Увогуле, дыск або дыскавыя масівы маюць найлепшую прадукцыйнасць у сцэнарыі злучэння з адным хостам. Большасць аперацыйных сістэм заснавана на эксклюзіўных файлавых сістэмах, што азначае, што файлавая сістэма можа належаць толькі адной аперацыйнай сістэме. У выніку і аперацыйная сістэма, і прыкладное праграмнае забеспячэнне аптымізуюць чытанне і запіс дадзеных для дыскавай сістэмы захоўвання дадзеных на аснове яе характарыстык. Гэтая аптымізацыя накіравана на скарачэнне часу фізічнага пошуку і памяншэння часу механічнага водгуку дыска. Запыты даных ад кожнага праграмнага працэсу апрацоўваюцца аперацыйнай сістэмай, што прыводзіць да аптымізаваных і ўпарадкаваных запытаў на чытанне і запіс даных для дыска або дыскавага масіва. Гэта прыводзіць да найлепшай прадукцыйнасці сістэмы захоўвання ў гэтай наладзе.
Для дыскавых масіваў, нягледзячы на тое, што паміж аперацыйнай сістэмай і асобнымі дыскамі дадаецца дадатковы RAID-кантролер, сучасныя RAID-кантролеры галоўным чынам кіруюць і правяраюць аперацыі адмоваўстойлівасці дыска. Яны не выконваюць аб'яднанне запытаў даных, змяненне парадку або аптымізацыю. RAID-кантролеры распрацаваны зыходзячы з здагадкі, што запыты даных паступаюць з аднаго хоста, ужо аптымізаванага і адсартаванага аперацыйнай сістэмай. Кэш кантролера забяспечвае толькі прамую і вылічальную буферызацыю без пастаноўкі дадзеных у чаргу для аптымізацыі. Калі кэш хутка запаўняецца, хуткасць адразу зніжаецца да фактычнай хуткасці дыскавых аперацый.
Асноўная функцыя RAID-кантролера - стварыць адзін або некалькі вялікіх адмоваўстойлівых дыскаў з некалькіх дыскаў і палепшыць агульную хуткасць чытання і запісу дадзеных з дапамогай функцыі кэшавання на кожным дыску. Кэш чытання RAID-кантролераў значна павышае прадукцыйнасць чытання дыскавага масіва, калі тыя ж дадзеныя чытаюцца на працягу кароткага часу. Фактычная максімальная хуткасць чытання і запісу ўсяго дыскавага масіва абмежавана самым нізкім значэннем сярод прапускной здольнасці хост-канала, вылічэнняў праверкі працэсара кантролера і магчымасцей кіравання сістэмай (машына RAID), прапускной здольнасці дыскавага канала і прадукцыйнасці дыска (сукупная фактычная прадукцыйнасць усе дыскі). Акрамя таго, неадпаведнасць паміж асновай аптымізацыі запытаў даных аперацыйнай сістэмы і фарматам RAID, напрыклад памер блока запытаў уводу/вываду не супадае з памерам сегмента RAID, можа істотна паўплываць на прадукцыйнасць дыскавага масіва.
Варыяцыі прадукцыйнасці традыцыйных сістэм захоўвання дадзеных з дыскавымі масівамі пры доступе да некалькіх хастоў
У сцэнарыях доступу да некалькіх вузлоў прадукцыйнасць дыскавых масіваў зніжаецца ў параўнанні з падключэннем да аднаго вузла. У невялікіх сістэмах захоўвання дадзеных з дыскавымі масівамі, якія звычайна маюць адну або рэзервовую пару кантролераў дыскавых масіваў і абмежаваную колькасць падлучаных дыскаў, на прадукцыйнасць уплываюць неўпарадкаваныя патокі даных з розных хостаў. Гэта прыводзіць да павелічэння часу пошуку дыска, загалоўка і хваставой інфармацыі сегмента даных і фрагментацыі даных для працэсаў чытання, зліцця, праверкі і перазапісу. Такім чынам, прадукцыйнасць захоўвання зніжаецца па меры падлучэння большай колькасці хастоў.
У буйнамаштабных сістэмах захоўвання дадзеных з дыскавымі масівамі зніжэнне прадукцыйнасці адрозніваецца ад дэградацыі ў невялікіх дыскавых масівах. Гэтыя буйнамаштабныя сістэмы выкарыстоўваюць структуру шыны або структуру перакрыжаванай камутацыі для злучэння некалькіх падсістэм захоўвання дадзеных (дыскавых масіваў) і ўключаюць у сябе кэшы вялікай ёмістасці і модулі падлучэння да хаста (падобна да канальных канцэнтратараў або камутатараў) для большай колькасці хастоў у шыне або камутатары. структура. Прадукцыйнасць шмат у чым залежыць ад кэша ў праграмах апрацоўкі транзакцый, але мае абмежаваную эфектыўнасць у сцэнарыях мультымедыйных дадзеных. У той час як падсістэмы ўнутраных дыскавых масіваў у гэтых буйнамаштабных сістэмах працуюць адносна незалежна, адзіная лагічная адзінка пабудавана толькі ў адной дыскавай падсістэме. Такім чынам, прадукцыйнасць асобнага лагічнага блока застаецца нізкай.
У заключэнне, невялікія дыскавыя масівы адчуваюць зніжэнне прадукцыйнасці з-за неўпарадкаваных патокаў даных, у той час як буйнамаштабныя дыскавыя масівы з некалькімі незалежнымі падсістэмамі дыскавых масіваў могуць падтрымліваць больш хастоў, але па-ранейшаму сутыкаюцца з абмежаваннямі для прыкладанняў мультымедыйных дадзеных. З іншага боку, сістэмы захоўвання дадзеных NAS, заснаваныя на традыцыйнай тэхналогіі RAID і якія выкарыстоўваюць пратаколы NFS і CIFS для абмену сховішчам з вонкавымі карыстальнікамі праз злучэнні Ethernet, адчуваюць меншае пагаршэнне прадукцыйнасці ў асяроддзі доступу да некалькіх вузлоў. Сістэмы захоўвання дадзеных NAS аптымізуюць перадачу даных з выкарыстаннем некалькіх паралельных перадач TCP/IP, што забяспечвае максімальную агульную хуткасць каля 60 МБ/с у адной сістэме захоўвання дадзеных NAS. Выкарыстанне злучэнняў Ethernet дазваляе аптымальна запісваць даныя на дыскавую сістэму пасля кіравання і пераўпарадкавання з дапамогай аперацыйнай сістэмы або праграмнага забеспячэння для кіравання данымі ў тонкім серверы. Такім чынам, сама дыскавая сістэма не адчувае значнага зніжэння прадукцыйнасці, што робіць сховішча NAS прыдатным для прыкладанняў, якія патрабуюць сумеснага выкарыстання дадзеных.
Час публікацыі: 17 ліпеня 2023 г
