Статьи

Оптимізація продуктивності баз даних за допомогою СГД All-Flash

Оптимізація продуктивності баз даних
за допомогою СГД All-Flash

При роботі з базами даних в різних сферах - від високочастотного трейдингу до управління ризиком в реальному часі - частки мілісекунд часто вирішують все.

Продуктивність баз даних в значній мірі залежить від швидкості виконання операцій введення-виведення, тому підприємства все частіше віддають перевагу системам зберігання даних на базі флеш-технологій, які дозволяють знизити латентність введення-виведення і підвищити швидкість обробки транзакцій.

Вибір правильної СГД all-flash безпосередньо впливає на результати діяльності компанії: значне прискорення обробки, зменшення необхідного серверного обладнання, зниження витрат на ліцензування баз даних і істотна економія простору і електроенергії (докладніше в статті Флеш-технологія на службі продуктивності СГД в умовах стрімкого прогресу даного випуску).

Максимальна продуктивність баз даних

Багато років адміністраторам баз даних доводилося вирішувати проблему планування і управління в системах зберігання даних, щоб домогтися максимальної продуктивності при використанні щодо повільних дисків. Одним з найбільш ефективних методів був запуск часто використовуваних лог-файлів на швидких, дзеркальних дисках. Адміністратори воліли виділяти під завдання надлишкові ресурси, щоб навіть у випадку великої кількості конкуруючих запитів зберегти стабільне час відгуку.

На зміну повільним дискам з механічним приводом приходять масиви all-flash на базі твердотільних накопичувачів (SSD). Результати говорять самі за себе у всіх аспектах продуктивності. Кількість операцій вводу-виводу в секунду у SSD в сотні разів більше, ніж у жорсткого диска (HDD), а час доступу від мілісекунд до мікросекунд.

Однак для досягнення максимальної ефективності слід враховувати важливі особливості архітектури масивів all-flash для виконання робочих навантажень високопродуктивних баз даних. Щоб скористатися всіма перевагами низької латентності флеш-систем, яка становить всього частки мілісекунди, необхідна наявність чистого, оптимізованого каналу передачі даних. Взагалі важливо, щоб інші сервіси, запущені на СГД, які не погіршували швидкість доступу і продуктивність роботи системи.

СГД NetApp EF560

СГД NetApp EF560

новий масив all-flash NetApp® EF560® - ідеальне рішення для забезпечення максимальної продуктивності рішень на базі флеш-технологій при роботі з критично важливими базами даних. Нова платформа гарантує повну і стійку продуктивність, відповідну сучасним стандартам. Масив EF560 забезпечує 650 тис. Операцій введення-виведення в секунду (IOPS) в малому форм-факторі 2U, а його середній час відгуку не перевищує 800 мікросекунд - все це демонструє, наскільки важлива архітектура системи зберігання данних.Кроме того, масив EF560 втілив в собі кращі досягнення надійності та готовності, удосконалювані протягом восьми поколінь операційної системи SANtricity.

Масив EF560 розрахований на найпередовіші технології, реалізовані в високопродуктивних базах даних. Центральні процесори СГД використовуються для швидкого виконання операцій читання і запису, а ресурси хоста - для компресії даних. В процесі обробки даних ніщо не заважає операціями вводу-виводу, завдяки чому масив при навантаженні забезпечує стійку латентність, що становить всього частки мілісекунди. І на 1001-й день роботи вона залишається такою ж, як і в 1-й день.

Продуктивність БД співвідноситься з показниками диска, що дозволяє домогтися стійких, передбачуваних результатів. Оцінивши продуктивність і співвідношення «ціна-продуктивність» масиву EF560 по ряду внутрішніх показників, таких як кількість операцій введення-виведення в секунду (IOPS) і пропускна здатність, а також еталонним показниками SPC-1, ми отримали чудові результати.

Продуктивність за операціями введення-виведення

В першу чергу слід розглянути показники EF560 при робочих навантаженнях читання - найбільш часто виконувані операції з масивами all-flash. EF560 забезпечує виконання 650 тис. Безперервних операцій введення-виведення в секунду при латентності в 800 мікросекунд, займаючи в стійці всього 2 юніта (2U). У порівнянні з попередньою моделлю EF550 цей показник вдосконалений на 62,5%. Навіть при пороговому значенні продуктивності 500 мікросекунд EF560 може забезпечити 628 тис. Операцій введення-виведення в секунду.

Щоб спрогнозувати показники продуктивності планованих навантажень, ми провели більш ретельний аналіз показників продуктивності за операціями введення-виведення в секунду для масиву EF560 (тестована система: EF560 з 48 дисками SSD, пам'яттю RAID 5 і блоками даних по 8 КБ).

Таблиця 1. Продуктивність операцій введення-виведення в секунду масиву EF560 при різних робочих навантаженнях читання і запису.

Продуктивність операцій введення-виведення в секунду масиву EF560 при різних робочих навантаженнях читання і запису

Джерело: NetApp, 2015 р

Оцінка продуктивності по тесту SPC-1

Для більш ретельного аналізу пропонуємо ознайомитися з результатами тестування масиву EF560 за стандартами SPC-1 Комітету з тестування систем зберігання даних (Storage Performance Council, SPC), які моделюють умови експлуатації високопродуктивної бази даних з інтенсивними навантаженнями читання і запису (докладніше див. У розділі про тесті SPC-1 на бічній панелі). В ході тесту масиву показник EF560 склав 245 011,76 IOPS ™ (SPC-1) із середнім часом відгуку (ART) при навантаженні 100%, що дорівнює 0,93 мілісекунд, або 930 мікросекунд. При пороговому значенні продуктивності 500 мікросекунд показник EF560 склав 196 008,41 операцій введення-виведення в секунду (IOPS) SPC-1 при часу відгуку 0,53 мілісекунд (530 мікросекунд). Як правило, стандартна кількість операцій введення-виведення в секунду, необхідну замовником, становить 80-120 тис., Що відповідає характеристикам масиву EF560.

Малюнок 1. Крива часу відгуку EF560 по тесту SPC-1.

джерело: Короткий огляд EF560 за результатами тесту SPC-1

Рішення EF560 демонструє мінімальний час відгуку, передбачене тестом SPC-1 (вимірюється при навантаженні 10%) для будь-якої конфігурації згідно списками кращих результатів SPC-1 «Top Ten» при часу відгуку 0,18 мілісекунд (180 мікросекунд). Значення LRT по тесту SPC-1 передбачає мінімально можливий час відгуку для СГД. Детальніше див. У короткому огляді або повному звіті тесту SPC-1 масиву EF560.

Зменшення латентності в 20 разів і економія місця в стійці на 70%
Наскільки важливі показники швидкості операцій введення-виведення і латентності, складові частки мілісекунди? Для підвищення швидкості платіжних транзакцій і підвищення якості обслуговування клієнтів великий інтернет-магазин прийняв рішення про необхідність впровадження системи з низькою латентністю і дуже високим показником надійності системи, оскільки кожна хвилина простою значила для компанії втрату значних сум доходу. Впровадження масиву EF-Series дозволило компанії збільшити продуктивність баз даних Oracle, керуючих профілями продажів, і швидкість обробки транзакцій в 20 разів у порівнянні з попередніми показниками. Детальніше див. У історії успіху .

Співвідношення «ціна-продуктивність» по тесту SPC-1

Головною рисою тесту SPC-1 є те, що він показує вартість на операції введення-виведення в секунду ($ / SPC-1 IOPS) для кожної тестованої конфігурації. Для масиву EF560 цей показник склав 0,54 дол. США, що відповідає позиції №2 в списку кращих результатів SPC-1 по співвідношенню «ціна-продуктивність» (SPC-1 Price-Performance ™). Якщо оцінювати результати масивів із середнім часом відгуку менше мілісекунди, EF560 займає перше місце в списку.

Докладні відомості про тестування EF560 по тесту SPC-1 см. В статті блогу Dimitris Krekoukias на сайті RecoveryMonkey.org .

Пропускна спроможність

Ще одним важливим аспектом продуктивності флеш-масиву є пропускна здатність або смуга пропускання. Хоча цей показник згадується рідше, ніж кількість операцій введення-виведення в секунду, він визначає, наскільки ефективно масив виконує послідовні, а не випадкові операції читання або запису. Для всіх баз даних важливо виконання послідовних операцій (наприклад log-файли). Ефективна потокова передача при зборі даних забезпечує значні переваги для задач аналітики і вбудованих в пам'ять баз даних.

Це ще одна область, в якій масиви EF560 відрізняються від інших систем. Якщо у конкурентів пропускна здатність за операціями читання становить близько 4 ГБ / с або 8 ГБ / с, то флеш-масив EF560 здатний забезпечити значення 12 ГБ / с для читання і 6 ГБ / с для запису.

Пропускна здатність як фактор переваги для бізнесу

Щосекундний збір даних. Керівник ІТ-відділу бурового підрядника звернувся до фахівців NetApp для пошуку рішення, яке забезпечить збір даних з бурової вишки кожну секунду. Раніше дані надходили кожну хвилину, а значить, частота збору даних повинна була зрости в 60 разів. Масив EF-Series дозволив компанії вирішити цю задачу, надаючи компанії більш докладні дані для аналізу кожну секунду і полегшуючи прийняття важливих рішень.

Підвищення частоти створення звітів в 4 рази. Агентству нерухомості знадобилося підвищити продуктивність бази даних, щоб удосконалити додаток для аналітики національного ринку нерухомості, що дозволяє збирати і перекомпоновувати дані для банківської, фінансової галузі і сфери нерухомості. З впровадженням масиву EF-Series компанія має можливість отримувати актуальні дані 4 рази на день, а не один раз, як раніше, що дозволяє прискорити розгляд заявок на житлове кредитування і значно підвищити рівень обслуговування кліентов.Подробнее см. В історії успіху .

Поліпшення продуктивності EF560

Флеш-масив EF560 поєднує в собі чотири переваги, що забезпечують оптимізацію продуктивності.

  1. Підвищена швидкість центральних процесорів. EF560 пропонує нові 6-ядерні процесори Intel Xeon з частотою 2,2 ГГц, які дозволяють підвищити швидкість операцій введення-виведення майже вдвічі.
  2. Підтримка многоядерной архітектури SANtricity. Нове програмне забезпечення SANtricity 8.20 розподіляє робочі навантаження між ядрами, що, за результатами останніх тестів, сприяє підвищенню часу відгуку на 50%.
  3. Накопичувачі SSD з низькою латентністю. Ми продовжуємо застосовувати вражаючі поліпшення технології SSD, щоб за рахунок розширення дискового простору і зниження латентності домогтися мінімальної в галузі вартості операції введення-виведення в секунду.
  4. Підтримка найшвидших каналів зв'язку з мережами передачі даних. Флеш-масиви EF560 відрізняються розширеним набором додаткових коштів підключення до хосту для 8 портів SAS 12 Гбіт / с і 4 портів InfiniBand 56 Гбіт / с, на додаток до стандартних 8 портів Fibre Channel 16 Гбіт / с і 8 портів iSCSI 10 Гбіт / с.

Удосконалення керованості і готовності EF560

Покращення керованості і готовності нових флеш-масивів EF560:

  • Можливість онлайн оновлення прошивки накопичувача;
  • перенесення даних з несправного диска (drive evacuator);
  • відновлення найважливіших сегментів пулів DDP (розглянемо цю функцію детальніше).

Масиви EF560 оснащуються здвоєними контролерами dual-active, розміщеними в 2U полку з можливістю масштабування до 120 SSD-накопичувачів (в даний момент доступні конфігурації ємністю 400 ГБ, 800 ГБ і 1,6 ТБ). Кожен масив забезпечує сире дисковий простір до 192 ТБ. Накопичувачі SSD об'єднані в томи за технологією динамічних дискових пулів (Dynamic Disk Pools, DDP) або RAID рівнів 0, 1, 5, 6, і 10.

Малюнок 2. Технічні характеристики EF560.

Технічні характеристики EF560

Джерело: NetApp, 2015 р

Вибір способу захисту даних

При розробці флеш-масивів EF560 ми прагнули якнайповніше описати можливості продуктивності і робочі характеристики, щоб полегшити вибір оптимальної конфігурації з урахуванням потреб замовників. Конфігурація DDP стрімко набирає обертів, і зараз вона становить 35% від загального обсягу розгорнутих систем EF-Series, при установці яких клієнти отримують рекомендації про переваги використання DDP в порівнянні з іншими рівнями RAID для тих чи інших умов експлуатації.

Щоб вибрати оптимальний спосіб захисту даних, скористайтеся малюнком 2, на якому представлені рівні продуктивності. Оцініть вимоги вашої системи і зіставте їх з кожної схемою захисту даних. Потім виберіть рівень захисту з необхідними показниками продуктивності і дискового простору.

Малюнок 3. Продуктивність EF560 в конфігураціях з RAID5, DDP і RAID 10.

Продуктивність EF560 в конфігураціях з RAID5, DDP і RAID 10

Джерело: NetApp, 2015 р

Зверніть увагу, що цей малюнок складений з урахуванням робочого навантаження з використанням блоків даних розмірів 8 КБ, співвідношення операцій читання і запису 75% до 25%, а також порогового значення латентності 0,6 мілісекунд (600 мікросекунд). Якщо збільшити відсоток операцій записи, розділові лінії будуть переміщені вниз для кожної конфігурації.

Рішення для підвищення продуктивності баз даних - вибір адміністраторів

Висока швидкість і стійка продуктивність масиву all-flash залежить від його архітектури. Масиви EF560 відрізняються архітектурою, створеної для підвищення продуктивності, що робить їх ідеальним рішенням для роботи з критично важливими високопродуктивними базами даних. Кількість систем EF560, встановлених по всьому світу, становить близько мільйона, а рівень їх надійності можна назвати практично абсолютним (99,999%) - завдяки цьому адміністратори довіряють продуктивність своїх СГД саме цим рішенням.

ресурси

Пол Ферестен (Paul Feresten), провідний менеджер з маркетингу продуктів, і Майк Фелан (Mike Phelan), провідний менеджер по продуктах

Пол працює в компанії NetApp з 2005 р і в даний час відповідає за маркетинг продуктів, створених на базі твердотільної технології. Раніше він спеціалізувався на базовому програмному забезпеченні NetApp, включаючи Data ONTAP, безпеки в багатокористувацьких середовищах і ефективності зберігання даних. Пол має більше 30 років досвіду роботи в сфері управління, продажу та маркетингу продуктів, а також в області адміністративного управління. До приходу в NetApp Пол працював в компаніях Data General, Digital Equipment Corporation, MSI Consulting і SEPATON. Він отримав ступінь бакалавра наук в Бостонському університеті та MBA в коледжі Бабсон.

Майк прийшов у компанію NetApp в квітні 2012 р і в даний момент є менеджером по продуктам EF-Series. На попередній посаді інженера з технічного маркетингу Майк відповідав за тестування, створення матеріалів, навчання та проведення презентацій по продуктам E-Series і EF-Series. Він спеціалізувався на SSD Cashe, динамічних дискових пулах і асинхронному віддаленому створення дзеркал томів.

Tech OnTap
Підписатися
Tech OnTap - це щомісячні огляди новітніх інформаційних технологій, поради та практичні рекомендації, знайомство з інструментарієм, неформальні інтерв'ю з розробниками, демонстраційні ролики, рецензії та багато іншого.

відвідайте Tech OnTap в співтоваристві NetApp Щоб підписатись на розсилку.

Новости

Как оформить группу в вконтакте видео
Дано хотел свой магазин в вк, но не знал с чего начать его делать. Так как хотелось не банальный магазин с кучей ссылок и фото, а красиво оформленный. С меню, с аватаркой. После просмотра видео создал

Как создать видео без программ
Реклама - это один из видов деятельности, который помогает людям продвигать свои товары или услуги. Одним из таких видов рекламы является - раздача листовок или более современное название "флаеров". Раздача

Как создать фото из видео
Кризис заставляет искать дополнительные источники дохода. Одним из таких источников может стать торговля на валютном рынке Форекс. Но чтобы не потерять свои деньги необходимо работать с надежным брокером.

Как оформить диск малыш от рождения до года из фото и видео
Оформить диск "Малыш от рождения до года" из фото и видео можно совершенно разными способами! Кто-то для достижения данной цели идет на шоу-таланты, кто-то пользуется услугами профессионалов, а кто-то

Финансовые новости мира
Вернуться в раздел Профессия экономист Экономисты востребованы в компаниях, где требуется контролировать расходы, правильно рассчитывать средства, где необходим постоянный анализ экономической деятельности

Транспортное средство закон
Пункт 1.5. ПДД гласит: «Участники дорожного движения должны действовать таким образом, чтобы не создавать опасности для движения и не причинять вреда», а в пункте 1.2. указано: «Участник дорожного движения»

Квест кімната дніпро
Законопроект о запрете посещения квестов детьми младше 14 лет прокомментировал один из самых популярных в России квест-агрегаторов. Поправки в городской закон о мерах по предупреждению причинения вреда

Труба в изоляции Valsir Pexal
На сегодняшний день имеется масса самых разных отделочных материалов, которые можно использовать, как внутри, так и снаружи помещения в качестве декоративного элемента, однако большинство из них имеет

Роллы
От того, как и чем мы питаемся зависит очень многое. Это и самочувствие и внешность и общее состояние здоровья. Несмотря на широкое предложение, вопросы правильного и вкусного питания стоят очень остро.

Дешевая доставка суши
Суши можно не только запивать, но и заедать: хорошо с суши сочетаются тэмпура (обжаренные в специальном кляре ломтики овощей, грибы или морепродукты), а также мисо-суп (суп, заправленный бобовой пастой).