在Jon William Toigo的有关复杂存储环境中效率最大化的五部分系列介绍的最后一个部分里,他向我们做了性能效率方面的演示以及为什么需要和之前谈到的四个部分结合起来考虑。 每当我们讨论到“存储效率”方面问题的时候,存储管理员们都会听到有关“性能提升”之类的话题,这是因为在峰会或者讨论会上,存储管理员们往往都期待获取有关如何提升磁盘阵列IOPS相关指标,一方面能够满足那些对性能有较高要求的业务的需要,另外一方面,最近也有关于虚拟机上运行的应用性能表现不佳方面的问题需要得以解决。 性能指标往往是非常值得重视的,因为这是用户直接关心的话题,从最坏的角度考虑,用户也会直接向他们的老板投诉。应用……
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在Jon William Toigo的有关复杂存储环境中效率最大化的五部分系列介绍的最后一个部分里,他向我们做了性能效率方面的演示以及为什么需要和之前谈到的四个部分结合起来考虑。
每当我们讨论到“存储效率”方面问题的时候,存储管理员们都会听到有关“性能提升”之类的话题,这是因为在峰会或者讨论会上,存储管理员们往往都期待获取有关如何提升磁盘阵列IOPS相关指标,一方面能够满足那些对性能有较高要求的业务的需要,另外一方面,最近也有关于虚拟机上运行的应用性能表现不佳方面的问题需要得以解决。
性能指标往往是非常值得重视的,因为这是用户直接关心的话题,从最坏的角度考虑,用户也会直接向他们的老板投诉。应用性能差是IT行业经常遇到的问题,而这也是存储上的问题,因为那些数据本身是存放在后端存储上的。
需要承认的是,存储性能也可能会和后端存储架构没有关系。VMware公司最近有了一个新的发明,它们哪呢过将一定量的存储功能迁移到更为智能的存储阵列上,这项操作就像插入了九条SCSI指令然后将20%的I/O处理从服务器虚拟层的直接管理中解放出来,这样应用的性能瓶颈就不再是存储架构了,而是虚拟层。
然而当我们尝试将这些道理解释给一些客户时,他们往往什么也不顾,会将应用响应慢的责任归结到存储响应慢上。
因此,就像汤姆克鲁斯扮演的飞行员那样,许多存储管理员都会期待能为自己的存储加速。对于他们来说,存储的效率提升,就像一架高效的喷气式飞机,可以帮助系统能快速处理下一个I/O请求。
业界对IOPS这项指标也有了更为明确的定义和规范,例如像标准性能评估机构(SPEC)那样的独立测试实验室或者组织以及存储性能委员会(SPC)都会经常发布和更新他们的最新标准。了解不同厂商的最新最快存储的测试结果,并不断的打破,成了一些爱好者的兴趣所在。
最后,存储性能相关的问题需要被很好的说明和记录下来。虽然对IOPS指标的提升是等式中很重要的一部分,然而均衡I/O数据流到不同的通道也是需要考虑的,这些通常会用光纤通道和交换机的组合,iSCSI网络以及直连配置等解决。当然,真正的问题是很多是在实施过程中遇到的,而解决这些问题是最为重要的事情。
管理并监控存储系统
在理想情况下,通过对架构内往来的I/O数据流进行监控,追踪数据往返时间,判断出过量使用的链接、端口以及磁盘将很大程度上帮助我们实现存储性能提升的最优化。这些信息在后续工作中也可以被用来优化整体架构以适应变更流程的需求。
而现实的问题是,连续有效的管理及数据监控往往并没有与现有的数据存储架构相结合。大多数设备包括存储阵列,交换机,总线适配器等都有它们各自的管理平台及工具,但这些工具之间并不能做到相互兼容和相互监控各自的I/O流量。此外,这样的一种为存储设备“增加价值”的方式,也为后面统一化管理增添了阻碍。
尽管来自CA、IBM、赛门铁克或者其他公司的存储资源管理软件可以起到一点作用,但各自仅能支持各自的产品仅对各自的环境有良好的支持。硬件环境来自不同厂商,即便有存储资源管理软件,能提供的帮助也是很有限的。
不管是硬件方式还是软件方式的存储资源管理软件都可以帮助收集并将一些I/O信息关联起来,这样用户能有一个更为清晰的了解。之前属于Finisar公司的Virtual Instruments就有不少这方面的好技术,然而可惜的是真正部署这些工具的存储管理员并不多。
存储虚拟化则从另外一个角度提供的另一套解决方案,也许也是目前看来对环境影响最小的。例如像DataCore软件公司的SANsymphony-V以及一些其他的存储虚拟化软件能够帮助存储管理员们最大程度上的优化他们的存储。
在使用存储虚拟化产品,或者一些厂家叫“存储虚拟层”的时候,I/O将会接受到性能上的考验,这是因为最开始的时候数据流来自存储虚拟层主机上的内存,之后才是磁盘。这种技术实际上已经在业界使用数年了,即先确认写入数据再真实写入。如果没有这项技术,许多著名的存储公司甚至无法生存。
此外,好的存储虚拟层会自动均衡所有虚拟层主机及后端存储通道的I/O流量。还有需要注意的是,后端物理存储可以以群组的方式置入虚拟卷中,以达到与存储阵列相近的速度。
如上的任何一种策略都将会帮助提升存储架构最好的特性,或者至少能帮助存储管理员们提升目前缺少的工具。然而真正意义上将性能效率管理融入日常的管理是需要针对数据流量的统一接口。就目前而言,REST-ful管理协议是可以做到的,这也是各个厂商统一使用的标准,但很少有厂商真正将标准执行到对应的产品中。如果需要更详细的了解REST,读者们可以访问cortexdeveloper.com网站。
更大的蓝图
性能效率不应该被剥离其他视角来单独看待。在之前的文章也提及,要提升磁盘阵列相应速度有许多种方式,市场上常见的方式有将读请求缓存到成本相对廉价的DRAM及SSD,而不是磁盘驱动器里。
X-IO几年前就开始了这方面领域的研究并成为了领导者。目前市场上其他研究类似技术的厂商包括IBM及其他公司。
使用了“hot sheets”技术后,写入磁盘的数据当后面收到重复并行读请求的时候,会被拷贝一份到DRAM或者SSD里面。后续读请求就会被重定向到内存组件上,目前使用的是20,000IOPS的固态闪盘,在I/O请求方面会有更多的余量。如果访问请求的数据不是之前存储过的,请求又将会被重定向回磁盘存储上。这样下来,性能的提升将是显而易见的。
这样的一种架构也被市场认可,从能耗节省角度考虑也比为了提升IOPS的磁盘阵列方式要强,例如磁盘集群等。后者需要大量的磁盘,所有的磁盘都需要电力补偿,每年有7%的磁盘故障率。
如果还是按照眼前的方式来监控存储I/O性能或者优化IOPS,那么仍然是无法看到最真实的结果。甚至可能应用性能差与存储性能毫无关联。经常发生的是,日志会是导致性能降低的重要原因,而不是存储本身。
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