如何优化RAID控制器提升存储性能.docx

如何优化RAID控制器提升存储性能如何优化RAID控制器提升存储性能 调整RAID控制器并没有象有些厂商吹嘘的那么困难，甚至不需要专业的技术支持就可以搞定。许多参数都与缓存和缓存利用率，以及众所周知的RAID LUN相关，本文不针对具体的RAID控制器优化，但阅读本文一样很有帮助，至少你知道有哪些参数经过调整对I/O性能有益。优化RAID控制器需要考虑的地方包括:LUN创建和RAID级别，缓存调整和配置。 关于RAID级别与性能有关的文章已经很多，这里就不再重复了，主要谈一服务下RAID的调优，如果你想通过配置RAID优化存储性能，不管是安装在PC器上的RAID控制器，还是高端企业级存储阵列，阅读本文之后，你将有清晰的方向。 首先我们来看看RAID控制器的种类，目前我们常见的有以下三种: 1、企业级“Active/Active”:这种控制器允许你从任何主机向任何LUN写入数据，不会造成性能下降，它通常具备很大的镜像缓存(一般会超过32GB)，这种控制器支持热插播硬盘，正常运行时间很长，现在与控制器通信一般是走光纤通道(FC)或以太网光纤通道(FCoE)。 2、中端“主动/被动”:这种控制器对于每个LUN来说都有两个侧面，一个主动侧面，它是主要路径，一个被动侧面，用于故障转移，你通常需要在主要和故障转移侧之间分割LUN，平均划分你的系统，缓存可以在控制器上镜像，但这种控制器的弹性没有企业级控制器好。 3、RAID主机卡:这种卡插入到PCIe插槽，通过SAS或SATA数据线连接到硬盘，它没有独立的处理器，而企业级和中端控制器都有，它们支持的硬盘数量也没有前两种控制器多，此外，要想故障转移到另一个控制器也是不可能的，你系统的弹性完全取决于你的PCIe插槽和控制器卡。 RAID缓存调整和配置 可以从三个方面调整RAID缓存: 调整缓存，读优先，写在后。 调整缓存块大小。 调整缓存镜像(对于中端控制器来说特别重要)。 读优先，写在后:你可能会认为这样调整后不会产生实质性效果，但事实证明不是你想象的那样，如果读优先，它会认为数据是连续的，这样可以为数据分配连续的地址空间，RAID控制器不知道文件系统或数据的拓扑结构，它只知道连续块地址。如果你的文件系统分配单元小于RAID条带尺寸，如果同时有多个文件写入，这些文件将会在这些RAID条带上变成碎片。 例如，如果文件系统分配尺寸是64KB，RAID 5 8+1条带大小是512KB，同时有多个文件写入，RAID控制器做得最多的事情就是读取你请求的数据，在这里是64KB，也可能是另一个64KB，如果你连续读，直到读完整个条带，这就是读优先，另一方面，如果你只读一个64KB的块，条带中剩余部分的数据来自其它文件，那么读优先只有害处，只有RAID条带大小和文件系统分配单元相匹配时，实施读优先才会获得很好的性能。 写在后:将块读入缓存以便写入内容，当数据命中缓存时向写入程序发送一个响应，这里的关键是数据在RAID条带上必须是对齐的，如果没有对齐，RAID必须完成“读-修改-写入”(读入条带数据，修改成新数据，再写入条带)，这样的后果是开销大，延迟严重，RAID缓存的目的本来就是为了隐藏写入磁盘的延迟，当数据命中缓存时接收确认。调整写在后通常需要针对读优先指定需要分配多少缓存空间，此外还需要指定可读或写的最小缓存块大小。 调整RAID缓存块大小 缓存块大小是可以读入缓存的最小数据量，例如，在一块磁盘上的一个RAID，你可能会认为该磁盘的所有I/O单元都是32KB，但如果缓分配单元可能是32KB存块大小是4KB，那对该磁盘的最小读或写大小应该是4KB，而不是32KB，它是今天磁盘扇区大小的8倍，如果你的文件系统分配单元很大，你的写入请求也很大，但缓存块大小很小，就可能会降低RAID的性能。 我所见过的大多数RAID控制器都是这样，缓存块越小速度越慢，因为它们没有足够的处理器能力管理所有的块，也许等下一代控制器上市会改变这一现状(因为处理性能将会提升)。只有在RAID分配单元中数据处于非对齐状态时，缓存块小一点更好。 想象一下以小的请求写，大的请求读，文件系统分配单元和条带大小匹配时会是什么状况，发生多个连续写操作时，文件系统不会产生严重的碎片，并且读优先将会起作用，如果读比写更大，读优先也有帮助，所有RAID控制器会认为读是连续的，因此在调整读操作时，你需要知道读和写请求大小，并确定同一时间有多少文件写入，如果同一时间只有一个文件写入，数据将很可能是连续分配的，直到文件系统产生碎片，读优先将会带来很大的好处。 另一方面，如果有多个文件写入，并且写入大小和文件系统分配单元比条带尺寸小，这时读优先的作用就很小，甚至毫无作用。归结起来就是:读优先适用于写和分配单元相等，或者当有多个文件写入时，大于RAID的条带尺寸。 调整缓存镜像 在许多中端RAID产品中，写缓存镜像是一个常见的功能，所有写入内容全部镜像到RAID控制器中，控制器处理I/O请求，将其写入控制器的另一半缓存中，如果数据在条带上是完全对齐的，有些厂商在控制器上使用一些技术绕过缓存写入请求，但在普通环境中是具有写缓存镜像的，每一次写操作都要写入到缓存，在向I/O请求发出确认前再写入到另一个缓存，写缓存镜像因此通常会降低性能，因为写入其它缓存存在延迟，并会占用一定的带宽，每个缓存必须镜像到其它缓存，因此缓存空间利用率会下降一半。 如果厂商提供了读或写缓存调整参数，可以根据负载和可靠性考虑进行微调。我经常听到的一个问题是用户到底应不应该使用写缓存镜像，这要根据你对数据可靠性的需要而定。假设你正在写一个文件，将数据写入一个没有写缓存镜像系统的缓存，如果这个时候整个控制器出现故障(从缓存到磁盘)，你的应用程序会被告知写入成功，但数据却没有来得及写入磁盘。虽然这种事故发生的几率非常小，但仍然是可能发生的，我就有幸见过一次。 如果你对同一个文件再执行一个写入操作，你可能会遭遇I/O错误，大多数RAID这个时候会意识到它们不能从缓存写入到磁盘，因此会暴露错误，有的RAID控制器会故障转移到可以工作的一侧，你的操作得以成功完成，但实际上已经有一个文件已经丢失了，但你的应用程序却不知道，如果文件少写入了内容，这可能会引发后续一系列的连锁反应，这也是为什么写缓存镜像默认启用的原因。调整写缓存镜像需要指定为写入操作保留多少缓存空间，写缓存镜像开关应该开启，如果控制器损坏，想要找出损坏的数据或缺少的数据几乎是不可能