Перформансе система за складиштење низова дискова у вези са једним хостом

Генерално, дискови или дискови имају најбоље перформансе у сценарију повезивања са једним хостом. Већина оперативних система је заснована на ексклузивним системима датотека, што значи да систем датотека може бити у власништву само једног оперативног система. Као резултат тога, и оперативни систем и апликативни софтвер оптимизују читање и писање података за систем за складиштење на диску на основу његових карактеристика. Ова оптимизација има за циљ смањење времена физичког тражења и смањење времена механичког одзива диска. Захтевима за податке из сваког програмског процеса управља оперативни систем, што резултира оптимизованим и уредним захтевима за читање и уписивање података за диск или дисковни низ. Ово доводи до најбољих перформанси система за складиштење у овој поставци.

За низове дискова, иако је додатни РАИД контролер додат између оперативног система и појединачних диск јединица, тренутни РАИД контролери првенствено управљају и верификују операције толеранције грешака на диску. Они не врше спајање захтева за податке, мењање редоследа или оптимизацију. РАИД контролери су дизајнирани на основу претпоставке да захтеви за подацима долазе са једног хоста, већ оптимизованог и сортираног од стране оперативног система. Кеш меморија контролера пружа само директне и рачунске могућности баферовања, без чекања података за оптимизацију. Када се кеш брзо попуни, брзина се одмах смањује на стварну брзину операција на диску.

Примарна функција РАИД контролера је да креира један или више великих дискова отпорних на грешке од више дискова и побољша укупну брзину читања и писања података користећи функцију кеширања на сваком диску. Кеш меморија за читање РАИД контролера значајно побољшава перформансе читања низа дискова када се исти подаци прочитају за кратко време. Стварна максимална брзина читања и писања читавог низа дискова ограничена је најнижом вредношћу између пропусног опсега канала хоста, прорачуна верификације ЦПУ-а контролера и могућности контроле система (РАИД машина), пропусног опсега канала диска и перформанси диска (комбиноване стварне перформансе сви дискови). Поред тога, неусклађеност између основе оптимизације захтева за подацима оперативног система и РАИД формата, као што је величина блока И/О захтева која није усклађена са величином РАИД сегмента, може значајно утицати на перформансе дисковног низа.

Варијације перформанси традиционалних система за складиштење низова дискова у приступу са више хостова

У сценаријима приступа са више хостова, перформансе дисковних низова опадају у поређењу са конекцијама са једним хостом. У малим системима за складиштење низова дискова, који обично имају један или редундантни пар контролера дисковног низа и ограничен број повезаних дискова, на перформансе утичу неуређени токови података са различитих хостова. Ово доводи до повећаног времена тражења диска, информација заглавља и репа сегмента података и фрагментације података за процесе читања, спајања, верификације и поновног писања. Сходно томе, перформансе складиштења се смањују како је више хостова повезано.

У системима за складиштење великих дискова, смањење перформанси се разликује од оне код дисковних низова малих размера. Ови системи великих размера користе структуру магистрале или унакрсну структуру пребацивања за повезивање више подсистема за складиштење (низови дискова) и укључују кеш меморије великог капацитета и модуле за повезивање са хостом (слично чвориштима канала или прекидачима) за више хостова унутар магистрале или комутације структура. Перформансе у великој мери зависе од кеша у апликацијама за обраду трансакција, али имају ограничену ефикасност у сценаријима мултимедијалних података. Док интерни подсистеми дисковног низа у овим великим системима раде релативно независно, једна логичка јединица је изграђена само унутар једног подсистема диска. Дакле, перформансе једне логичке јединице остају ниске.

У закључку, дискови малих размера доживљавају пад перформанси због неуређених токова података, док дисковски низови великих размера са више независних подсистема дисковних низова могу да подрже више хостова, али се и даље суочавају са ограничењима за апликације мултимедијалних података. С друге стране, НАС системи за складиштење засновани на традиционалној РАИД технологији и који користе НФС и ЦИФС протоколе за дељење простора за складиштење са спољним корисницима преко Етхернет веза доживљавају мање деградације перформанси у окружењима за приступ са више хостова. НАС системи за складиштење оптимизују пренос података коришћењем више паралелних ТЦП/ИП преноса, омогућавајући максималну заједничку брзину од око 60 МБ/с у једном НАС систему складиштења. Коришћење Етхернет веза омогућава да се подаци оптимално уписују на диск систем након управљања и преуређења од стране оперативног система или софтвера за управљање подацима на танком серверу. Због тога сам диск систем не доживљава значајну деградацију перформанси, што чини НАС складиште погодним за апликације које захтевају дељење података.


Време поста: 17. јул 2023