Wykorzystanie pamięci podręcznej w serwerach NAS na przykładzie serwera QNAP TS-464 i dysków WD RED

Konfiguracja pamięci cache w systemie QNAP QTS

No dobrze, pora wreszcie zająć się daniem głównym, czyli sprawdzeniem, jak wykorzystanie pamięci podręcznej w serwerze NAS wpływa na jego wydajność podczas transferu danych. Zanim jednak przystąpię do właściwych testów warto wspomnieć co nieco o konfiguracji cache w ogóle. Pamięć cache ma to do siebie, że powinna to być pamięć raczej szybka, a na pewno znacznie szybsza niż to, co mamy „w standardzie”, czyli macierz złożoną z dysków HDD. Do tego celu wykorzystać można oczywiście dyski SSD. W zależności od serwera NAS mogą to być nośniki pracujące albo z wykorzystaniem interfejsu SATA, albo NVMe. W przypadku tych pierwszych istotna jest jedna, dość znacząca kwestia – konieczność poświęcenia jednej lub więcej kieszeni dyskowych serwera. Tak naprawdę zatem rozwiązanie z SATA ma sens przynajmniej dla serwerów trzydyskowych, gdzie podstawowe dwa dyski HDD pracować będą skonfigurowane w macierz RAID 1, a trzecim dyskiem będzie właśnie SSD przeznaczony na cache.

W tym wypadku jednak nie zestawimy cache w wersji do zapisu (czy zapisu/odczytu), gdyż do tego również wymagane jest utworzenie RAID 1, ale tym razem z dysków SSD. Jeśli zatem jest to możliwe, zdecydowanie lepiej wykorzystać w tym celu nośniki NVMe, które nie dość, że nie ograniczą podstawowej pojemności naszego składzika, to w dodatku będą działać znacznie szybciej. QNAP TS-464 na dokładkę do czterech podstawowych kieszeni dyskowych posiada dwa złącza pozwalające zainstalować właśnie nośniki NVMe M.2 – i z tej opcji jako cache SSD postanowiłem w teście skorzystać. Cała reszta konfiguracji to po dwa dyski WD RED WD100EFAX oraz WD RED SA500. Każda para stanowiła ponadto osobną pulę pamięci, co umożliwiło również porównanie szybkości transferu danych niezależnie dla HDD i SSD.

W serwerach QNAP, a więc i oprogramowaniu QNAP QTS konfiguracji cache dokonuje się z poziomu funkcji „Pamięć masowa i migawki”. Sam proces jest bardzo prosty i składa się na niego kilka kroków. Zakładam tu oczywiście, że mamy już obecną na serwerze przynajmniej jedną pulę pamięci wraz z jakimś woluminem (jeśli tak nie jest, to utworzenie takowych będzie rzecz jasna konieczne). Przechodzimy wtedy do menu „Przyspieszanie z użyciem pamięci podręcznej” i klikamy na ikonę plusa pod pozycją „Używaj pamięci podręcznej SSD dla większej wydajności”.

Uruchomiony zostanie prosty w użyciu kreator, którego pierwsza strona zawierać będzie ogólne informacje dotyczące koncepcji wykorzystania cache w serwerze NAS oraz jedną dość ważną uwagę. Tyczy się ona faktu, że w celu przyspieszenia operacji sekwencyjnych (np. dostępu do dużych plików) na każde trzy dyski HDD przypadać powinien minimum jeden dysk SSD. W naszej procedurze testowej mamy stosunek 2:2, co powinno zaowocować poprawą szybkości także i w tym scenariuszu.

Dalszy krok to wybór dysków, jakie przeznaczymy na pamięć podręczną. W naszym przypadku dyski SSD SATA zostały już wykorzystane na dedykowaną pulę pamięci z woluminem, więc wskazać możemy jedynie pozostałe dwa dyski NVMe. Po ich zaznaczeniu musimy podjąć decyzję co do wskazania typu pamięci podręcznej. Wybór ten podyktowany powinien być zastosowaniami naszego serwera NAS, a dostępne typy opisałem już we wstępie. Testy będę przeprowadzał w każdym z nich, oczywiście po to, by dokonać stosownego porównania i stwierdzenia, czy zachowają się zgodnie z oczekiwaniem. Pole „Typ RAID” możemy zostawić z opcją „Pojedynczy”, o ile nie zdecydujemy się na typ pamięci do zapisu lub zapisu/odczytu. W takiej sytuacji oprogramowanie wymusi wykorzystanie któregoś z wariantu RAID z ochroną danych (dostępne opcje zależeć będą oczywiście od posiadanej liczby dysków NVMe). W tym wypadku dla dwóch dysków WD RED SN700 wskazać trzeba będzie RAID 1.

Kolejna strona to konieczność podjęcia decyzji co do zapasu alokacji SSD oraz trybu pamięci podręcznej. Ten ostatni to kolejny wariant optymalizacji w zależności od głównego zastosowań NASa. Jeśli wykorzystujemy go przede wszystkim do udostępniania plików, największe korzyści powinniśmy uzyskać w trybie „Wszystkie operacje we/wy” – w takim też trybie przeprowadzał będę testy. Jeśli zaś udostępniamy przestrzeń dyskową na przykład na potrzeby dostępu blokowego (dyski iSCSI) – lepiej wybrać pierwszą opcję.

Procentowy zapas alokacji jest wartością dość istotną jeśli chodzi przede wszystkim o zwiększenie trwałości dysku SSD, co ma szczególnie znaczenie podczas masowo wykonywanych operacji zapisu. Z racji zużywania się komórek pamięci FLASH producenci dysków SSD już wstępnie rezerwują jakiś procent całkowitego dostępnego obszaru, by dysk mógł dalej niezawodnie działać. Funkcja zapasu alokacji w QNAP QTS to takie „dmuchanie na zimne”, by jeszcze bardziej poprawić niezawodność, a w niektórych scenariuszach także i wydajność zapisu przy okazji. Optymalną wartość zapasu można uzyskać testując SSD w aplikacji „SSD Profiling Tool”. Taki test to proces dość długotrwały, bo w zależności od rozmiaru docelowego woluminu może trwać nawet kilkadziesiąt godzin. Dla przykładu – wolumin o rozmiarze 100 GB uzyskał największą liczbę operacji zapisu/odczytu dla 39% zapasu alokacji, a sam test trwał aż 6 godzin.

Na ostatniej stronie pozostaje wskazać, dla jakich woluminów przyspieszanie cache ma być aktywne. Na potrzeby testów – oczywiście, dla wszystkich. Ostatecznie otrzymamy ekran z podsumowaniem, a po kliknięciu „Utwórz” i zaakceptowaniu monitu o usunięciu wszystkich zgromadzonych na wybranych kilka kroków wcześniej nośnikach danych system QNAP QTS przystąpi do tworzenia puli pamięci podręcznej.

• « pierwsza
• ‹ poprzednia
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• następna ›
• ostatnia »