Увеличете неколкократно IOPS на вашия Synology NAS с SSD кеширане Петък, 09 Октомври 2020

Предизвикателствата

Високата производителност на информационните системи изисква ниска латентност, която е много важна за критичните бизнес приложения. При всяка реализация на IT инфраструктура се търси баланс между латентност, ефективност и оптимизиране на използваните ресурси на системата. I/O латентността в системите за съхранение се определя от два фактора: тип на I/O натоварването и възможности на сторидж системата. Повечето бизнес приложения (напр. OLTP бази данни и имейл услуги) изискват случайни IOPS, които използват данни, съхранявани непоследователно на системните дискове. Когато нужните битове информация не се намират физически близо, системата прави множество операции за търсене, което увеличава I/O латентността. Традиционен подход за подобряване на входно-изходната латентност е използването на по-голям от нужния брой дискове, с което в работа се впрягат повече глави и се намалява шанса да се извършват две поредни четения от един и същи диск. Това, обаче, води до по-ниска ефективност и по-малко използване на наличния хардуер. Повече дискове изискват повече кутии, повече място и повече енергия за работа и охлаждане, което еднозначно води до по-висока цена на експлоатация.

� ешението SSD кеширане

Посредством използване на отличната производителност при случаен достъп на SSD, SSD Cache технологията на Synology предлага решение, което значително повишава скоростите на четене и запис, без нужда от добавяне на повече дискове.

При операциите за четене, чисто статистически, само малка порция от данните в дадена система за съхранение се достъпват често. Така системната производителност може да бъде подобрена чрез съхраняване на често достъпваните данни в SSD кеш, който играе ролята на буфер при четене и запазва общата цена на притежание минимална.

Малките, случайни операции за запис също са типични за корпоративните информационни системи. С отличната скорост на достъп SSD кешът за четене и запис може да ускори производителността на томовете и iSCSI LUN ката намали латентността при операциите за непоследователен запис и значително намали влиянието върху бързодействието на други трансфери на данни.

SSD кешът в Synology NAS

SSD кеширането при четене-запис или само при четене на Synology е налично при всички модели с обозначения XS+, XS и някои продукти с обозначението Plus. Чрез присъединяването на един SSD кеш към единичен том за съхранение или iSCSI LUN (на ниво блок), Synology SSD кешът може да създаде буфер за четене и запис, който значително увеличава системната производителност на вашия Synology NAS.

Ускорение и максимална системна производителност

SSD кешът е проектиран да подобри производителността на дискови подсистеми. Той не ускорява максималната системна производителност, където тясно място може да се окажат възможностите на процесора, външната мрежова връзка или други ограничения. С други думи, ако една система може да постигне пиково 100,000 IOPS, този брой няма как да бъде увеличен с използването на SSD кеш.

Ускорени протоколи и неускорени работни натоварвания

При кеширането на данни в блокове, всички файлови и блокови услуги за съхранение ще се възползват от SSD кеша, включително CIFS, iSCSI и т.н. Приложенията за виртуализация, облачни изчисления, OLTP бази данни, пощенски сървъри и файлови услуги, които имат работни шаблони за препрочитане на данните, също ще извлекат голяма полза от използването на SSD кеширане. По-долу можете да видите сравнението при тестването на пощенски сървъри.

При някои схеми на работа предимствата от SSD кеширането ще са много ограничени. Така например, големите последователни четения или записи (напр. стриймване на един канал с HD видео или запис на видео от охранителна камера) или напълно случайно четене (напр. услуги за музикален стрийминг с разбъркан плейлист в голяма библиотека), при които отсъстват схеми на препрочитане, няма да се възползват в голяма степен от SSD кеширането.

Определяне на размера на SSD кеша и мониторинг на неговата производителност

Общият размер на горещите данни и подходящият размер на кеша могат да бъдат определени с помощта на SSD cache Advisor в Synology DiskStation Manager, където броят уникални файлове, които са достъпвани през последните 7 дни и общият им размер са показани. Ако например се достъпват файлове с обем 200 GB дневно, релевантният размер на SSD кеша трябва да бъде 200-300 GB, за да е сигурно, че всички горещи данни ще попаднат вътре.

В допълнение ще бъде създадена таблица за мапване в оперативната памет, където се следят данните от SSD кеша. Затова обемът RAM трябва да бъде пропорционален на този на SSD кеша. За всеки 1 GB SSD кеш се изискват около 400 KB системна памет. При Intel-базираните Synology NAS само 1/4 от предварително инсталираната системна памет може да се ползва за SSD кеш. При Annapurna-базираните Synology NAS, общият размер на SSD кеша е ограничен до 1 TB.

Повече за това как работи SSD кеширането на Synology и как са проведени тестовете можете да научите тук: https://global.download.synology.com/download/Document/Software/WhitePaper/Firmware/DSM/All/enu/Synology_SSD_Cache_White_Paper.pdf