كيف تؤدي طبقة التخزين المؤقت في Ceph؟
مقدمة:
في هذا المنشور، نشارك اختبار قياس الأداء لإظهار كيف يمكن أن تحسن طبقة التخزين المؤقت في Ceph أداء مجموعة HDD من خلال إعداد طبقة تخزين مؤقت مدعومة من مجموعة NVMe.
ما هو طبقة ذاكرة التخزين المؤقتة في Ceph وكيف يعمل؟
تسمح طبقة ذاكرة التخزين المؤقت لـ Ceph باستخدام أجهزة تخزين أسرع كذاكرة تخزين مؤقتة للأجهزة الأبطأ. يتضمن ذلك إنشاء مجموعة من أجهزة التخزين السريعة / المكلفة (مثل أقراص NVMe SSD) المكونة لتعمل كطبقة ذاكرة تخزين مؤقتة، ومجموعة أخرى من الأجهزة البطيئة / الأرخص (مثل أقراص HDD) المكونة لتعمل كطبقة تخزين اقتصادية. تخزينة الذاكرة المؤقتة تخزن البيانات المستخدمة بشكل متكرر من الطبقة الخلفية وتلبي طلبات القراءة والكتابة من العملاء. يقوم وكيل تصنيف الذاكرة المؤقتة بتفريغ أو إخراج الكائنات من طبقة الذاكرة المؤقتة بشكل دوري بناءً على سياسات معينة.
عرض توضيحي لطبقة ذاكرة التخزين المؤقتة لـ Ceph
في الماضي، عند استخدام وحدة تخزين SATA SSD كطبقة ذاكرة مؤقتة، كان تحسين الأداء باستخدام طبقة الذاكرة المؤقتة غير ملحوظ. في الوقت الحاضر، انخفضت تكلفة وحدة تخزين NVMe SSD بشكل كبير مقارنة بعدة سنوات مضت، وأداء وحدة تخزين NVMe SSD أسرع بكثير من وحدة تخزين HDD. نرغب في معرفة ما إذا كان استخدام وحدة تخزين NVMe SSD كطبقة ذاكرة مؤقتة يمكن أن يساعد بشكل كبير في حوض HDD.
لاختبار فعالية طبقة التخزين المؤقت NVMe، قمنا بإعداد اختبار لمعرفة ما إذا كانت طبقة التخزين المؤقت قد حسنت أداء مجموعة التخزين المعتمدة على HDD.
إعداد العنقود
| مضيفات NVME | 3 x Ambedded Mars500 Ceph Appliances |
| مواصفات كل جهاز Mars 500 | |
| وحدة المعالجة المركزية | 1x أمبير ألترا آرم 64-نواة 3.0 جيجاهرتز |
| الذاكرة | 96 جيبي بايت DDR4 |
| الشبكة | 2 منافذ بسرعة 25 جيجابت في الثانية Mellanox ConnectX-6 |
| محركات تخزين OSD | 8 x Micron 7400 960 جيجابايت |
| مضيفات الأقراص الصلبة HDD | 3 x Ambedded Mars400 Ceph Appliances |
| مواصفات كل جهاز Mars 400 | |
| وحدة المعالجة المركزية | 8 أجهزة بمعالج رباعي النواة Arm64 بسرعة 1.2 جيجاهرتز |
| الذاكرة | 4 جيجابايت لكل جهاز. 32 جيجابايت لكل جهاز |
| الشبكة | 2 x 2.5 جيجابت في الثانية لكل جهاز. 2x 10 جيجابت ربط صعودي عبر مفتاح داخل الشاسيه. |
| محركات تخزين OSD | 8 x 6 تيرابايت أقراص صلبة Seagate Exos |
معلومات عن مجموعة Ceph
- 24 x OSD على NVMe SSD (3x أجهزة Ambedded Mars500)
- 24x OSD على HDD (3x أجهزة Ambedded Mars400)
- يتم وضع خوادم HDD و NVMe في جذور CRUSH منفصلة.
عملاء الاختبار
- 2 x خوادم فيزيائية. 2x بطاقة شبكة 25Gb
- يعمل كل خادم بـ 7x VMs.
- كل VM يحتوي على 4x نواة و 8 جيجابايت ذاكرة
إعداد طبقة الذاكرة المؤقتة بواسطة Ambedded مدير UVS
1. قم بإنشاء مجموعة أساسية باستخدام وحدة تخزين HDD.
2. قم بإنشاء مجموعة NVMe باستخدام وحدة تخزين NVMe SSD.
3. أضف حوض NVMe كطبقة ذاكرة التخزين المؤقت لحوض HDD.
تكوينات طبقة ذاكرة التخزين المؤقت الافتراضية:
- وضع التخزين المؤقت: الكتابة الفورية
- عدد مجموعات الضرب = 12
- فترة مجموعة الضرب = 14400 ثانية (4 ساعات)
- الحد الأقصى للبايت المستهدف = 2 تيرابايت
- الحد الأقصى للكائنات المستهدفة = 1 مليون
- الحد الأدنى لتراكم القراءة للترقية والحد الأدنى لتراكم الكتابة للترقية = 2
- نسبة الأوساخ المستهدفة للتخزين المؤقت = 0.4
- نسبة الأوساخ المستهدفة العالية للتخزين المؤقت = 0.6
- نسبة الأوساخ المستهدفة الكاملة للتخزين المؤقت = 0.8
- عمر التجاوز الأدنى للتخزين المؤقت = 600 ثانية
- cache_min_evict_age = 1800 ثانية.
تم اختبار مجموعة أقراص الهارد ديسك قبل وبعد إضافة طبقة الذاكرة المؤقتة، باستخدام ما يصل إلى 14 عميلًا لتوليد أحمال الاختبار. قام كل عميل بتركيب RBD لاختبار fio. بدأت عملية الاختبار بعميل واحد وزاد عدد العملاء بعد اكتمال كل وظيفة اختبار. استمرت كل دورة اختبار لمدة خمس دقائق وتم التحكم فيها تلقائيًا بواسطة جنكينز. أداء وظيفة الاختبار كان مجموع نتائج جميع العملاء. قبل اختبار تدرج التخزين المؤقت، قمنا بكتابة البيانات إلى الأقراص الثابتة المتوزعة حتى امتلأت حوض التخزين المؤقت فوق نسبة الاكتمال المستهدفة للتخزين المؤقت في سيف (0.8).
أظهرت الرسوم البيانية أن أداء مجموعة الأقراص الصلبة النقية تحسن بشكل كبير بعد إضافة مجموعة ذاكرة التخزين العشوائي غير القابلة للتحويل.
أثناء اختبار طبقة ذاكرة التخزين المؤقت ، لاحظنا إحصائيات التجمع باستخدام أمر Ceph OSD Pool Stats. كان لذاكرة التخزين المؤقت والتجمعات الأساسية أنشطة التنظيف والإغراء والترويج. التقطنا إحصائيات البلياردو في أوقات مختلفة أثناء اختبار طبقة ذاكرة التخزين المؤقت.
تمت كتابة البيانات إلى الذاكرة المؤقتة
مجموعة الذاكرة المؤقتة رقم 84
سرعة الإدخال/الإخراج للعميل 21 ميجابايت/ثانية للكتابة، 0 عملية/ثانية للقراءة، 5.49 ألف عملية/ثانية للكتابة
مجموعة mars400_rbd رقم 86
لا يوجد أي نشاط
كان الذاكرة المؤقتة يقوم بالترويج والإزالة
معرف الذاكرة المؤقتة للتجمع 84
إدخال العميل 42 ميجابايت/ثانية كتابة، 0 عملية/ثانية قراءة، 10.79 ألف عملية/ثانية كتابة
إدخال طبقة الذاكرة المؤقتة 179 ميجابايت/ثانية إزالة، 17 عملية/ثانية ترويج
معرف تجمع mars400_rbd 86
إدخال العميل 0 بايت/ثانية قراءة، 1.4 ميجابايت/ثانية كتابة، 18 عملية/ثانية قراءة، 358 عملية/ثانية كتابة
تم تفريغ الذاكرة المؤقتة
معرف الذاكرة المؤقتة للتجمع 84
إدخال العميل 3.2 جيجابايت/ثانية قراءة، 830 عملية/ثانية قراءة، 0 عملية/ثانية كتابة
إدخال طبقة الذاكرة المؤقتة 238 ميجابايت/ثانية تفريغ، 14 عملية/ثانية ترقية، 1 مجموعة من الصفحات قيد التفريغ
معرف تجمع mars400_rbd 86
إدخال العميل 126 ميجابايت/ثانية قراءة، 232 ميجابايت/ثانية كتابة، 44 عملية/ثانية قراءة، 57 عملية/ثانية كتابة
تم طرد PG
تم تطهير حافظة حوض البيانات 84
معدل الإدخال/الإخراج للعميل 2.6 جيبا بايت/ثانية قراءة، 0 بايت/ثانية كتابة، 663 عملية/ثانية قراءة، 0 عملية/ثانية كتابة
معدل الإدخال/الإخراج للطبقة المؤقتة 340 ميبا بايت/ثانية تفريغ، 2.7 ميبا بايت/ثانية طرد، 21 عملية/ثانية ترقية، 1 PG يتم طرده (ممتلئ)
تم تطهير حوض البيانات mars400_rbd 86
معدل الإدخال/الإخراج للعميل 768 ميبا بايت/ثانية قراءة، 344 ميبا بايت/ثانية كتابة، 212 عملية/ثانية قراءة، 86 عملية/ثانية كتابة
تفريغ PG وإدخال العميل مباشرة إلى حوض البيانات الأساسي.(كان العملاء يكتبون البيانات)
معرف ذاكرة التخزين المؤقت للمجموعة 84
إدخال العميل 0 بايت/ثانية كتابة، 0 عملية/ثانية قراءة، 1 عملية/ثانية كتابة
إدخال طبقة التخزين المؤقت 515 ميجابايت/ثانية تفريغ، 7.7 ميجابايت/ثانية إخراج، 1 مجموعة تفريغ
معرف ذاكرة التخزين المؤقت للمجموعة mars400_rbd 86
إدخال العميل 613 ميجابايت/ثانية كتابة، 0 عملية/ثانية قراءة، 153 عملية/ثانية كتابة
بعد الاختبار المستمر، أرحنا العنقود لساعات وأعدنا اختبار الكتابة العشوائية بحجم 4 كيلوبايت. حصلنا على أداء أفضل بكثير. كان ذلك لأن مساحة التخزين المؤقت تم تحريرها للكتابة الجديدة.
من خلال هذا الاختبار، نحن متأكدون من أن استخدام مجموعة NVMe كطبقة تخزين مؤقت لمجموعة HDD يمكن أن يحقق تحسينًا كبيرًا في الأداء.
يجب ملاحظة أن أداء طبقة التخزين المؤقت لا يمكن ضمانه. يعتمد الأداء على حالة ضرب التخزين المؤقت في تلك اللحظة، ولا يمكن تحقيق نفس الأداء من خلال تكرار الاختبارات بنفس التكوين والأحمال.
إذا كانت تطبيقاتك تحتاج إلى أداء ثابت، استخدم مجموعة SSD خالصة من NMMe.
- المنتجات ذات الصلة
جهاز تخزين Mars500 NVME All Flash Ceph
Mars 500
تم تصميم جهاز Mars 500 Ceph لتلبية احتياجات تخزين البيانات الأصلية للسحابة عالية الأداء....
تفاصيل
جهاز تخزين Ceph Mars 400PRO
Mars 400PRO
تم تصميم جهاز Mars 400 Ceph لتلبية احتياجات تخزين البيانات السحابية عالية السعة. يستخدم القرص...
تفاصيل