`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Трое в лодке: сценарии серверов all-flash

+66
голосов

Платформы с поддержкой флэш-памяти трех типов U.2- SAS-SATA удобны как универсальная основа: под серверы критичных к дисковым ресурсам приложений, гиперконвергентные системы, программно-определяемое хранение.

Продолжим обсуждение трех типов накопителей на флэш-памяти недавней статьи Трое в лодке: NVMe против SAS и SATA SSD. U.2 (NVMe), SAS и SATA SSD могут гармонично соседствовать в одном сервере, одной дисковой корзине, с фронтальным доступом и горячей заменой всех типов накопителей. Они последовательно вытесняют HDD из приложений, критичных к производительности ввода/вывода. Выбор SSD определяется шаблоном нагрузок (см Роли SSD в серверах). Возможность модифицировать базовую платформу под разные задачи комбинациями накопителей – безусловный плюс для инфраструктуры.

Кроме вариаций по интерфейсу подключения, SSD различают по ресурсу Drive writes per day (DWPD) и наклонностям: Read Intensive (RI), Mixed Use (MU), Write Intensive (WI). Еще несколько степеней свободы.

Интеловская 1U-платформа R1208WT2GSR – пример основы для серверов all-flash. Она сделана под два процессора Intel Xeon E5 26xx v4 и поддерживает 8 дисков 2.5” горячей замены. В ней 24 слота под память, два сетевых интерфейса 1 GbE, источник мощности 750W с защитой по питанию 1+1,  есть управление по отдельному встроенному сетевому интерфейсу.

 

 сценарии серверов all-flash

Среди прочих опций (SAS RAID и SAS HBA, сетевые адаптеры от 1 до 100 GbE) к платформе продается NVMe-комплект на 4 диска U.2. В него входят плата-ретаймер x16 PCIe с кабелями (для проброса сигналов шины PCIe на бэкплейн дисковой корзины, по 4 линии на каждый из 4 накопителей), сменные дисковые корзинки и комбо-бэкплейн  - он отличается от стандартного напаянными разъемами подключения ретаймера.

С таким оснащением и выбором SSD можно добиться многого. Вот ходовые сценарии all-flash.

Нагруженные базы данных

Как правило, реляционные базы данных обращаются к минимум двум типам данных на дисках: таблицам баз данных (DB) и журналам их транзакций (log). Многие (как Microsoft SQL Server), добавляют к ним дополнительные объекты: временные таблицы (tempDB) и их журналы (tempDB log).

Ценность временных протоколов невелика, под них подойдет недублированный носитель (но прописать резервный путь на какой-то другой надо). Имеет значение размещение. 1С:Предприятие 8  показывает пример активного использования tempDB при построении отчетов за большой период, выборках данных производства или логистики, импорте данных, проводках документов. В таких случаях и журнал временных таблиц следует держать на SSD с минимальными задержками – NVMe. Плохо уживаются на одних и тех же дисках файлы DB и tempDB: большие нагрузки порождают интенсивный обмен данными между ними, а одновременные чтение/запись гарантированно проваливают производительность любых  SSD. Иногда tempDB переносят в RAM Drive.

К SQL log свои требования. Его отселяют от DB на другие носители по соображениям безопасности. Работает он практически линейно на запись, блоками 8-64KB. Поскольку ни одна транзакция не считается завершенной, пока запись о ней не попала в журнал, чем ниже задержки дисков под SQL log – тем больше транзакций может быть запротоколировано в единицу времени. В нагруженных системах SQL log размещают на NVMe SSD.

Наиболее критичны к производительности SSD сами таблицы базы данных DB. Кроме минимальных задержек записи и чтения, тут важны высокие показатели записи произвольного доступа в IOPS и запас ресурса (endurance). Вот где мешают ограничения SATA по глубине очереди команд (QD=32), вот где предпочтительны SAS SSD (QD=256) с MPIO, а лучше NVMe.

Нагруженные реляционные базы данных – тот случай, когда оправданно применение аппаратных RAID-контроллеров. Они могут поднять производительность и точно снимут с CPU часть нагрузки ввода/вывода. RAID-контроллеры пока не умеют работать с NVMe SSD, но скоро будут: Tri-mode контроллеры SAS3508/3516 от Broadcom (Avago) на подходе. Они одинаково хорошо позаботятся о всех типах серверных накопителей, транслируя сигналы PCIe на NVMe SSD и обслуживая RAID из дисков SAS/SATA. Кроме эластичности хранения важным преимуществом видится управление данными в едином поле.

 сценарии серверов all-flash

или

 сценарии серверов all-flash

Документооборот, почта, “длиннохвостые” базы данных

В таких системах данные естественным образом расслаиваются «по температуре»: на горячее ядро и большую холодную массу. В документообороте это может быть компактная таблица со ссылками на архив сканированных копий, фотографий или вложенных файлов. В почтовой системе – свежая корреспонденция (неделя-месяц) и архив переписки за несколько лет. В базе данных учетной системы  – записи за квартал-год и длинный шлейф следов давних операций.

Если нет возможности вручную отделить активные данные от малоподвижных архивных, на помощь приходят стратегии кэширования или многослойного хранения (tiering), см Роли SSD в серверах. Tier 0 будет хранилищем данных частого обращения, Tier 1 – всех остальных. К примеру, auto-tiering поддерживается Microsoft Storage Spaces.

 сценарии серверов all-flash

или

 сценарии серверов all-flash

Узел распределенной системы Microsoft Windows Storage Space Direct (S2D)

Microsoft Storage Spaces Direct (S2D) – распределенное гиперковергентное решение на типовых серверах. Согласно модели распределения данных по накопителям, для S2D критичны показатели SSD под транзакционный лог, кэш записи (Write Back Cache) и чтения (Read cache). При совмеcтном размещении этих типов данных под них отводят NVMe SSD (два, в зеркале): с минимальными задержками, высокими показателями в IOPS на запись и приличным ресурсом перезаписи. В конфигурациях all-flash  протокольный диск в качестве кэша на чтение не используется.

 сценарии серверов all-flash

Узел VMware vSAN

Другой пример гиперконвергентной системы (вычисления + хранение) - VMware vSAN. Те прямо рекомендуют использовать узлы all-flash. Все версии vSAN работают с дисковыми группами, в которых один из дисков кэширует операции чтения и записи. В вариантах all-flash алгоритм работы кэширующего диска меняется: он кэширует только записи, считываются данные напрямую с остальных SSD группы.

 сценарии серверов all-flash

Узел кластера с централизованным хранилищем под Storage Spaces

Высокопроизводительные базы данных и репозитории виртуальных машин, а иногда филиальные офисы целиком работают на кластерах серверов с разделяемым (централизованным) хранением – как в Microsoft Windows Server 2012R2 .  Благодаря многоядерным процессорам и большому объему поддерживаемой оперативной памяти,  такие кластеры справляются с задачами SQL Server, хранением быстрого доступа и другими приложениями. Узел такого кластера подключен по SAS 12G к Shared SAS JBOD, а по 10/40 Gb Ethernet – к остальной инфраструктуре.

Основные области данных размещаются в JBOD, на дисках с интерфейсом SAS. Локально в узлах допустимы только носители под tempDB, и то – при условии, что прописаны резервные пути на диски совместного обращения.

 сценарии серверов all-flash

Веб-сервер интернет- магазина (агрегатора предложений)

Активно посещаемые интернет-магазины предъявляют довольно жесткие требования к аппаратному обеспечению. Для быстрой работы фильтров, как правило, используются индексы, размещенные непосредственно в RAM. В ней же хранятся таблицы трансляции адресов страниц - для использования красивых url товара. Чем разнообразнее товары магазина - тем больше нужно оперативной памяти.

Описания с мелкими изображениями товаров у небольших магазинов кэшируются в RAM, у крупных – хранятся на SSD. Чем быстрее происходит выборка данных с диска – тем меньше время ожидания покупателя и выше вероятность совершения покупки. Соответственно, чем ниже латентность хранения – тем лучше для прикладной задачи. Большой нагрузки перезаписи SSD нет, зато критичны высокие показатели случайного и линейного чтения.

Детальные описания товаров, их изображения в высоком разрешении, сопровождающие видеоролики, книги отзывов и обсуждения уживутся на SATA SSD большой емкости.

 сценарии серверов all-flash

Продолжение следует

В текущем дизайне подключение накопителей U.2 дается ценой дооснащения серверных платформ ретаймерами и коммутаторами шины PCIe. В стартующей летом платформе Intel Purley все накопители 2.5” будут иметь штатное подключение, по выбору: к шине PCIe или контроллеру SAS HBA/RAID. Дойдет дело и до Intel Optane в формате U.2. На поле борьбы за производительность ввода/вывода будет горячо.

+66
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT