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应用需求决定磁盘阵列、高速缓存的选择(上)

发布时间:2019-04-24 23:18 来源:未知 编辑:admin

  那些实施固态存储技术的IT企业必须决定是否在传统的磁盘阵列、设备或者服务器中使用固态存储作为高速缓存。

  通常,应用需求决定了能够带来性能大幅提升的固态存储的选择。I/O密集型的应用往往得益于固态存储技术的使用,例如数据库、数据仓库、数据挖掘分析以及Web服务。

  如果一台单独的服务器或者应用程序唯一的瓶颈是I/O,那么基于服务器的固态存储应该是最好的解决办法,不管是2.5英寸或者是3.5英寸的固态硬盘(SSD),PCI Express卡还是双列直插式存储模块(DIMM)都适用。

  一个IT企业的数据量如果是间歇性地波动的话,可能选择NAND闪存高速缓存,它通常决定了对最热门数据的加速。如果一个IT企业有几个I/O密集型的应用程序需要提高执行效率,它可能会在一个共享的存储阵列中选择多个固态硬盘。当一个IT企业想将数据隔离到一个单一的设备,那么一个固态设备或者仅仅基于固态的阵列又是另一种选择。

  固态设备的概念可以追溯到Texas Memory System公司最早的动态随机访问内存(DRAM)系统,该公司目前也生产基于NAND闪存的产品,位于马萨诸州Framingham的IDC连续跟踪Texas Memory以及其他供应商,包括Dataram公司,Nimbus Data Systems公司,Violin Memory公司以及Whiptail Technologies公司的固态专用设备。但是,一些提供商、分析师以及用户更喜欢称这些设备为专用固态阵列或者专用固态存储设备。

  背景:三年前,为法国Orleans市架设公共传输网络的私人公司SETAO使用Pilla数据系统公司的Pillar Axiom磁盘阵列替换了NetApp公司的存储,并且在一年前开始使用SSD。

  SETAO公司存储和管理来自公共汽车、电车、汽车收音机、视频监控摄像机、交通灯、计费系统以及电气系统的数据。该公司通过移动设备提供有效的实时交通信息以及用于执法的监控数据。

  技术:在Pillar公司的建议下,SETAO在2009年7月购买了它的第一个固态驱动器外盒。目前SETAO在它的三个磁盘阵列中每一个都有600GB的SSD,这三个磁盘阵列分别是拥有100TB 和16TB SATA硬盘的Axiom 500,以及拥有16 TB SATA硬盘的Axiom 600。其中两个阵列安放在最初的Orleans市,另一个则安装在大约12英里外的地方。

  SETAO同时也使用尖端技术升级了它的服务器和存储网络。该公司在它的服务器(配有Emulex公司的融合网络系统或CNAs)和Cisco Systems公司之间运行着基于以太网的光纤通道(FCOE),顶架式交换机Nexus 5000控制着万兆以太网卡(10 GbE)以及光纤通道的流量。存储流量通过大于4Gbps的光纤连接到Brocade 300光纤交换机以及Pillar Axiom磁盘阵列上。SETAO使用FalconStor软件公司的IPStor软件虚拟化技术实现磁盘阵列之间的复制,同时,它也通过使用IPStor将NetApp系统上的数据迁移到Pillar磁盘阵列。

  为什么在磁盘阵列中使用SSD:SETAO公司系统信息部门的主管Olivier Parcollet更喜欢在一个共享的存储环境中使用SSD,因为他想提高几个基于Windows或者基于Linux的应用程序的执行效率。

  除非他使用的是虚拟服务器,否则在一个服务器中使用固态存储技术会使得性能的提升限制到一个单一的程序上。Parcollet表示,服务器失效导致的应用程序丢失的风险使得他不愿意在安装了虚拟机的物理服务器上使用SSD。

  他说:“由于我拥有可共享的基于光纤的存储,即使我丢失了一个服务器,一个应用程序也可以快速地运行在另一个服务器上”。

  结果/益处:SETAO在它的四个最重要的应用程序中使用了SSD,其最初的使用是为了在流量仿真软件中设计总线和线路,以及设置最合理的总线和控制器数目。根据Parcollet的说法,在SATA磁盘上运行程序需要约两个小时才能得到结果,但是在SSD上瞬间就能完成,这使得SETAO每天能够执行大量的仿真。

  Parcollet说:“我们使用三条总线和七个控制器做与去年相同的活”,SETAO的财务部门宣称他们一年节约了将近100万欧元(139万美元)。

  SETAO的虚拟化公司——-虚拟化桌面基础架构(VDI)同样从SSD中获益,Parcollet表示,提供或启动200个虚拟桌面在SATA驱动器上需要花费20分钟,而在SSD上只需要大约5秒钟。

  对Oracle数据库进行请求也得到了同样的结果,该数据库存储了来自安装在全市交通网络中,300个市政监控摄像头的视频图像的元数据。例如搜索一个穿着蓝色裤子、戴着红色帽子的人的特殊图片,在SATA驱动器上需要花费将近30分钟,而在SSD上该搜索能立刻完成。

  最近,SETAO将接近100GB的财务数据从SATA硬盘迁移到SSD上。Parcollet表示以前处理那些财务数据需要3个小时,现在则只需要2分钟。

  SSD的最大挑战:对SETAO来说实施SSD不是特别困难,工作人员安装了SSD外盒,调整了用户图形接口,并且将LUN的服务质量(QOS)调到最佳。将QOS调整到最佳使得Pillar Axiom磁盘阵列自动地将指定的数据从SATA磁盘迁移到SSD。

  更大的挑战是决定哪一个应用程序在SSD上优先执行,Parcollet对自动分级将最热门的数据迁移到SSD上的固态存储技术没有兴趣,他的理由是自动分级可能会潜在地将不重要的数据迁移到SSD上,他希望自己决定应用程序。

  Parcollet建议使用Pillar内置的监控工具来判断I/O最密集的应用程序,但是他并没有同时将几个应用程序转移到SSD,也没有迁移整个应用程序。

  “只有应用程序的一部分需要在SSD上运行,”Parcollet说道,“除了那些需要更多访问的数据,并不是所有数据都需要存放在SSD上。”

  例如:只有控制文件,索引以及SETAO的Oracle数据库的“重做”日志需要使用SSD。对于虚拟化桌面基础架构(VDI),SETAO只在SSD上存储金像(gold image),然后通过SATA驱动器发送给终端用户。

  “供每个消费者使用的单个虚拟机在每秒内只有5次I/O,”Parcollet说道,“因此不需要为VDI每次都使用SSD,尽管SSD能够快速生成用来提供的镜像文件。”

  同行的建议:Parcollet建议将SSD用于小型的,高速处理,I/O密集的应用而非大型的应用程序。他说:“由于SSD非常昂贵,我们不能将所有的应用程序都安装在上面”。他指出其公司对于SSD的花费几乎达到了SATA磁盘的5倍,Pillar对一“块”64GB的SSD驱动器(12个主驱动器,一个热备用)列出的价格是49000美元。

  Parcollet提醒道,当使用SSD时,所有的存储功能并不都能使用,例如:他说他不能使用Pillar的SSD精简配置。

  SSD的另一个潜在的不利因素是寻址,Parcollet说他倒是并不担心SSD驱动器的磨损,“当我购买SSD驱动器时,我就该问题询问了Pillar公司,他们保证SSD的寿命和传统的驱动器一样长,因为在每一个驱动器上都有一个内存保留。”

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