा किए गए हैं। सिस्टम स्वतंत्र रूप से अधिकतम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए सभी एसएसडी के बीच आने वाले अनुरोधों को समानांतर करने की कोशिश करता है। SSDs में से एक की विफलता की स्थिति में, भयानक कुछ भी नहीं होगा: आखिरकार, कैश में हार्ड ड्राइव की एक सरणी पर संग्रहीत डेटा की केवल एक प्रति शामिल है। बस इतना है कि उपलब्ध एसएसडी कैश की मात्रा घट जाएगी (या यदि आप एक ड्राइव से मूल एसएसडी कैश का उपयोग करते हैं)।

यदि कैश का उपयोग पढ़ने + लिखने के संचालन के लिए किया जाता है, तो पूल में SSD की संख्या दो से कई होनी चाहिए, क्योंकि सामग्री ड्राइव ड्राइव (NRAID 1+ संरचना का उपयोग करके) पर प्रतिबिंबित होती है। कैश का डुप्लीकेशन इस तथ्य के कारण आवश्यक है कि इसमें डेटा हो सकता है जो अभी तक हार्ड ड्राइव को नहीं लिखा गया है। और इस मामले में, कैश पूल से एसएसडी की विफलता से जानकारी का नुकसान होगा। एनआरएआईडी 1+ के मामले में, एसएसडी विफलता बस हार्ड ड्राइव से एक सरणी में बिना किसी डेटा के डंपिंग के साथ केवल-पढ़ने के लिए कैश स्थिति में ले जाएगी। असफल एसएसडी की जगह लेने के बाद, कैश ऑपरेशन के अपने मूल मोड में वापस आ जाएगा। वैसे, अधिक सुरक्षा के लिए, पढ़ने + लिखने के लिए काम करने वाले एक कैश को समर्पित गर्म स्पेयर सौंपा जा सकता है।

XCubeSAN में SSD कैशिंग फ़ंक्शन का उपयोग करते समय, स्टोरेज कंट्रोलर की स्टोरेज क्षमता के लिए कई आवश्यकताएं होती हैं: अधिक सिस्टम मेमोरी, कैश पूल जितना बड़ा होगा।

इसके विपरीत, फिर से, अधिकांश भंडारण निर्माता, जो एसएसडी कैश सेटिंग्स के रूप में केवल चालू / बंद विकल्प प्रदान करते हैं, QSAN अधिक विकल्प प्रदान करता है। विशेष रूप से, आप लोड की प्रकृति के आधार पर कैश ऑपरेटिंग मोड का चयन कर सकते हैं। तीन पूर्वनिर्धारित टेम्पलेट हैं जो संबंधित सेवाओं के लिए अपने काम में निकटतम हैं: डेटाबेस, फाइल सिस्टम, वेब सेवा। इसके अलावा, व्यवस्थापक आवश्यक पैरामीटर मान सेट करके अपनी प्रोफ़ाइल बना सकता है:

प्रोफाइल को मक्खी पर बदला जा सकता है, लेकिन निश्चित रूप से, कैश की सामग्री को शून्य करने और इसके नए "वार्मिंग अप" के साथ।

एसएसडी कैश के संचालन के सिद्धांत को ध्यान में रखते हुए, हम इसके साथ काम करते समय मुख्य संचालन को अलग कर सकते हैं:

• जब कैश में नहीं है तो डेटा पढ़ना;
• कैश में मौजूद होने पर डेटा पढ़ना;
• रीड कैश का उपयोग करते समय डेटा लिखना;
• रीडिंग + कैश का उपयोग करते समय डेटा लिखना।

डेटा पढ़ना जब यह कैश में नहीं है

1. मेजबान से अनुरोध नियंत्रक के पास जाता है;
2. चूंकि अनुरोधित लोग एसएसडी कैश में नहीं हैं, इसलिए उन्हें हार्ड ड्राइव से पढ़ा जाता है;
3. मेजबान को रीड डेटा भेजा जाता है। उसी समय, यह देखने के लिए एक जांच चल रही है कि क्या ये ब्लॉक "गर्म" हैं;
4. यदि हां, तो उन्हें भविष्य के संदर्भ के लिए एसएसडी कैश में कॉपी किया जाता है।

कैश में मौजूद होने पर डेटा पढ़ना

1. मेजबान से अनुरोध नियंत्रक के पास जाता है;
2. चूंकि अनुरोधित डेटा एसएसडी कैश में है, इसलिए इसे वहां से पढ़ा जाता है;
3. मेजबान को रीड डेटा भेजा जाता है।

रीड कैश का उपयोग करते समय डेटा लिखें

1. मेजबान से एक लिखित अनुरोध नियंत्रक को जाता है;
2. डेटा हार्ड ड्राइव को लिखा जाता है;
3. मेजबान सफल रिकॉर्डिंग के बारे में प्रतिक्रिया देता है;
4. उसी समय, यह जाँच की जाती है कि ब्लॉक "हॉट" है (पॉपुलेट-ऑन-राइट थ्रेशोल्ड पैरामीटर की तुलना की गई है)। यदि ऐसा है, तो इसे भविष्य में उपयोग के लिए SSD कैश में कॉपी किया जाता है।

कैश / रीड लिखने का उपयोग करते समय डेटा लिखना

1. मेजबान से एक लिखित अनुरोध नियंत्रक को जाता है;
2. एसएसडी कैश को डेटा लिखा जाता है;
3. मेजबान सफल रिकॉर्डिंग के बारे में प्रतिक्रिया देता है;
4. पृष्ठभूमि में एसएसडी कैश से डेटा हार्ड ड्राइव को लिखा जाता है;

व्यापार में सत्यापन

टेस्ट 1. एसएसडी 1-8 एसएसडी के साथ केवल-कैश पढ़ें

सिद्धांत रूप में, कैश पूल में जितना अधिक एसएसडी होगा, प्रदर्शन उतना अधिक होगा। व्यवहार में, यह पुष्टि की गई थी। एसएसडी की संख्या में केवल एक ही संख्या के साथ महत्वपूर्ण वृद्धि से विस्फोटक प्रभाव पैदा नहीं होता है।

टेस्ट 2. 2-8 एसएसडी के साथ रीड + राइट मोड में एसएसडी कैश

एक ही परिणाम: विस्फोटक प्रदर्शन में वृद्धि और एसएसडी की संख्या में वृद्धि के साथ स्केलिंग।

दोनों परीक्षणों में, परिचालन डेटा की मात्रा कुल कैश आकार से कम थी। इसलिए, समय के साथ, सभी ब्लॉकों को कैश में कॉपी किया गया था। और काम, वास्तव में, एसएसडी के साथ आयोजित किया गया था, व्यावहारिक रूप से हार्ड ड्राइव को प्रभावित किए बिना। इन परीक्षणों का उद्देश्य स्पष्ट रूप से कैश को गर्म करने और एसएसडी की संख्या के आधार पर इसके प्रदर्शन को बढ़ाने की प्रभावशीलता को प्रदर्शित करना था।

अब, चलो स्वर्ग से पृथ्वी पर लौटते हैं और अधिक महत्वपूर्ण स्थिति की जांच करते हैं जब डेटा की मात्रा कैश आकार से बड़ी होती है। परीक्षण के लिए एक सामान्य समय में गुजरने के लिए (कैश को "वार्मिंग अप" की अवधि बढ़ती मात्रा के आकार के साथ काफी बढ़ जाती है), हम खुद को 120GB के वॉल्यूम आकार तक सीमित रखते हैं।

परीक्षण 3. डेटाबेस का अनुकरण

फैसला

एक स्पष्ट निष्कर्ष के रूप में, ज़ाहिर है, एसएसडी कैश का उपयोग करने की एक अच्छी दक्षता किसी भी भंडारण प्रणाली के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए खुद को बताती है। QSAN XCubeSAN के संबंध में यह कथन पूरी तरह से लागू है: SSD कैशिंग फ़ंक्शन पूरी तरह से लागू है। यह पढ़ने और पढ़ने + लिखने, किसी भी उपयोग के मामलों के लिए लचीली कार्य सेटिंग्स, साथ ही साथ सिस्टम के अंतिम प्रदर्शन के लिए समर्थन पर लागू होता है। इसलिए, एक बहुत ही उचित लागत के लिए (लाइसेंस की कीमत 1-2 एसएसडी की लागत के साथ तुलनीय है), आप समग्र प्रदर्शन में काफी वृद्धि कर सकते हैं।