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自动挡跑车:Easy Tier解放SSD

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固态盘(SSD)的IOPS性能具有明显的优势,但成本也比硬盘驱动器(HDD)高很多,这限制了SSD在企业存储中的应用。自动分层存储(Automated Tiered Storage,ATS)技术通过自动把热点数据迁移到SSD上的方式,让最需要高IOPS性能的数据占据SSD,从而有效地利用SSD,提高应用性能的同时降低总体拥有成本。CBSi企业解决方案中心通过对IBM Storwize V7000中端存储系统的测试,展示了其Easy Tier子卷级自动分层存储功能的实际作用。

作者:张广彬 来源:CBSi企业解决方案中心【原创】 2011年4月25日

关键字: 自动分层存储 Easy Tier SSD Storwize

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在本页阅读全文(共7页)

待机而发:Easy缘于全自动

如果用Easy Tier实现分层存储真的很简单,关键在哪里?是高度的自动化,几乎不需要用户干预,如果不是某些应用的性能突然提升,很难感知到它的存在。

Easy Tier不仅是不需要用户干预,事实上用户也很少有机会干预。因为Easy Tier基本没有用户可控的选项,而是在每个存储池(Storage Pool)内部,自动地运作。当存储池内只有一个存储层(可以是一或多个MDisk,包括来自外部存储阵列的逻辑卷)时,不管是SSD层,还是HDD层(Easy Tier只支持这两个存储层),Easy Tier都处于不活动状态——没有活动的理由。

自动挡跑车:Easy Tier解放SSD

只有一种情况,用户需要面对与Easy Tier有关的选项,即告诉Easy Tier加入存储池的来自外部存储阵列的MDisk属于哪个层,因为Storwize V7000通过存储虚拟化功能只能看到逻辑卷,无法知道其底层的硬件构成——如果是个外部的固态盘阵列呢?

当另一个存储层加入进来,Easy Tier便转为活动状态,为在层间迁移数据搜集信息并加以分析。如果新加入的MDisk由SSD组成,Easy Tier会在监测一段时间后,把热点数据从已有HDD组成的MDisk(们)上迁移过去;反之,则逐渐把SSD组成的MDisk上较少访问的数据,向HDD组成的MDisk迁移。

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向只有硬盘驱动器的存储池中加入SSD组成的MDisk(红色方框中),在扩展存储池容量的同时,也开启了Easy Tier的功能

Easy Tier转入活动状态多久之后,就可以在层间迁移数据了呢?按照IBM的说法,这段时间太短了不行,过于频繁的迁移反而影响性能;太长了又不能对“热点”的变化作出及时的响应,所以设定为24小时。这个时间用户不能更改,但不意味着不可调节——IBM工程师们能够利用内部版本的固件,只经过1小时的数据采集分析便开始迁移,以免向用户演示功能的时候等待太长时间。

自动挡跑车:Easy Tier解放SSD

加入SSD(mdisk1)变为两个存储层之后,存储池的Easy Tier转为活动状态。存储池的名称和图标可以手动修改,不过信息栏中没有列出构成mdisk的驱动器类型,显得不够直观

不过,我们在测试中发现了一个有趣的事情:在建立了含有1.9TB HDD层(8个300GB 10K RPM做RAID 5)和约300GB SSD层(2个300GB做RAID 1)的存储池,随即对上面的特定区域不间断访问(制造热点)之后,不到23小时,这些区域所对应的数据块(Extent)就开始从HDD层向SSD层迁移了!

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在有两个存储层的情况下,新创建的卷会先由较低的HDD层分配存储空间,其后由Easy Tier视访问频度决定把哪些数据块迁移到较高的SSD层上

具体些说,这个2.2TB的(HDD和SSD)混合存储池建成之后,我们在上面创建了两个卷,100GB的运行IOmeter,检验子卷级自动分层存储;110GB的运行Orion,观察整卷迁移的状况,作为辅助。

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用IOmeter在100GB的卷上创建一个50GB的文件,检验Easy Tier的子卷级自动分层存储功能

原本IOmeter与Orion一样,通常是在一个卷的范围内进行访问操作,这样的话整个卷都可能会是热点区域,不适合用来测试子卷级自动分层存储功能。不过,在已经建立文件系统的卷上,IOmeter会先创建一个名为iobw.tst的文件,然后在这个文件里面模拟卷访问操作。如此一来,热点区域就被限制在这个文件的范围内,Easy Tier应该只迁移所对应的数据块,而卷上其他区域的数据块不受影响,从而证明其子卷级自动分层存储能力。

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存储池中的Extent(扩展数据块)们正在从HDD层(mdisk0)向SSD层(mdisk1)迁移

两个卷上的测试同时进行,持续约18小时的随机访问,然后停止第二个卷上的Orion测试,此时两个卷还都在HDD层的mdisk0上。因为要等到24小时,我们在第一个卷上零星运行IOmeter,但是存储池建成还不到23小时,IOmeter的测试成绩突然大幅度提升!立即查看卷的详细信息,发现已经有一些Extent迁移到SSD层的mdisk1上了。

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iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成,可见卷只有一部分迁移到了SSD层,其余非热点区域仍保存在HDD层,成功验证“子卷级自动分层存储”

正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的,100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块(即Extent)的粒度为256MB,所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大,约为51GB。

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“子卷”迁移完成,HDD层(mdisk0)上保留的与迁移到SSD层(mdisk1)上的Extent(扩展数据块)数统计

小结:由于数据块的颗粒度限制,子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要,但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说,多迁移的数据不会超过256MB(默认的Extent尺寸),而若是卷级自动分层存储,多迁移的数据将超过48GB,相差近200倍。而在实际应用中,子卷级多迁移的数据可以更多或更少(譬如粒度更大或更小,Storwize V7000的Extent尺寸就有一个变动范围),卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大(本例约为1:1)。

iobw.tst文件所对应的Extent迁移完成,可见卷只有一部分迁移到了SSD层,其余非热点区域仍保存在HDD层,成功验证“子卷级自动分层存储”

正如之前根据子卷级自动分层存储的定义所推断的,100GB的卷只有保存iobw.tst文件内容的数据块被迁移到SSD层上。数据块(即Extent)的粒度为256MB,所以这个“子卷”的总容量会比iobw.tst文件略大,约为51GB。

小结:由于数据块的颗粒度限制,子卷级自动分层存储所迁移的数据多少会超出实际需要,但总比迁移整个卷要好得多。以我们这个例子来说,多迁移的数据不会超过256MB,而若是卷级自动分层存储,多迁移的数据将超过48GB,相差近200倍。而在实际应用中,子卷级多迁移的数据可以更多或更少(譬如粒度更大或更小),卷级多迁移的数据与实际需要之间的比例则很有可能更大(本例约为1:1)

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