In diesem Beitrag gebe ich Ihnen Tipps, wie Sie IhrftScalableTM Storage Array (im Folgenden als „ftScalable” abgekürzt) konfigurieren können, um dessen Leistung zu optimieren. Wenn Sie Ihre I/O-Workload und -Muster verstehen und einige einfache Richtlinien befolgen, können Sie Ihr ftScalable so konfigurieren, dass es Ihre Anforderungen an Verfügbarkeit und Leistung erfüllt.
Terminologie
Der Begriff „logische Festplatte“ bezieht sich auf eine logische VOS-Festplatte, die aus einer oder mehreren Mitgliedsfestplatten besteht. VOS verteilt Daten über alle Mitgliedsfestplatten. Vor der Einführung von ftScalable bestand jede Mitgliedsfestplatte aus einem Paar physischer Festplattenlaufwerke. Mit der Einführung von ftScalable ist jede Mitgliedsfestplatte nun mit einer einzigen LUN verbunden. Eine LUN oder „logische Einheit“ ist eine Unterteilung einer virtuellen Festplatte („VDISK“) auf ftScalable.
Eine VDISK ist eine Sammlung von einem oder mehreren physischen Festplattenlaufwerken, die mithilfe eines bestimmten RAID-Typs zu einer virtuellen Festplatte organisiert sind.
Der „Degraded Mode“ (abgespeckter Modus) bezieht sich auf den Betrieb der VDISK, nachdem eines ihrer physischen Laufwerke ausgefallen ist, aber bevor der Wiederherstellungsvorgang beginnt.
Der „Wiederherstellungsmodus“ bezieht sich auf den Betrieb der VDISK während der Wiederherstellung nach einem Laufwerksausfall.
RAID-Typen
Obwohl ftScalable viele RAID-Typen unterstützt, werde ich hier nur die gängigsten beschreiben.
RAID-0: Eine RAID-0-VDISK verteilt Daten über alle physischen Festplattenlaufwerke im Set. Sie bietet die höchste I/O-Leistung, jedoch KEINE Fehlertoleranz. Der Ausfall einer physischen Festplatte führt zum vollständigen Verlust der Daten. Darüber hinaus kann ftScalable marginale physische Laufwerke nicht automatisch außer Betrieb nehmen und die Daten proaktiv mit einem Ersatzlaufwerk wiederherstellen. Dieser RAID-Typ sollte niemals in unternehmenskritischen Umgebungen verwendet werden.
RAID-1: Eine RAID-1-VDISK ist ein einfaches Paar gespiegelter physischer Festplattenlaufwerke. Sie bietet eine gute Lese- und Schreibleistung und kann den Ausfall eines einzelnen Laufwerks überstehen. Lesevorgänge können von beiden physischen Laufwerken verarbeitet werden, während Schreibvorgänge auf beide Laufwerke geschrieben werden müssen. Die Wiederherstellung nach einem Laufwerksausfall ist einfach und erfordert lediglich eine erneute Spiegelung durch das noch funktionierende Partnerlaufwerk. In der Regel sind die Auswirkungen auf die Leistung im degradierten Modus oder im Wiederherstellungsmodus minimal.
RAID-10: Eine RAID-10-VDISK besteht aus mehreren Sätzen von RAID-1-Festplatten, sodass Daten über alle RAID-1-Paare verteilt werden können. Eine RAID-10-VDISK bietet hohe Leistung und die Möglichkeit, mehrere Ausfälle physischer Laufwerke ohne Datenverlust zu überstehen. Die Auswirkungen auf die Leistung im degradierten Modus oder im Wiederherstellungsmodus sind ähnlich wie bei einer RAID-1-VDISK.
RAID-5/RAID-6: Diese RAID-Typen verwenden paritätsbasierte Algorithmen und Striping, um im Vergleich zu Spiegelung eine hohe Verfügbarkeit zu geringeren Kosten zu bieten. Eine RAID-5-VDISK verwendet für die Parität die Kapazität eines physischen Laufwerks, während eine RAID-6-VDISK die Kapazität von zwei Laufwerken verwendet. Eine RAID-5-VDISK kann den Ausfall einer einzelnen Festplatte ohne Datenverlust überstehen, während eine RAID-6-VDISK zwei Festplattenausfälle überstehen kann. Beide Typen bieten eine hervorragende Leseleistung, aber die Schreibleistung wird dadurch beeinträchtigt, dass nicht nur der Datenblock geschrieben werden muss, sondern auch die Lese-/Änderungs-/Neuschreibvorgänge für den/die Paritätsblock(e) erforderlich sind. Ein Laufwerksausfall (degradierter Modus) hat mittlere Auswirkungen auf den Durchsatz, während der Wiederherstellungsmodus einen hohen Einfluss auf den Durchsatz hat.
Auswahl eines RAID-Typs
Jeder RAID-Typ hat spezifische Vor- und Nachteile. Wenn Sie diese kennen, können Sie den für Ihre Umgebung am besten geeigneten RAID-Typ auswählen.
Für Daten und Anwendungen, bei denen die Schreibgeschwindigkeit nicht wichtig ist oder bei denen es nicht darauf ankommt, die höchstmögliche Zugriffsgeschwindigkeit zu erreichen, ist RAID-5 eine gute Wahl. Als Gegenleistung für eine geringere Schreibdurchsatzleistung und eine höhere Latenz können Sie für eine bestimmte Kapazität weniger Festplatten verwenden und dennoch ein hohes Maß an Fehlertoleranz erreichen. Sie müssen jedoch auch die Auswirkungen eines degradierten RAID-Satzes (d. h. eines ausgefallenen Festplattenlaufwerks) auf Ihre Anwendung berücksichtigen. Die E/A-Leistung und Latenz bei paritätsbasierten RAID-Typen leiden im degradierten Modus und im Wiederherstellungsmodus stärker als bei spiegelbasierten RAID-Typen.
Für Daten und Anwendungen, deren Leistung von der Optimierung der Geschwindigkeit und Latenz beim Schreiben abhängt, die mehr Schreib- als Lesevorgänge ausführen oder bei denen es im Falle eines Laufwerksausfalls zu keiner Leistungseinbuße kommen darf, bieten spiegelbasierte RAID-Typen (RAID-1 oder RAID-10) eine bessere Lösung. Beide RAID-Typen beseitigen den Nachteil von RAID-5 oder RAID-6, dass vor dem Schreiben gelesen werden muss, sodass das Schreiben von Daten ein einfacher Vorgang ist. RAID-10 ist in der Regel die bessere Wahl als RAID-1, da es Ihnen ermöglicht, die Daten auf mehrere physische Laufwerke zu verteilen, was die Gesamtleistung beim Lesen und Schreiben erheblich steigern kann. (Lesen Sie jedoch bitte den Abschnitt„VOS-Logikplatten mit mehreren Mitgliedern im Vergleich zu ftScalable RAID-10 VDISKs“weiter unten).
Wenn Sie sich nicht entscheiden können, ob Sie einen paritätsbasierten oder einen spiegelbasierten RAID-Typ wählen sollen, ist die sicherste Wahl die Verwendung eines der spiegelbasierten RAID-Typen.
LUNs zu VDISKS zuweisen
Zur Erinnerung: Eine oder mehrere physische Festplatten bilden eine VDISK. Eine VDISK kann in eine oder mehrere LUNs unterteilt werden. Jede LUN wird einer bestimmten VOS-Mitgliedsfestplatte zugewiesen. Eine oder mehrere Mitgliedsfestplatten werden zu einer einzigen logischen VOS-Festplatte zusammengefasst.
Ich empfehle Ihnen dringend, einer VDISK eine einzige LUN zuzuweisen. Obwohl ftScalable die Aufteilung einer VDISK in mehrere LUNs unterstützt, kann die Verwendung dieser Option zu erheblichen Leistungseinbußen führen, die sich sowohl auf den E/A-Durchsatz als auch auf die Latenz auswirken.
Es gibt mehrere Gründe für diese Nachteile, aber der grundlegende ist leicht zu verstehen. Jedes Mal, wenn ftScalable auf eine der LUNs in einer Konfiguration mit mehreren LUNs pro VDISK zugreifen muss, muss es die Plattenlaufwerksköpfe suchen. Je mehr LUNs eine VDISK umfasst, desto mehr Kopfbewegungen sind erforderlich. Je mehr Kopfbewegungen, desto größer sind die Latenzen. Denken Sie daran, dass alle E/A-Vorgänge letztendlich von den physischen Laufwerken verarbeitet werden müssen, aus denen die VDISK besteht. Der Cache-Speicher des Arrays kann diese physischen E/A-Vorgänge nicht ersetzen.
Stratus Benchmarks durchgeführt, die zeigen, dass der aggregierte E/A-Durchsatz einer 4-LUN-VDISK etwa halb so hoch ist wie die Leistung derselben VDISK, die als einzelne LUN konfiguriert ist, während die Latenz mehr als viermal so hoch sein kann!
Zuweisen von logischen VOS-Festplatten zu LUNs
Der einfachste Ansatz besteht darin, jeder LUN eine logische VOS-Festplatte zuzuweisen. Wenn Sie eine logische VOS-Festplatte benötigen, die größer als eine einzelne LUN ist, oder wenn Sie die Leistungsvorteile von Striping nutzen möchten, können Sie eine logische VOS-Festplatte mit mehreren Mitgliedern erstellen, wobei jede Mitgliedsfestplatte eine einzelne LUN ist.
VOS-Logikplatten mit mehreren Mitgliedern im Vergleich zu ftScalable RAID-10-VDISKs
Sie können Striping auf VOS-Ebene (durch Erstellen einer logischen VOS-Multi-Member-Festplatte) oder auf ftScalable-Ebene (durch Erstellen einer RAID-10-VDISK) oder sogar durch eine Kombination beider Methoden (z. B. durch Kombinieren mehrerer LUNs, von denen jede eine RAID-5-VDISK ist, zu einer einzigen logischen VOS-Multi-Member-Festplatte) implementieren. Wenn Sie Striping verwenden möchten, empfehle ich Ihnen, RAID-1 oder RAID-5 für die VDISKS zu verwenden, mit 1 LUN pro VDISK, und diese LUNs zu logischen VOS-Festplatten mit mehreren Mitgliedern zu kombinieren. VOS verwendet für jede LUN eine separate Warteschlange für Festplattenanforderungen. Durch Maximieren der Anzahl der LUNs wird somit der Durchsatz maximiert und die Latenz minimiert.
Dateien logischen VOS-Festplatten zuweisen
Weisen Sie nach Möglichkeit Dateien mit wahlfreiem Zugriff und Dateien mit sequentiellem Zugriff separaten logischen Festplatten zu. Die Vermischung der beiden Dateizugriffsmethoden auf derselben logischen Festplatte erhöht die im schlimmsten Fall benötigte Zeit für den Zugriff auf Dateien mit wahlfreiem Zugriff und verringert den maximal möglichen Durchsatz sequentieller Dateien.
Zusammenfassung
Mit diesen einfachen Richtlinien können Sie einen zuverlässigen Festplattenzugriff mit hohem Durchsatz und geringer Latenz erzielen.
Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie gute Gründe für die Verwendung einer anderen als der hier empfohlenen Konfiguration haben, wenden Sie sich bitte an Ihr Account-Team. Wir stehen Ihnen jederzeit zur Verfügung, um bestehende ftScalable-Konfigurationen zu überprüfen und Ihnen bei spezifischen Kundensituationen beratend zur Seite zu stehen.
Ich hoffe, diese Informationen sind hilfreich für Sie. Wenn Sie Fragen oder Anmerkungen haben, antworten Sie bitte auf diesen Beitrag.
Danksagungen
Joe Sanzio hat mich beim Verfassen dieses Beitrags unschätzbar unterstützt. Alle verbleibenden Fehler gehen auf meine Kappe.